этих труб необходимо пересчитать по формуле в зоне неполного опорожнения в зацементированной части обсадной колонны
|
|
|
1 1 Р ? М |
|
|
■77®М ДОП —---- |
Н у У и |
|
|
Угл. р ---Ун |
|
|
|
|
|
11 -371 |
- 2330 • 0,85 |
Я® |
— |
1,15 |
=3160 М. |
“ доп --- |
|
|
|
1,35— 0,85 |
П р и м е ч а н и е . |
В |
зоне полного опорожнения в зацементировашой |
части колонны допустимая глубина спуска труб данной толщины стенки опре деляется по формуле
1 1 Рсм
НДОП —
асмУгл. р
= |
Допустимую глубину спуска обсадных труб с б = |
10 мм и б = |
11 мм в зоне неполного опорожнения в зацементированной части |
обсадной |
колонны |
определим |
по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИР& |
• |
ЯуУн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н £ п= |
Д СМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угл. р — Ун |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гДе |
Рем = |
433 |
кгс/см2. Подставляя |
данные, |
получаем |
|
|
|
|
|
|
|
11-433 |
2330 • 0,85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Яй п = |
1,15 |
4320 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,35— 0,85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем |
Н \оп = |
3400 м, так как |
в интервале |
|
|
3400—3600 м обсадные трубы следует рассчитывать |
|
|
на смятие при величине коэффициента асм = |
1,3. |
|
|
|
Проверим, могут ли быть установлены обсадные |
1290 |
|
трубы с б = |
10 |
мм в |
зоне перфорации. |
|
|
|
то |
|
|
|
|
|
11-433 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2330 • 0,85 |
|
|
|
|
|
|
|
Н$п |
|
1,3 |
|
3360 м. |
|
|
23Ю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,35— 0,85 |
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет показывает, что обсадные |
трубы |
с |
б = |
3 1 6 0 ------ U |
= |
10 мм в зоне |
перфорации не |
могут |
быть |
устано |
|
W |
влены. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з т ---------Ц |
|
Определим допустимую глубину спуска обсад |
|
|
и |
ных труб |
с |
б = 11 |
мм. |
|
|
|
|
|
3600------------ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 52. Кон |
|
|
|
|
|
|
11РЙ1 |
|
|
|
|
|
струкция |
ко |
|
|
|
|
|
|
ЯуУн |
|
|
|
|
лонны |
после |
|
|
|
|
Н&п |
|
Ясм |
|
|
|
|
расчета на смя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угл. р — Ун |
|
|
|
|
тие. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pJJ, = 491 кгс/см2.
- , „ |
■— 2330 • 0,85 |
’ |
1 ,3 5 -0 .8 5 -------- = 6 3 4 ° М’ |
что удовлетворяет требованиям расчета.
После расчета на смятие конструкция колонны имеет следующий
вид (рис. |
52 и табл. 58). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 58 |
|
Глубина спуска |
|
|
|
|
|
Номер |
труб, м |
Толщина |
Длина |
Вес 1 |
м |
Вес секции, |
|
|
секции |
|
|
стенки |
секции, м |
трубы, |
кг |
т |
|
от |
до |
трубы, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
1290 |
6 |
1290 |
21,6 |
|
27,80 |
2 |
1290 |
1810 |
7 |
520 |
24,9 |
|
12,90 |
3 |
1810 |
2310 |
8 |
500 |
28,0 |
|
14,00 |
4 |
2310 |
3160 |
9 |
850 |
31,3 |
|
26,60 |
5 |
3160 |
3400 |
10 |
240 |
34,4 |
|
8,25 |
6 |
3400 |
3600 |
Ц . |
200 |
37,5 |
|
7,50 |
П р и м е ч а н и е . |
Общий вес колонны 97,05 |
т. |
|
|
|
Расчет колонны на двухосное нагружение
Наиболее опасными секциями колонны при двухосном нагруже нии (смятии и растяжении) являются секции труб, расположенные в интервале между цементным кольцом (глубина 2500 м) и границей, от которой трубы рассчитываются на страгивающее усилие. В нашем случае секции состоят из труб с б = 7, 8 и 9 мм (секцию с б = 6 мм не принимаем во внимание, так как ее следует заменить более проч ными обсадными трубами по условию расчета на страгивание). Расчет производим с глубины 2500 м и выше.
