Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 163
Скачиваний: 0
Расчет верхней части колонны бурильных труб на прочность при бурении с продувкой воздухом (газом)
Коэффициент запаса прочности труб на устье скважины равен
где сгт — предел текучести материала труб. Для труб, изготовлен ных из стали группы прочности Д, сгт = 3800 кгс/см2; ов — приве денные напряжения, возникающие в верхней части колонны труб,
огв = 1/ о г р + |
^ Т 2. |
ор — растягивающее напряжение, |
определяемое по формуле |
( ( I ^у) ?пр + J y 9 y ] ^ 1 •—
где уо — удельный вес воздуха (газа), так как уо очень малая вели чина по сравнению с удельным весом материала труб, то для практи
ческих расчетов можно принять у 0 = 0. Тогда ( 1 -----) = |
|
1. Зна- |
||||||
чения остальных букв приведены в задаче 17. |
|
|
|
|
||||
Согласно |
данным табл. 9 |
приложения, i qnp = 3 1 , 4 |
кг; |
F = |
||||
— 34,7 см2. |
По |
данным табл. |
10 приложения, |
qy = 192 |
кг. |
Тогда |
||
а |
р |
[(2000— 100) 31,4+ЮО • 192] 1 |
= 2280 |
кгс/см2, |
|
|
|
|
ЗАЛ |
|
|
|
|
||||
Касательные напряжения определяются по формуле
N
т = 71 620 npWTp
Значения букв приведены в задаче 18.
N = 250 л. с., пр — 118 об/мин.
ТЛ7 _ _ я _ |
(Di —di) _ |
3,14 |
(14,64 — 13,04) |
= 226 см®. |
^ к р - 16 г |
D |
16 |
14,6 |
Тогда
т “ 716 2 0 I T T W - 670 кгс/см!-
Следовательно,
oB= y r22802 -{- 4 • 6702= 2640 кгс/см2.
Коэффициент запаса прочности труб равен
К — 3800■= 1 44
2640
что достаточно.
38
Вес колонны равен
|
|
Qe. К---{I |
1у) Чпр~\~ 1 у Я у |
||||
|
<?б. к = |
(2000 -1 0 0 ) 31,4 + 100 • 192 = 78 900 = 78,9 т. |
|||||
|
Расчет низа бурильной колонны на прочность |
||||||
|
при бурении с продувкой воздухом (газом) |
||||||
Коэффициент запаса прочности труб в нижней части колонны |
|||||||
равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К = - ^ . |
|
|
||
|
|
|
|
|
<?Н |
|
|
Значения букв, входящих в формулу, приведены в задаче 18. |
|||||||
|
|
|
<*Н= |
У°*з + 4т2. |
|
||
|
|
|
стиэ = |
|
U |
|
|
|
|
|
2000 nw ' |
|
|||
|
|
|
, |
1,1Дд- Д , |
|
||
|
|
|
7 |
|
2 |
|
|
Da = 26,9 см. |
D3 = 18,8 см (по данным |
табл. 9 приложения). |
|||||
|
|
х |
1,1-26,9 —18,8 |
с , |
|
||
|
|
/ = -------- ъ' ------— = |
5,4 см. |
||||
I = |
826,9 см4 |
(по данным табл. 9 |
приложения). |
||||
|
|
|
/ = — |
V |
-0,21о)2 |
|
|
|
|
|
со |
V |
|
|
|
|
|
to = - |
= -2 |
60 |
1 1 1 — 12,з с-1. |
||
|
|
60 |
|
|
|
||
|
|
_ |
Яир |
31,4 |
^ =0,314 |
кг. |
|
|
|
|
100 ““ |
100 |
|
|
|
|
|
10 |
-.V 0,2-826,9-12,32 |
= 13,9 м. |
|||
|
|
12,3 |
* |
0,314 |
|
|
|
W = |
ИЗ см3 (см. табл. |
9 приложения). |
|
|
|||
Тогда |
0ИЗ = 2ООО 5,4 • 826,9 |
|
|
|
|||
|
|
410 |
кгс/см2. |
||||
|
|
|
13,92 • ИЗ |
|
|
|
|
Принимая т = |
670 кгс/см2 и подставляя данные в формулу для опре |
||||||
деления стн, получаем |
|
|
|
|
|
||
|
|
(УН= У 4102 + |
4 • 6702 == 1400 кгс/см2. |
||||
39
Коэффициент запаса прочности труб равен
К3800 _ 0 7
1400 Z’ '
что достаточно.
