где Q x— вес первой секции труб с толщиной стенки 6 мм (см. табл.56).
|
астрв |
56 |
< 1 ,3 . |
|
121,6 — 26,8 |
|
|
|
Аналогично определяем коэффициент запаса прочности на рас тяжение для остальных секций труб.
в7 — |
'1 |
г-1 3- |
стр |
1 2 1 ,6 -2 6 ,8 |
’ |
71 ®стр — 121,6— 26,8 — 10,6 < 1 , 3 ;
85 а стр - < 1 » 3 ;
121,6— 26,8— 10,6
ав _________§5_________<Г1 3-
стр |
121,6 — 26,8 — 10,6 — 11,9 |
^ |
’ |
0 с т Р ~ |
121,6— 26,8— 10,6 — 11,9 = |
1 , 3 8 > 1 ,3 . |
Таким образом, трубы с толщиной стенки 9 мм могут быть уста новлены в колонне длиной больше четвертой секции труб.
Определяем, насколько длиннее должна быть секция труб с тол щиной стенки 9 мм
|
|
,Д |
|
^стр- ®стр<? |
|
|
СQ -- |
Лстр#9 |
) |
|
|
|
|
|
г Де |
Q= |
(?факт — (Ql + |
*?2 + Qs). |
|
I9д |
|
1 0 0 -1 ,3 -7 2 ,3 |
— 147 м. |
|
|
|
1,3 • 0,0313 |
|
Определяем, сколько еще метров труб необходимо заменить более толстостенными
2092-147 = 1945 м.
Выше труб с толщиной стенки 9 мм устанавливаем трубы с тол щиной стенки 10 мм. Определяем их длину.
, д |
^стр 0?хр |
115 |
— 100 |
334 м. |
|
ЯстрЩо |
1,3 |
• 0,344 |
|
|
Осталось 1945—334 = 1611 м.
, д 130— 115
307 м.
. *11— 1,3-0,0375
Осталось 1611—307 = 1304 м.
д |
_ |
145— 130 |
= 320 м. |
I12 |
— |
1,3-0,0406 |
|
|
|
Осталось 1304—320 = 984 м.
Так как трубы из стали группы прочности Д исчерпаны," выше устанавливаем трубы из стали группы прочности К с толщиной стенки 10 мм.
|
|
к |
150— 145 |
= 116 м. |
|
|
I10 |
1,3-0,0344 |
|
|
|
|
Осталось |
984—116 = |
868 |
м. |
|
|
|
,к |
170 —150 |
411 м. |
|
|
11 |
1,3-0,0375 |
|
|
|
Осталось |
868—411 = |
457 |
м. |
|
|
|
,К _ |
190 —170 |
388 м. |
|
|
*12 |
1,3-0,0406 |
|
|
|
Осталось 457—388 = 69 м.
Так как трубы из стали группы прочности К исчерпаны, выше устанавливаем трубы из стали группы прочности Е с толщиной
стенки 12 |
мм. |
|
205 —190 |
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
I12 |
1,3 • 0,0406 |
= 284 м. |
|
|
|
Принимается |
= 69 |
м. |
|
|
|
|
колонна |
Таким образом, после расчета на смятие и растяжение |
будет представлена следующими секциями (табл. |
57). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 57 |
|
Толщина |
Группа |
Глубин а спуска |
|
|
|
Номер |
|
трлгб, м |
Длина |
Вес 1 м |
Вес |
стенки |
проч |
|
|
|
секции |
трубы, |
ности |
|
|
|
секции, |
трубы, |
секции,т |
|
мм |
стали |
от |
|
до |
м |
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 2 |
Е |
0 |
|
69 |
69 |
40,6 |
2,80 . |
2 |
12 |
К |
69 |
|
457 |
388 |
40,6 |
15,80 |
3 |
и |
К |
457 |
|
868 |
411 |
37,5 |
15,40 |
4 |
10 |
К |
868 |
|
984 |
116 |
34,4 |
4,00 |
5 |
12 |
д |
984 |
|
1304 |
320 |
40,6 |
13,00 |
6 . |
И |
д |
1304 |
|
1611 |
307 |
37,5 |
11,50 |
7 |
10 |
Д |
1611 |
|
1945 |
334 |
34,4 |
11,50 |
8 |
9 |
д |
1945 |
|
2452 |
507 |
31,3 |
15,90 |
9 |
10 |
д |
2452 |
|
3210 |
758 |
34,4 |
26,13 |
10 |
И |
д |
3210 |
|
3650 |
440 |
37,5 |
16,50 |
11 |
12 |
д |
3650 |
|
3800 |
150 |
40,6 |
6,09 |
П р и м е ч а н и е . |
Вес колонны 138,62 т. |
|
|
|
|
Расчет на внутреннее давление для труб, расположенных на |
устье. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НУн |
|
905 |
= 5,8, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р п л ■ |
460- |
3800 • 0,8 |
|
|
|
|
10 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
что значительно выше требуемого значения.
УТОЧНЕННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОБСАДНЫХ КОЛОНН НА ПРОЧНОСТЬ
Особенностью этой методики является то, что в ней одновременно учитываются горное давление и уменьшение давления в трубах при их опорожнении или повышении давления в нагнетательных скважинах. Кроме того, учитывается поддерживающее действие цементной оболочки, благодаря чему обсадные трубы практически не теряют устойчивости и в них не возникает концентрации напря
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жения, |
связанной с овальностью. |
|
|
|
|
|
|
Задача 184. Рассчитать на прочность эксплуатационную колонну |
|
из труб диаметром D = 146 мм, спускаемую на глубину Н = 3600 м, |
|
по |
уточненной методике |
Т. Е. Еременко. |
|
|
|
|
Диаметр |
скважины |
DCKB = 190 |
мм; |
|
|
|
удельный вес нефти ун = |
0,85 гс/см3; удель |
|
|
|
ный |
вес |
глинистого |
раствора |
угл р = |
|
|
|
= |
1,35 гс/см3; статическое напряжение сдви |
|
|
|
га глинистого раствора в момент цементиро |
|
|
|
вания |
|
= |
0,020 гс/см2; |
статическое напря |
|
|
|
жение сдвига глинистого раствора после |
|
|
|
пяти |
дней |
выдержки |
хп = |
0,30 |
гс/см2; |
|
|
|
предполагаемая глубина опорожнения Ну = |
|
|
|
= |
2330 |
м; |
высота |
подъема |
цемента |
h = |
Рис.51. Положение уров |
|
= |
1100 |
м; |
длина |
зоны |
перфорации |
hn = |
|
ней в |
скважине. |
|
= 200 |
м; запас прочности |
на смятие |
асм = |
асм = 1,3; |
запас проч- |
|
= |
1,15; |
запас прочности в зоне перфорации |
|
ности |
на страгивание астр = |
1,3; |
материал |
труб — сталь группы |
|
прочности |
Д (8Т = |
3800 |
кгс/см2) |
(рис. 51). |
|
|
|
|
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
Расчет колонны на смятие
Расчет колонны на смятие наружным давлением жидкости ведем сверху вниз, начиная с минимальной толщины стенки обсадных труб. Допустимая глубина спуска обсадных труб с толщиной стенки б = 6 мм в зоне полного опорожнения в незацементированной части обсадной колонны определяется по формуле
Ял _______________Рем_________________
асмУгл. Р __ 0,388«см (t/г Та)
10,33 |
(7?скв— D ) У т л . р |
где plM— величина сминающего давления для труб стали группы прочности Д с б = 6 мм при е = 0,01; определяется по формуле Т. Е. Еременко (р?м = 171 кгс/см2).
т т |
_ |
171____________________4 рол м |
доп |
1,15 • 1,35 |
0,388 • 1,15 (0,30 — 0,020) |
|
10,33 |
(19 — 14,6)1,35 |
Аналогично определяем допустимую глубину спуска обсадных труб с толщиной стенки 7, 8 и 9 мм.
J J 1 ____________________Рем_________________ |
доп |
ДсмУгл. р _ |
0,388асм (Тд— Тх) |
|
10,33 |
( D ckb — D ) угл. р |
Рем = |
239 |
кгс/см2. |
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
1 |
_ |
|
|
239 |
|
, |
|
|
ДШ1 |
1,15-1,35 |
0 ,3 8 8 -1 ,1 5 (0 ,3 0 -0 ,0 2 0 ) |
|
|
|
|
10,33 |
(19 — 14,6) 1,35 |
|
|
|
н |
в |
— |
|
Рем |
|
|
|
|
* * |
ДОП '■ |
асмУгл.р |
0,388«СМ (.Тя — Ti) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,33 |
(^скв — & ) Угл. р |
Рем |
306 |
кгс/см2. |
|
|
|
|
|
ш |
АОП |
— |
|
|
зов |
|
2310 м. |
|
|
1,15-1,35 |
0,388 -1,15(0,30 — 0,020) |
|
|
|
|
10,33 |
(1 9 -1 4 ,6 ) |
1,35 |
|
|
|
H I |
|
=9 |
ЯсмУгл. р |
Ре м |
|
|
|
|
^ ДОП |
—1 |
0,388Дсм (т^л — Ti) |
|
|
|
|
|
|
10,33 |
(^СКВ |
Угл. р |
Ром — 371 |
кгс/см2. |
|
|
|
|
|
и |
9 |
|
|
|
371 |
|
_ |
|
|
Аии' 1.15-1,35 |
0,388-1,15(0,30— 0,020) |
|
|
|
|
10,33 |
(19 — 14,6) 1,35 |
Допустимая глубина спуска обсадных труб с б = 9 мм ниже предполагаемого уровня опорожнения скважины (Ну = 2330 м), поэтому допустимую глубину спуска этих труб необходимо пере считать по формуле для неполного опорожнения в незацементированной части обсадной колонны.
j j t |
_________________ ЮРсм — ДсмДУУн______________ |
|
Д° П |
а смУгл. р |
|
0,388Дсм (Тп— Тх) |
|
|
1,033 |
cmYh |
( D C K B - D ) y |
r „ ' P |
|
T i t |
10-371 —1,15-2330-0,85 |
|
Д430 |
ог^л |
доп== 1,15-1,35 |
t , г „ ог |
0,388-1,15(0,30 —0,020) |
/ 0,4 |
d° ' U M' |
1,033 |
1,15 |
(19-14,6)1,35 |
|
|
Допустимая глубина спуска обсадных труб с б = 9 мм ниже уровня подъема цемента 2500; поэтому допустимую глубину спуска