Допустимая глубина спуска секций труб при двухосном нагру
|
жении определяется |
по следующим |
формулам: |
|
|
в зоне полного |
опорожнения |
|
|
|
|
100— (<?1+ (?2"Ь • • • + |
Qn-2+ # n -l9 n -l) Zn |
|
НДОП • |
ЮУгл. рйсм |
|
|
|
|
Рем |
• Qn-lZn |
|
|
|
|
|
|
|
в зоне неполного |
опорожнения |
|
|
|
|
100 — (<?1+<?2 + - ■ • + <?n-2+ #n-l<7n-l) Z/J- |
Ю Я у У н а СМ |
|
Рем |
|
Н\Д оп ■ |
10 (уГЛ . р - ~ Ун) а с |
|
|
|
9л-\Ъп |
|
|
|
Рем |
|
|
|
|
|
|
|
где Н„_1 — допустимая глубина спуска обсадных труб предыдущей секции. В нашем случае Нп_1 = 2500 м, т. е. расстояние от устья
|
|
|
|
|
|
до высоты подъема цементного раствора за |
колонной; |
дп_г — вес |
1 м обсадных труб предыдущей секции. В |
нашем случае |
дп_г = |
= д9 — 31,3 кг, |
Q2, Qn_2 — вес |
нижележащих |
секций |
труб. |
В данном случае Q lt |
Q 2, Qn_2 равны |
нулю, так как расчет ведем, |
начиная с глубины 2500 м вверх; рсш— сминающее давление для труб с б = 8 мм; р1м = 306 кгс/см2, Zn — коэффициент, учитыва ющий снижение сминающего давления от растягивающей наг
рузки. |
Согласно |
данным табл. |
45 |
приложения, |
Z = 0,323. |
|
Значение величины Z можно также определить по формуле: |
|
при /£<0,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85,7 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
62.6Д2.3 » |
|
|
|
|
|
при /£>0,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
676,7 |
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
6 2 ,4 .0 3 ,2 |
» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б — толщина стенки |
трубы; |
D — диаметр |
трубы. |
|
|
|
Зная, что трубы с б = 8 мм находятся в зоне полного опорожне |
ния, определим |
их |
длину. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1Я1 ДОП8 |
100—(2500-0,0313) 0,323 |
|
25,2 |
= |
1850 м. |
|
|
10-1,35-1,15 |
0,0313 • 0,323 |
0,0406 |
|
|
|
|
|
|
. 306 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина секции труб с б = |
9 |
мм |
равна 19 =2500—1850= 650 м. |
Вес |
этой секции |
Qa = 650-31,3 |
= |
20 300 кг = |
20,3 |
т. |
|
Аналогично |
определяем |
допустимую |
глубину |
о,— о |
спуска |
секции |
с толщиной стенки 6 |
= 7 |
мм. |
|
|
|
; |
|
100— (20,3 +1850 • 0,028) 0,457 |
=1300 м. |
|
|
1300! |
л/ |
|
|
|
то п |
■п |
|
|
|
-0,028-0,457 |
|
|
|
|
|
10-1,35-1,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
239 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина секции труб с б = |
8 мм |
|
|
|
|
|
3160 |
10 |
|
18 = 1850-1300 = 550 м. |
|
|
|
|
зт |
|
|
|
|
|
|
Вес |
этой секции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q8 = 55028 = 15,4 т. |
|
|
|
|
Рис. 53. Кон |
|
|
|
|
|
струкция колон |
После расчета на прочность |
при двухосном нагру |
ны |
после |
рас |
чета |
на двухос |
жении конструкция колонны имеет следующий вид |
ное |
нагруже |
(рис. 53, табл. 59). |
|
|
|
|
|
|
|
|
ние. |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
59 |
|
Глубина спуска |
|
|
|
|
|
|
Номер |
труб, |
м |
Толщина |
Длина |
Вес 1 |
м |
Вес |
|
|
|
т |
секции |
|
|
стенки |
секции, м |
трубы, |
кг |
секции, |
|
ОТ |
до |
труб» мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
1300 |
7 |
1300 |
24,9 |
|
32,30 |
