Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf

где D6 т — внешний диаметр бурильных труб в м; dBfi — внутрен­ ний диаметр бурильных труб в м; Н — глубина спуска промежуточ­ ной колонны в м.

= 0,785 (0,1272 - 0,1092) 1800 ^ 6 м3.

V = ~ d l ,

где dBH к — внутренний диаметр кондуктора в м.

F = 0,785.3312 = 0,086 м3.

Тогда

z'= 'o^6' + 10^ 80 м-

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ НИЗА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ НА ПРОЧНОСТЬ

Задача 191. Низ обсадной колонны оборудуется башмачным патрубком, диаметр отверстий на котором составляет 25 мм. Суммар­ ная производительность цементировочных агрегатов 6 м3/мин. Опре­ делить количество отверстий в башмачном патрубке, расстояние между центрами отверстий и длину патрубка, если его диаметр

146 мм.

Решение. Количество отверстий, размещенных по винтовой ли­ нии, определяется по формуле

где Q — суммарная производительность цементировочных агрегатов в м3/мин; v — скорость струи цементного раствора на выходе из баш­ мачного патрубка в м/с (v принимается 20—25 м/с); F — площадь сечения одного отверстия на башмачном патрубке в м2.

22 • 60 • 0,785 • 0,0252

Определяем длину патрубка:

h = (n— 1)60,

где 60 — расстояние между центрами этих отверстий по вертикали в мм.

h = (10 —1) 60 = 540 мм.

Определяем расстояние между центрами отверстий по горизонтали

324

Задача 192. Определить количество направляющих фонарей (центраторов) для оборудования низа обсадной колонны диаметром 146 мм, если при посадке ее на забой нагрузка на крюке будет умень­ шена на 4 тс. Толщина стенки труб 10 мм.

Решение. Определяем критическую длину сжатого участка ко­ лонны, превышение которой приводит к продольному изгибу,

1,9

->кр- V ■

где Е — модуль упругости, равный 2,1 •10е кгс/см2; I — момент инерции сечения трубы в см4.

Определяем количество фонарей

П р и м е ч а н и е . Если обсадная колонна спущена без разгрузки на за­ бой, то центраторы устанавливаются по данным кавернометрии. Вблизи продук­ тивных горизонтов, пластов центраторы устанавливаются на расстоянии не ме­ нее 10—12 м, а также в кровле и подошве каждого пласта.

Задача 193. Определить количество центраторов для обсадной колонны диаметром 146 мм при следующих условиях: глубина сква­ жины 3200 м; высота подъема цементного раствора 1000 м; диаметр скважины 190 мм; внутренний диаметр колонны 126 мм; удельный вес цементного раствора 1,84 гс/см3; удельный вес глинистого и продавочного растворов 1,28 гс/см3; угол наклона ствола скважины 30°; интервал центрирования 1000 м. Ствол скважины в данном интер­ вале не имеет каверн.

325

Решение. Определяем длину сжатого участка колонны по фор­ муле

ного раствора в м; уц_р, угл р, упр — удельный вес цементного, гли­ нистого и продавочного растворов в гс/см3; Н — глубина скважины в м; q — вес 1 м колонны в кг; с?вн — внутренний диаметр колонны в см.

Определяем расстояние между центраторами в пределах сжатого участка колонны. По данным табл. 47 приложения находим, что

8330г

т= -g-g- = 85 тт.

Определяем нагрузку, растягивающую интервал обсадной ко­ лонны от последнего центратора до сжатого участка, по следующей формуле:

где Дд — интервал центрирования обсадной колонны.]

Q = 34,3 (1000 —833) cos 30° = 34,3 • 167.0,866 = 4960 кгс.

Определяем глубину установки последнего центратора по фор­ муле

Z0= J / A + \fA* + B,

326

ния); /ц — прогиб планок центратора при действии на него нагрузки от горизонтальной составляющей веса труб в зоне центрирования (см. табл. 47 приложения); EI — жесткость труб обсадной колонны; qr = qо sin а — горизонтальная составляющая веса 1 см трубы обсадной колонны в буровом растворе (для угл. р = 1,2—2,2 гс/см3

Определяем количество центраторов в интервале центрирования растянутого участка

n = -j-L-, tcp

где Ь ъ — интервал центрирования в пределах растянутого участка.

7/2 = -^ц —Z.i = 1000 —833 = 167 м.

Определяем общее количество центраторов, необходимое для цен­ трирования колонны в зоне цементирования,

7£= m + rc = 85 + 17 = 102 шт.

Задача 194. Рассчитать на прочность обратный клапан, устана­ вливаемый на обсадной колонне диаметром 219 мм, если толщина стенки труб 11 мм (в месте установки клапана); удельный вес гли­ нистого раствора за колонной 1,25 тс/м3.

Решение. Определяем интервал допустимой глубины спуска пу­ стой колонны без подкачки раствора

h = 10рсмр ,

327

гДе Рем — допустимое сминающее давление для самых слабых труб

К = R |/ ф

Ги и зг

где R — внутренний радиус трубы в см; ф — коэффициент, завися­ щий от способа крепления клапана, равный 0,8—1,2; сгизг — допу­ стимое напряжение изгиба, которое для чугуна принимается рав­ ным 300—400 кгс/см2, а для бронзы 800 кгс/см2.

К = 9-85 ]/0 ,8 - щ = 3,68 см.

Задача 195. Определить, какую толщину будет иметь тарелка обратного клапана, который устанавливается внизу обсадной ко­ лонны диаметром 219 мм на глубине 2000 м, если удельный вес гли­ нистого раствора за колонной 1,25 тс/м3; толщина стенки труб 11 мм; колонна спускается без долива жидкости.

Решение. Определяем давление глинистого раствора на клапан

Нугл.р

Р== 16

где Н — глубина установки клапана в колонне от устья скважины в м; угл р — удельный вес глинистого раствора в тс/м3.

Определяем толщину тарелки клапана по формуле

hT=

где R — внутренний радиус трубы в см; ф — коэффициент, [равный 0,8—1,2; аизг — допустимое напряжение изгиба, которое для чу­ гуна принимается равным 300 кгс/см2.

/iT= 9 ,8 5 j/l,0 - |^ «*9 см.

328