Вес этой секции
<?; = 1540.0,0313 = 48,2 т.
Выше секции труб с б = 9 мм должны стоять трубы с большей толщиной стенки, т. е. 10, 11 и 12 мм.
Определим допустимую длину труб с 6 = 10 мм.
QSp
|
|
/ |
_ аСТр ■(*?9 + (?10 + |
<?11 + <?доп ) |
|
|
|
|
*io---------- |
9 1 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
115 |
|
|
|
|
|
|
|
-(48,2+8,25 + 7,50+12,8) |
|
|
|
|
|
----------- m |
s ------------------- 340 |
-■ |
Вес |
секции |
Ql0 = |
340*34,4 = |
11,700 |
кг = 11,7 |
т. |
|
|
130 |
— (11,7 + 48,2 + 8,25 + |
7,50+12,8) |
|
|
|
|
-j V |
|
|
|
11 ~ |
|
-------------- = 310 м. |
|
0,0375 |
|
|
|
Вес секции |
@Х1 = |
310*37,5 = |
11 600 |
кг = 11,6 |
т. |
|
|
|
145 |
|
|
|
|
|
|
I |
-гъ — (11,6+11,7 + 48,2 + 8,25 + 7,5 + 12,8) |
|
270 м. |
|
1,d |
|
|
----------------- = |
|
112 |
|
0,0406 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вес |
секции Q12 = |
270*40,6 = |
10 900 |
кг = 10,9 т. |
|
Выше следует брать трубы из стали группы прочности"К с тол щиной стенки 10 мм, для которых (?стР = 150 тс. Допустимая длина
секции этих |
|
труб равна |
|
|
|
|
\ ^0 |
|
|
|
|
-7-= |
(10,9 +11,6 + 11,7 + 48,2 + 8,25 + 7,5 +12,8) |
|
|
|
|
---------------------- m |
s ------------------------ = 120 м. |
Вес |
секции |
QK — 120*34,4 = |
4130 |
кг = 4,13 ,т. |
|
|
170 |
|
|
|
|
|
|
-т г — (4,13+10,9+11,6 + 11,7+48,2+8,25 + 7,5+ 12,8) |
/К ■ |
1*0 |
|
0,0375 |
= 400 м. |
|
|
|
|
|
|
|
Вес |
секции |
|
= 400*37,5 = |
15 000 |
кг = 15 т. |
|
|
1Q0 |
|
|
|
|
|
|
— (15 + 4,13+ 10,9+ 11,6+ 11,7+ 48,2+ 8,25+ 7,5+ 12,8) |
|
— |
|
|
0,0406 |
= 390 М’ |
из которых для завершения сборки рассчитываемой колонны тре буется лишь 180 м.
Вес секции = 180*40,6 = 7300 кг = 7,3 т.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
60 |
|
|
|
Глубина спуска |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
труб, |
м |
|
Толщина |
Группа |
Длина |
Вес секции, |
|
|
|
|
|
|
секции |
|
|
|
|
стенки |
прочности |
секции, |
м |
|
т |
|
|
|
|
ОТ |
|
до |
' трубы, |
мм |
стали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
„ |
180 |
|
12 |
|
|
к |
|
180 |
|
|
7,30 |
|
|
2 |
180 |
|
580 |
|
И |
|
|
к |
|
400 |
|
|
15,00 |
|
|
3 |
580 |
|
700 |
|
10 |
|
|
к |
|
120 |
|
|
4,13 |
|
|
4 |
700 |
|
970 |
|
12 |
|
|
д |
|
270 |
|
|
10,90 |
|
|
5 |
970 |
|
1280 |
|
И |
|
|
Д |
|
310 |
|
|
11,60 |
|
|
6 |
1280 |
|
1620 |
|
10 |
|
|
Д |
|
340 |
|
|
11,70 |
|
|
7 |
1620 |
|
3160 |
|
9 |
|
|
д |
|
1540 |
• |
|
48,20 |
|
|
8 |
3160 |
|
3400 |
|
10 |
|
|
д |
|
240 |
|
8,25 |
|
|
9 |
3400 |
|
3600 |
|
И |
|
|
д |
|
200 |
|
|
7,50 |
|
|
П р и м е ч а н и е . |
Общий вес колонны 124,58 т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты |
расчетов |
приведены |
в |
табл. 60 и |
на рис. |
54. |
|
Определим коэффициент запаса прочности на страгивание в сече |
|
нии |
0—0. |
|
|
|
а12К |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
__ |
|
|
|
|
|
|
Т Ш |
, |
|
|
|
|
|
астр |
*1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
®стр-- |
Q k + |
Q доп |
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
190 |
|
=1,38, |
|
|
|
|
580 Щ |
|
|
|
|
®стр --- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
124,58 + |
12,8 |
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
что |
достаточно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
930 |
|
11 |
|
|
Расчет |
колонны |
на |
внутреннее |
давление |
1280 |
|
1L |
|
|
|
|
10 |
|
|
Расчет |
эксплуатационной колонны |
на |
внутрен |
1620 |
|
|
|
|
нее давление является проверочным и производится |
3160 |
|
3 |
|
|
для наиболее опасного сечения колонны, а также |
|
|
|
|
для наиболее нагруженной части колонны |
(около |
ЗШ |
|
10 |
|
|
устья). |
|
|
|
aBHD p y — 2 <TsS |
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н,Доп ' |
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
НD (\’з —Yk) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 54. Кон- |
|
где Ядоп — допустимая глубина спуска, |
выше кото |
|
струкция |
ко- |
|
рой трубы с данной |
толщиной |
стенки |
б |
не |
могут |
лонны |
после |
|
быть установлены: |
D — наружный |
диаметр обсад |
расчета |
на |
|
страгивание. |
ной колонны в см; ру — устьевое давление при экс плуатации или при испытании колонны на герметичность в кгс/см2;
авн — запас |
прочности |
на внутреннее |
давление, авн |
принимается |
равным 1,3 |
+ 1,5; у3, |
ук — удельный |
вес жидкости |
за колонной |
и внутри колонны в кгс/см3.
