Конструирование обсадной колонны по длине — КиберПедия 

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...

Конструирование обсадной колонны по длине

2018-01-07 176
Конструирование обсадной колонны по длине 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Конструирование обсадной колонны по длине

Методические указания к выполнению практической работы №3

по дисциплине «Заканчивание скважин» для студентов специальности 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин» очного обучения

 

Томск – 2017

К параметрам обсадной колонны при заданном диаметре, который уже вами выбран при разработке конструкции скважины, относятся группа прочности материала труб, толщина стенок и длина секций с соответствующей группой прочности и толщиной стенки.

Рекомендуется использовать по возможности наиболее дешёвые обсадные трубы, поэтому для начала расчёта выбираются трубы группы прочности Д. Принимаются также тип обсадных труб и вид исполнения (предпочтительно использование труб категории «А», т.к. они обладают более высоким качеством по сравнению с «Б»). Для нефтяных скважин рекомендуется использование обсадных труб типа ОТТМ, а для газовых – ОТТГ, т.к. они обладают повышенной герметичностью.

При анализе используются совмещенные графики избыточных наружных и внутренний давлений. Из этих графиков видно, что наружные избыточные давления достигают максимума на забое скважины. Уровень наружных избыточных давлений, как правило, больше внутренних, к тому же, прочность на внутреннее давление выше прочности на смятие (наружные избыточные давления), поэтому, за начало расчета в большинстве случаев принимают наружное избыточное давление и расчёт параметров ОК начинается снизу.

Расчёт начинают с определения параметров нижней (1-ой секции), секции, которая находится в пределах эксплуатационного пласта (пластов).

Расчет 1-ой секции (в пределах эксплуатационного пласта)

1) Определяется требуемая прочность трубы на смятие для 1-ой секции Р1см, которая удовлетворяет условию:

Р1см ≥ nсм∙Р1ни,(1)

где Р1ни – величина наружного избыточного давления в начале 1-ой секции (на забое);

nсм – коэффициент запаса на смятие внешним избыточным давлением. Для секций, находящихся в пределах эксплуатационного объекта, nсм = 1,2– 1,3 (в зависимости от устойчивости коллекторов, пластового давления, количества эксплуатационных пластов), для остальных секций - 1,0.

2) Находится толщина стенки δ1, которая обеспечивает найденную прочность на смятие или на критические давления (прил. 1).

3) Принимается глубина L1 спуска 1-ой секции выше кровли эксплуатационного объекта на 50 метров.

4) По эпюре наружных избыточных давлений определяется наружное избыточное давление Р2ни на верхнем конце 1-ой секции, и по прил. 1 находят трубы с толщиной стенки δ2, у которых Р2см больше Р2ни (следующая меньшая толщина стенки). Из этих труб будет состоять 2-я секция.

В случае отсутствия обсадных труб с меньшей толщиной стенки по формулам (5)–(8) проверяется соблюдение условий прочности обсадной колонны, имеющей толщину стенки δ1, установленную на всю длину L (т.е. L1 =0). Причем значения прочности труб на внутреннее давление и прочности на страгивающие нагрузки берутся для труб с толщиной стенки δ1.

5) Определяется длина 1-ой секции l1:

l1 = L-L1, (2)

где L – длина скважины по стволу.

6) Рассчитывается вес 1-ой секции G1:

G1 = 11∙q1, (3)

где q1 – вес 1 м труб 1-ой секции с толщиной стенки δ1 (прил. 2).

7) Определяется фактический коэффициент запаса прочности для 2-ой секции на глубине L1 при длине 1-ой секции l1 на внутреннее давление:

nр= Р2р 2ви, (4)

где Р2р –прочность труб 2-ой секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ2 (прил. 4);

Р2ви–внутреннее избыточное давление на глубине L1 (определяется поэпюре внутренних избыточных давлений).

Рассчитанные коэффициенты должны быть больше допустимых коэффициентов запаса прочности. Для диаметров труб от 114 до 219 мм np =1,15, для диаметров свыше 219 мм np =1,15 (исполнение А) и np =1,45 (исполнение Б).

8) Определяется фактический коэффициент запаса прочности для 2-ой секции на глубине L1 при длине 1-ой секции *l1 на страгивание в резьбовом соединении:

Nстр= Q2стр /G1, (5)

где Q2стр – прочность на страгивающие нагрузки для труб 2-ой секции с толщиной стенок δ2 (прил. 5);

G1 – растягивающая нагрузка на 2 -ую секцию, равная весу 1-ой секции.