|
2 |
1300 |
1850 |
8 |
550 |
28,0 |
|
15,40 |
|
3 |
1850 |
3160 |
9 |
1310 |
31,3 |
|
41,00 |
|
4 |
3160 |
3400 |
10 |
240 |
34,4 |
|
8,25 |
|
5 |
3400 |
3600 |
И |
200 |
37,5 |
|
7,50 |
|
П р и м е ч а н и е . |
Общий вес колонны 104,45 т. |
|
|
|
|
Расчет, колонны на страгивающие нагрузки
Определим коэффициенты запаса прочности колонны на страги-
вание в сечении 0—0, т. е. |
на устье |
скважины. |
а |
о» |
|
ЛО |
Устр |
|
Стр~ |
С к + С доп |
^ |
’ |
где $!Тр — страгивающая нагрузка для |
труб, изготовленных из |
стали группы прочности Д с 8 = 7 мм. Qlrp определяют по формуле Яковлева (Qlrp == 71 тс); QK = 104,45 т — вес колонны; (?доп — до полнительное растягивающее усилие, возникающее при цементи
ровании. |
Qaott |
определяется |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
л |
ЗТ |
|
|
|
|
|
|
х доп = ~Г а внРдоп I |
где d,H= |
12,6 мм — средний внутренний диаметр колонны; рдоп — |
добавочное давление |
в процессе цементирования |
|
|
|
|
|
Рдоп |
Ргидр ~Ь РСТОП) |
где ргидр — давление, |
затрачиваемое на |
преодоление гидравличе |
ских |
потерь. |
|
|
|
|
|
|
|
Ргадр — 0,02Я + 1 6 = 0,02 •3600 + |
16 = 88 кгс/см2. |
Рстоп |
= 15-4-20 |
кгс/см2 — давление, возникающее при схождении |
пробок. |
|
|
|
|
|
|
Суммарное добавочное давление равно |
|
|
|
|
Рдоп = 88 + 1 5 = 103 кгс/см2. |
|
|
<?доП = -M l 12,62 • 103 = 12 800 кгс = 12,8 тс. |
Тогда |
|
|
|
|
71 |
|
|
|
|
®стр |
|
0,605, |
|
|
|
104,45 + 12,8 |
|
|
|
|
|
|
что меньше 1,3, |
поэтому |
определим |
значение аСтр |
|
в сечении / —/ |
для труб с б = |
7 мм по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стр |
|
1,3. |
|
|
|
|
|
Ястр |
|
Qk + Qaou- Q i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q7 = |
32,3 т — вес секции труб с б = |
7 мм. |
|
|
|
|
|
= |
________ 71 |
|
0,838, |
|
|
|
|
стр |
|
104,45+12,8—32,3 |
|
|
что |
|
|
|
|
|
недостаточно. |
|
|
|
|
|
|
с б = 8 |
мм. |
Определим астр |
в сечении I —I для труб |
|
|
|
|
|
|
ов |
|
|
|
|
|
|
|
^* гтпС Т Р - |
|
у стр |
|
^ 1 . 3 . |
|
|
|
|
|
Q K + Q n o n _ |
Q 7 |
|
|
Согласно данным приложения, |
<2?тр — 85 тс. |
|
|
|
|
^РТП-- |
|
|
85 |
|
1 ,0 1, |
|
|
|
|
|
104,45+12,8-32,3 |
|
|
|
|
|
стр |
|
|
|
|
что также недостаточно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим астР в сечении I I —II |
для труб с б = |
8 |
мм. |
|
|
|
|
|
|
QIтр |
|
1,3. |
|
|
|
|
Стр |
(?к + |
<?доп— Q7— Q<i |
|
|
|
|
|
|
|
Q&= 15,40 т — вес |
секции |
труб с |
б = |
8 мми. |
|
|
|
|
блтП |
|
|
|
85 |
|
1, 22, |
|
что |
|
стр |
104,45 + 12,8 -32,3 -15,4 |
|
|
недостаточно. |
|
|
|
|
для труб с б = |
9 |
мм. |
Определим остр в сечении I I —II |
Qlrр 1,3.
стр Qk+ Q aou- Q i - Q s
Согласно данным приложения, ф!тр = 100 тс.
100
(£гтг — = 1,44.
стр 104,45+12,8-32,3-15,4
Таким образом, трубы с 6 = 9 мм могут быть установлены в сече нии I I —II и несколько выше этого сечения. Определим новую длину секции труб с б = 9 мм по формуле
|
QI |
|
|
стр |
■(Ф ю +^п + ^доп) |
|
^стр |
|
К- |
99 |
где Q10 — 8,25 |
т, QX1 — 7,50 |
т — соответственно вес секций труб |
с б = 10 и 11 |
мм. |
|
|
100 |
|
|
4 о -(8,25 + 7,50 + 12,8) |
|
1,3 |
---------------- = 1540 М . |
|
0,0313 |