РАЦИОНАЛЬНАЯ ОТРАБОТКА БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, НАЧИСЛЕНИЕ УСЛОВНОГО ИЗНОСА И КЛАССНОСТЬ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ
Задача 20. Определить, к какому классу будет относиться каж дый комплект бурильных труб при роторном способе бурения сква жины глубиной Н = 1150 м. Диаметр бурильных труб D — 114 мм, толщина стенки 6 = 8 мм. Механическая скорость бурения иы =
= |
6 м/ч. |
|
|
|
Решение. В зависимости от величины условного износа трубы |
||
делятся на три класса: |
|
|
|
|
I — класс — условный |
износ |
меньше 50% веса комплекта; |
|
II — класс — условный |
износ |
равен 51—85% веса комплекта; |
|
III — класс — условный износ равен 86—100% веса комплекта. |
||
по |
Условный износ для отдельных комплектов труб определяют |
||
формуле |
S = 2 |
LKCa, |
|
|
|
||
где L — количество метров, пройденных комплектом в данном ин тервале. Исходя из условия задачи, в бурении данной скважины принимают участие четыре комплекта труб длиной по 250 м и пя тый — длиной 150 м; К — коэффициент глубины (приведен в табл. 2).
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
Интервал, м |
Коэффициент глуби |
Интервал, м |
Коэффициент глуби |
ны К |
ны К |
||
0—250 |
1,25 |
1500-1750 |
2,75 |
250-500 |
1,50 |
1750-2000 |
3,00 |
500—750 |
1,75 |
2000—2250 |
3,25 |
750—1000 |
2,00 |
2250—2500 |
3,50 |
1000—1250 |
2,25 |
2500-2750 |
3,75 |
1250-1500 |
2,50 |
2750—3000 |
4,00 |
Коэффициент глубины можно также определить по формуле
# = 1 + 0,001#п,
где # п — глубина подошвы данного интервала. С — коэффициент буримости для данного района.
При роторном способе бурения
Ср |
9,72 |
9,72 |
1,62. |
Vu |
6 |
40
При турбинном способе бурения
р _
С' - ~ Т ■
а = 0,323 кг/м — норма удельного расхода бурильных труб на 1 м проходки в интервале глубиной от нуля до 250 м при С = 1.
Определим условный износ труб для комплекта № 1, работа ющего в интервале 0—1150 м.
= 250.1,25-1,62 - 0,323 + (500-250) 1,5 • 1,62 • 0,323 +
+ (750 - 500) 1,75 -1,62 -0,323 + (1000 — 750) 2,0 -1,62- 0,323 +
+ (1150— 1000) 2,25• 1,62 • 0,323-= 1028 кг.
Вес комплекта длиной 250 м составляет
Qk= 1кЯ= 250 •20,9 = 5225 кг,
где q — вес 1 м бурильной трубы (без замка). Согласно данным табл. 9 приложения, q = 20,9 кг.
Таким образом, условный износ данного комплекта составляет
|
|
1028 • 100 |
19,7%. |
|
|
5225 |
|
|
|
|
|
Этот комплект труб относится к I классу. |
|||
Для |
комплекта № 2, работающего в интервале 250—1150 м, |
||
S2= |
(500—250) 1,5 • 1,62 • 0,323 + |
(750—500) 1,75 *1,62 -0,323 + |
|
+ (1000 - 750) |
2,0 •1,62 • 0,323 + (1150 -1 0 0 0 ) 2,25-1,62 -0,323 = |
||
|
|
= 776 |
кг. |
Условный износ |
комплекта равен |
|
|
776• 100 |
14,5%. |
|
5225 |
||
|
Комплект также относится к I классу.
Для комплекта № 3, работающего в интервале 500—1150 м,
S3= (750 — 500) 1,75 -1,62 -0,323 + (1000 - 750) 2,0 -1,62 -0,323 +
+ |
(1150 -1 0 0 0 ) 2,25 • 1,62 - 0,323 = 676 кг. |
|
Условный износ комплекта равен |
|
|
|
676 • 100 |
12,9%. |
|
5225 |
|
|
|
|
Комплект также |
относится к I классу. |
|
41