Коэффициенты запаса прочности на страгивание представлены в табл. 1.

Таблица 1

Расчет 2-ойсекции

1) Группа прочности материала труб для 2-ой секции принимается такой же, как для 1-ой.

2) Толщина стенок труб для 2-ой секции принята равной δ2 при определении параметров 1-ой секции.

Трубы с толщиной стенки δ2 могут быть установлены до глубины, на которой действующее наружное избыточное давление обеспечат трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ3 2.

В случае отсутствия обсадных труб с меньшей толщиной стенки по формулам (5)–(8) проверяется соблюдение условий прочности обсадной колонны, имеющей толщину стенки δ2, установленную от устья скважины до длины L1 (т.е. L2 =0). Причем значения прочности труб на внутреннее давление и прочности на страгивающие нагрузки берутся для труб с толщиной стенки δ2.

3) Находится значение наружного избыточного давления Р3ни из условия:

Р3ни = Р3см / nсм, (6)

где Р3см – прочность труб на смятие для толщины труб δ3 (прил. 1).

4) На эпюре наружных избыточных давлений находится глубина L2, на которой действует Р3ни (глубина установки 2-ой секции).

5) Определяется длина 2-ой секции l2:

l2 =L1-L2, (7)

где L1 –глубина установки 1-ой секции.

6) Рассчитывается вес 2-ой секции G2:

G2 = l2∙q2, (8)

где q2 – вес 1 м труб с толщиной стенки δ2 (прил. 2).

 

7) Определяется сумма весов 2-х секций ΣG2:

ΣG2= G1 + G2, (9)

8) Определяются фактические коэффициенты запаса прочности для 3-ей секции на глубине L2 при параметрах 2-х секций на внутреннее давление и на страгивание в резьбовом соединении:

nр= Р3р / Р3ви, (10)

где Р3р – прочность труб 3-ей секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ3 (прил. 4);

Р3ви – внутреннее избыточное давление на глубине *L2 (определяется по

совмещённому графику внутренних избыточных давлений).

nстр= Q3стр / ΣG2, (11)

где Q3стр – прочность на страгивающие нагрузки для труб 3-eй секции столщиной стенок δ3 (прил. 5);

ΣG2 – растягивающая нагрузка на 3-ю секцию от веса 2-х секций.

Рассчитанные коэффициенты должны быть больше допустимых коэффициентов запаса прочности (см. расчет 1-ой секции).

13) При соблюдении условий прочности для третьей секции, откорректированные параметры 2-ой секции принимаются за окончательныеи записываются в таблицу, представленную в прил. 6.

Расчет следующих секций

Расчет следующих секций производится аналогично расчету 1-ой и 2-ой секции.

Если по одному из видов нагрузок условие прочности не выполняется, то дальнейший расчет ведется по этому виду нагрузок.

Несоблюдение условий прочности по страгивающей нагрузке

В большинстве случаев несоблюдение условия имеет место по растягивающей нагрузке. В этом случае нужно найти длину рассчитываемой секции, при которой условие прочности будет выполняться.

Из условия прочности на растяжение длина рассчитываемой (i) секции определяется из следующего условия:

Qi+1стр / nстр = ΣGi-1 + Gi, (12)

где Qi+1стр – табличное значение прочности на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении для труб следующей (i+1) секции с толщиной стенок δi+1;

ΣGi-1 – суммарный вес предыдущих секций;

Gi – вес рассчитываемой секции, который может быть выражен:

Gi= liqi, (13)

где li – длина рассчитываемой секции;

qi – вес 1 м рассчитываемой секции.

Тогда из (12) и (13) можно найти:

1i = ((Qi+1стр / nстр)– ΣGi-1) / qi, (14)

Несоблюдение условий прочности по внутренним давлениям

В этом случае по эпюре внутренних избыточных давлений определяется длина Li, соответствующая значению Рi+1р/ np.

В случае, если минимальная толщина стенки не проходит по страгивающей нагрузке или внутренним избыточным давлениям, то для последующих секций толщина стенок увеличивается, а их длина определяется по вышеописанным рекомендациям. Расчет проводится до тех пор, пока сумма длин всех секций не станет равной или большей длины обсадной колонны.

Возможен вариант, когда выбрана максимальная толщина стенки трубгруппы прочности «Д», а сумма длин рассчитанных секций составляет величину, меньшую длины колонны. Тогда необходимо принимать следующую группу прочности «К» или «Е».

При соблюдении условий прочности для всех секций их параметры принимаются за окончательныеи записываются в таблицу, представленную в прил. 6.

