Коэффициенты запаса прочности на страгивание в резьбовом соединении

Диаметры труб, мм	Длина колонны, м	Коэффициент запаса прочности, nстр
от 114 до 168	до 3000	1,15
свыше 3000	1,30
от 178 до 219	до 1500	1,30
свыше 1500	1,45

Как правило, ввиду малых значений величин Р²_ви и *G¹ вблизи забоя, эти условия в большинстве случаев соблюдаются. В противном случае либо устанавливается глубина, на которой будут соблюдены условия прочности для толщины труб 2-ой секции, либо толщина стенок 2-ой секции увеличивается до значения, обеспечивающего условия прочности.

9) При соблюдении условий прочности для второй секции параметры 1-ой секции принимаются окончательно и записываются в таблицу, представленную в прил. 6.

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 <δ².

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 Р³_ни из условия:

Р³_ни = Р³_см / n_см, (6)

где Р³_см – прочность труб на смятие для толщины труб δ³ (прил. 1).

4) На эпюре наружных избыточных давлений находится глубина L², на которой действует Р³_ни (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:

n_р= Р³_р / Р³_ви, (10)

где Р³_р – прочность труб 3-ей секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ³ (прил. 4);

Р³_ви – внутреннее избыточное давление на глубине *L² (определяется по

совмещённому графику внутренних избыточных давлений).

n_стр= Q³_стр / ΣG², (11)

где Q³_стр – 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⁺¹_стр / n_стр = ΣG^i-1 + Gⁱ, (12)

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

ΣG^i-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⁺¹_стр / n_стр)– ΣG^i-1) / qⁱ, (14)

Несоблюдение условий прочности по внутренним давлениям

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

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