Условие, обеспечивающее прочность обсадной колонны при за данном устьевом давлении,
Ядоп я ,факт?
где |
//факт — фактическая |
глубина |
установки |
верхней ' границы |
секции обсадных труб с данной толщиной стенки. |
1,2 см, |
Принимая авн = 1,5, D = |
14,6 см, ру = |
50 кгс/см2, б = |
Уз = |
0,00135 |
кгс/см3, |
Ук ~ |
0,00085 |
кгс/см3, |
определяем допусти |
мую |
глубину |
спуска |
секции труб из стали |
группы прочности К |
(а3 = |
5000 кгс/см2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н12К = |
1,5-14,6-50-2-5000-1,2 |
|
п |
|
|
|
я°п |
1,5-14,6(0,00135—0,00085) |
^ |
|
|
т. е. условие |
<; # 12Кт выполняется. |
|
|
|
|
Проверяя |
аналогичным |
образом |
все |
нижеследующие |
секции |
с толщиной стенки ПК, |
10К, 12Д, |
И Д и т. д., |
можно убедиться |
в том, что условия # доп < Пфакт выполняются. Таким образом, кон струкция эксплуатационной колонны остается без изменений.
П р и м е ч а н и е . Методика расчета колонны приведена в работе [25].
Задача 185. Рассчитать на прочность эксплуатационную колонну газовой скважины по методике УкрНИИПНД при следующих условиях: глубина спуска колонны 3100 м; диаметр колонны 146 мм; овальность обсадных труб 0,01; удельный вес глинистого раствора за колонной 1,25 гс/см3; зона эксплуатационного объекта 2700— 3100 м.
Решение. Определяем высоту подъема цементного раствора за обсадной колонной по формуле
гт 172 Д^р + льбУгл. р
^0,052+ /яугл. р
где А/ср — среднее изменение температуры по длине обсадной ко лонны в °С, принимается 10 °С; пг — коэффициент, величина кото рого представляет собой отношение наружного диаметра к сумме средних толщин стенок трубы.
тп= Рп28
14,6
тп- 2-1,0 7,3.
Тогда
Нп |
172-10 + 7,3-310 000 - 0,00125 |
= 75 500 см = 755 м. |
|
0,052 + 7,3-0,00125 |
|
Рассчитываем обсадную колонну на смятие. Зацементированная часть колонны.
Интервал 3100—2345 м рассчитываем без учета двухосного нагруже ния. Определяем величину давления, которому будут подвергнуты обсадные трубы на глубине 2345 м,
__ ЯдопасмУгл. 1
где Ядоп — допустимая глубина спуска труб в см;' асм — коэффи циент запаса прочности на смятие; со — коэффициент разгрузки, оказываемой цементной оболочкой колонне обсадных труб, со = 1,1.
|
234 500 >1,15 -0,00125 |
306,0 кгс/см2. |
|
|
Р |
1 , 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Давлению |
в 306 кгс/см2 соответствуют трубы из |
стали группы |
прочности Д |
с толщиной |
стенки |
9 мм, сминающее |
давление для |
которых равно 361 кгс/см2. |
|
|
|
|
Допустимая глубина |
спуска выбранных труб будет равна |
|
COPi-M• Ю |
1,1-361-10 |
= 2760 м. |
|
|
HIдоп |
|
1,15-1,25 |
|
|
асмУгл. р |
|
|
Аналогично |
|
1,1-424-10 |
|
|
|
|
1Я1 ДОП10 |
3250 м. |
|
|
1,15-1,25 |
|
|
|
|
|
|
Но, так как последняя секция колонны представляет собой фильтр, то эту секцию составляем из труб с толщиной стенки 9 мм, аналогично вышележащей секции с асы = 1,15. Вес этой секции
Qg = 755-31,37 = 23,7 т.
Незацементированная часть обсадной колонны.
Определяем величину давления, которому будут подвергнуты трубы на глубине 2345 м, по формуле
р —Ядопасмугл> р = 1,15 • 234 500 •0,00125 = 337 кгс/см2.
Находим, что давлению в 337 кгс/см2 соответствуют трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9 мм, сминающее давление для которых равно 361 кгс/см2.
Определив допустимую глубину спуска труб с б = 8 мм, найдем длину секции труб с б = 9 мм, устанавливаемых над цементной оболочкой.
|
HI |
1,1-296-10 |
= 2060 м. |
|
|
|
1,15-1,25 |
|
Тогда 19 |
= 2345 - |
2060 = 285 м. |
= 8,95 т. |
Вес.этой |
секции |
Q9 — 285-31,37 |
Длину секции труб с толщиной стенки 8 мм найдем, определив
допустимую глубину спуска труб с б = |
7 мм с учетом двухосного |
нагружения, по формуле |
|
|
100 —(<?1 + Q2 -|------- Ь Qn-2 |
n-lffn-l) |
ЮУгл. расм |
1Уп-1%п |
|
Рем