 

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Конструирование обсадной колонны по длине

Методические указания к выполнению практической работы №3

по дисциплине «Заканчивание скважин» для студентов специальности 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин» очного обучения

 

Томск – 2017

К параметрам обсадной колонны при заданном диаметре, который уже вами выбран при разработке конструкции скважины, относятся группа прочности материала труб, толщина стенок и длина секций с соответствующей группой прочности и толщиной стенки.

Рекомендуется использовать по возможности наиболее дешёвые обсадные трубы, поэтому для начала расчёта выбираются трубы группы прочности Д. Принимаются также тип обсадных труб и вид исполнения (предпочтительно использование труб категории «А», т.к. они обладают более высоким качеством по сравнению с «Б»). Для нефтяных скважин рекомендуется использование обсадных труб типа ОТТМ, а для газовых – ОТТГ, т.к. они обладают повышенной герметичностью.

При анализе используются совмещенные графики избыточных наружных и внутренний давлений. Из этих графиков видно, что наружные избыточные давления достигают максимума на забое скважины. Уровень наружных избыточных давлений, как правило, больше внутренних, к тому же, прочность на внутреннее давление выше прочности на смятие (наружные избыточные давления), поэтому, за начало расчета в большинстве случаев принимают наружное избыточное давление и расчёт параметров ОК начинается снизу.

Расчёт начинают с определения параметров нижней (1-ой секции), секции, которая находится в пределах эксплуатационного пласта (пластов).

Расчет 1-ой секции (в пределах эксплуатационного пласта)

1) Определяется требуемая прочность трубы на смятие для 1-ой секции Р1см, которая удовлетворяет условию:

Р1см ≥ nсм∙Р1ни,(1)

где Р1ни – величина наружного избыточного давления в начале 1-ой секции (на забое);

nсм – коэффициент запаса на смятие внешним избыточным давлением. Для секций, находящихся в пределах эксплуатационного объекта, nсм = 1,2– 1,3 (в зависимости от устойчивости коллекторов, пластового давления, количества эксплуатационных пластов), для остальных секций - 1,0.

2) Находится толщина стенки δ1, которая обеспечивает найденную прочность на смятие или на критические давления (прил. 1).

3) Принимается глубина L1 спуска 1-ой секции выше кровли эксплуатационного объекта на 50 метров.

4) По эпюре наружных избыточных давлений определяется наружное избыточное давление Р2ни на верхнем конце 1-ой секции, и по прил. 1 находят трубы с толщиной стенки δ2, у которых Р2см больше Р2ни (следующая меньшая толщина стенки). Из этих труб будет состоять 2-я секция.

В случае отсутствия обсадных труб с меньшей толщиной стенки по формулам (5)–(8) проверяется соблюдение условий прочности обсадной колонны, имеющей толщину стенки δ1, установленную на всю длину L (т.е. L1 =0). Причем значения прочности труб на внутреннее давление и прочности на страгивающие нагрузки берутся для труб с толщиной стенки δ1.

5) Определяется длина 1-ой секции l1:

l1 = L-L1, (2)

где L – длина скважины по стволу.

6) Рассчитывается вес 1-ой секции G1:

G1 = 11∙q1, (3)

где q1 – вес 1 м труб 1-ой секции с толщиной стенки δ1 (прил. 2).

7) Определяется фактический коэффициент запаса прочности для 2-ой секции на глубине L1 при длине 1-ой секции l1 на внутреннее давление:

nр= Р2р 2ви, (4)

где Р2р –прочность труб 2-ой секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ2 (прил. 4);

Р2ви–внутреннее избыточное давление на глубине L1 (определяется поэпюре внутренних избыточных давлений).

Рассчитанные коэффициенты должны быть больше допустимых коэффициентов запаса прочности. Для диаметров труб от 114 до 219 мм np =1,15, для диаметров свыше 219 мм np =1,15 (исполнение А) и np =1,45 (исполнение Б).

8) Определяется фактический коэффициент запаса прочности для 2-ой секции на глубине L1 при длине 1-ой секции *l1 на страгивание в резьбовом соединении:

Nстр= Q2стр /G1, (5)

где Q2стр – прочность на страгивающие нагрузки для труб 2-ой секции с толщиной стенок δ2 (прил. 5);

G1 – растягивающая нагрузка на 2 -ую секцию, равная весу 1-ой секции.

Коэффициенты запаса прочности на страгивание представлены в табл. 1.

Таблица 1


Поделиться с друзьями:

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.043 с.