Файл: Мамедов, А. А. Нарушения обсадных колонн при освоении и эксплуатации скважин и способы их предотвращения.pdf

Как видно из полученных результатов, коэффициенты запаса прочности удовлетворительны. Таким образом, для рассматриваемой колонны сила на­ тяжения при обвязке колонны должна быть принята равной 112 тс.

Определение допускаемого внутреннего давления

вобсадной колонне

Вслучае, когда натяжение колонны производили силой, большей или равной весу незацементированной части ее, вели­ чину допускаемого внутреннего давления для одноразмерной

110

конструкции обсадной колонны можно определить, исходя из прочности труб и резьбовых соединений. Тогда из выражений (182) и (183) будем иметь

колонне в случае закачки воды в скважину при условии: глубина скважины L= 4500 м; высота подъема цемента за колонной h= 700 м; удельный вес глинистого раствора за колонной Yh= 1,3 гс/см3; сила натяжения QH=190 тс;

Обсадная колонна составлена из пяти секций (табл. 12). Группа прочности труб Е (5500 кгс/см2). Счет секций ведется снизу вверх.

Т а б л и ц а 12

Вес незацементированной части колонны составляет 177,8 тс. Следова­ тельно, Qn>Q , что дает возможность определить величину допускаемого

внутреннего давления по формуле (185). Определим значение F (в см2)

Так как происходит охлаждение, то величина Pt будет отрицательная. Допускаемое давление определим при коэффициентах запаса прочности

на внутреннее давление, равных 2, а для резьбовых соединений на страгивание— 1,3. Тогда для V секции (в кгс/см2)

280000

—3 — 190000 — 17275 + 0,0235-3800 (16,82- 1,3 — 14,42- 1)

= 249;

0,47.14,42

111

5500

Следовательно, для 111 секции допускаемая величина р равна 396 кгс/см2. Дальнейший расчет по определению допускаемого внутреннего давления для II секции не ведется, поскольку, как видно в табл. И, в этой секции величины Qctp-доп, Q и /0 большем, чем в III секции, что дает большее зна­

чение р по сравнению с полученными выше.

Таким образом, сравнивая полученные величины давлений, замечаем, что наименьшая величина равна 171 кгс/см2, она следовательно, и является до­ пустимым давлением для рассматриваемой обсадной колонны.

В руководстве [68] даны расчетные формулы для двухраз­ мерной конструкции обсадной колонны. Однако эти формулы настолько громоздки и требуют большого объема вычислитель­ ных работ, что вряд ли есть смысл производить такие расчеты. Для двухразмерной конструкции колонны нужно производить, такие же расчеты, как и для одноразмерной конструкции колон­ ны. Только в этом случае в расчетах надо принять усреднен­ ное значение наружного диаметра. Так, например, если обсад­ ная колонна составлена из труб диаметром 168 и 146 мм и спу­ щена на глубину 4000 м соответственно длиной 1700 и 2300 м„ то расчетный наружный диаметр в мм

112

рвется, и повторно использовать пакер-испытатель невозможно. Предлагаемое авторами устройство для испытания обсадных колонн на герметичность устраняет указанные выше недостатки

пакера-испытателя.

Устройство (рис. 29) состоит из следующих основных дета­ лей: корпуса, резиновой манжеты, распора, опорной гайки, пру­ жины, направляющей втулки и клапана.

Корпус 1 на нижнем конце имеет метрическую резьбу, кото­ рая соединяется с такой же резьбой на опорной гайке 11. Опор­

направляющей втулке 2 через окно корпуса при помощи рас­ порного болта 6 и имеет возможность перемещаться по на­ ружной поверхности корпуса совместно с втулкой.

Клапан 3 установлен внутри втулки при помощи винта 4. Когда над клапаном создается давление, втулка совместно с распором перемещается вниз, манжета распирается и прижима­ ется к стенке испытуемой колонны. В этот момент пружина 9 сжимается буртом втулки. При снятии давления пружина при­ нимает первоначальное положение и одновременно поднимает втулку вместе с распором вверх. После этого резиновая ман­ жета с помощью плоских пружин принимает свою первона­ чальную форму.

Для создания необходимого уплотнения на выточку втулки и клапана вложены резиновые кольца.

Проверка обсадных колонн на герметичность этим устрой­ ством протекает следующим образом (рис. 30). Устройство 1 при помощи насосно-компрессорной колонны 2 спускается в ис­ пытуемую обсадную колонну Зу его можно спускать и на бу­ рильной колонне. Затем внутри насосно-компрессорной колон­ ны при помощи насоса 6 создается давление; открывают вен­ тиль 4, при этом в результате закрытия клапана направляю­

114