Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2017-08-11 | 536 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Целью расчета обсадных колонн на прочность является проектирование равнопрочной колонны по всему интервалу крепления.
Расчет производим только для эксплуатационной колонны, потому что данная колонна подвержена нагрузкам на наружное и внутреннее избыточное давления, а так же растягивающие нагрузки. Исходные данные для расчета приведены в таблице 36.
Избыточное давление на глубинах h, H, L, L0 определяем на момент окончания цементирования, испытания колонны на герметичность, окончания эксплуатации и освоение скважины по формулам, представленным в таблицах 38 и 39. Результаты расчетов по формулам из таблиц 38 и 39 представлены в таблицах 37, 40.
Таблица 35 - Характеристика жидкостей для цементирования и составляющие их компоненты
№ в порядке спуска | Название колонны | Характеристика жидкости (раствора) | |||||
Тип или название | Плотность, кг/м3 | Пласти- ческая вязкость, Па×с | Дин. на-пряжение сдви-га, Па | Составляющие компоненты | |||
Название | Доля в %к массе вещества | ||||||
Направление | Цементный | Портландце-мент ПЦТI 50 | |||||
Кондуктор | Цементный | Портландце-мент ПЦТI 50 | |||||
Эксплуатационная | Буферная Облегченный раствор Цементный Продавочная | 1000 1550 | 4-10 | 4-7 | Вода Портландцемент ПЦТ-III об(5) Портландцемент, ПЦТI 100 Солевой раствор |
Таблица 36 - Исходные данные для расчета обсадных колонн
Наименование параметров, единица измерения | Обозначение | Значение |
Расстояние от устья скважины, м: | ||
- до башмака колонны | L | |
- до башмака предыдущей колонны | L0 | |
- до уровня цементного раствора | h | |
- до середины пласта | S | |
Положение уровня жидкости Н в скважине, м: | ||
- при испытании на герметичность | Hи | |
- при освоении скважины | Н0 | |
- при окончании эксплуатации | Нэ | |
Удельный вес, Н/м: | ||
- бурового раствора за обсадной колонной | gр | |
- цементного раствора за колонной | gц | |
- глиноцементного раствора | gгц | |
- жидкости в обсадной колонне | gв | |
- гидростатического столба воды | gгс | |
- испытательной жидкости | gж | |
Давление, МПа: | ||
- пластовое | Рпл | 16,3 |
- гидроразрыва | Ргр | 33,2 |
|
По найденным значениям строим эпюры избыточных наружных и внутренних давлений (рисунки 4,5).
При расчете избыточных давлений:
- в таблице 35 значение Н принимаем в зависимости от глубины скважины и стадии заканчивания [6];
- в таблице 47 значение опрессовочного давления роп принимаем исходя из наружного диаметра обсадной колонны [6].
Далее необходимо произвести расчет длин секций обсадной колонны с различными толщинами стенок (снизу вверх) [6,14]. Находим длину первой секции по формуле
, (98)
где l1 - длина первой секции, м;
lэо- длина эксплуатационного объекта, м;
l1 = 60 + 100 = 160 м по вертикали или 164 м по стволу скважины.
, (99)
где Ркр - давление предела текучести материала труб, МПА;
n1 =1,2 - коэффициент запаса прочности на наружное избыточное давление для первой снизу колонны в зоне эксплуатационного объекта;
Таблица 37 - Результаты расчетов Рни (скважина нефтяная)
Текущая глубина (Z) | Наружные избыточные давления, МПа | |||
Окончание цементирования | Испытание на герметичность снижением уровня | Освоение | Окончание эксплуатации | |
h | 0,4 | 2,9 | 2,9 | 2,9 |
Н* (НИ,Н0,Н3) | - | 8,4 | 7,9 | 13,4 |
L0 | - | 8,4 | 7,9 | 13,4 |
L | 10,3 | 8,7 | 8,2 | 13,4 |
Таблица 38 - Формулы для расчета Рпи (скважина нефтяная)
Z | Окончание цементирования | Испытания на герметичность снижением уровня | Освоение | Окончание эксплуатации |
(устье) | Рнио=0 | |||
h | Рниh=10-6 (gр-gв) h | Если h < Hи* Рниh=10-6gр h если Ни<h Рниh=10-6[gр×h-gв (h-Hи)] | Если h < Hо* Рниh=10-6gр h если h>Ho Рниh=10-6[gр×h-gв (h-Ho)] | Если h < Hэ* Рниh=10-6gр h если h>Hэ Рниh=10-6[gр×h-gв (h-Hэ)] |
Н* (Ни, Н0, Нэ) | - | Если h > Hи* РниН=10-6gр Hи если h< Hи РниНи=10-6[gр×h+gгс (Hи- h)] | Если h > Hо* РниН=10-6gр Hо если h< Hо РниНо=10-6[gр×h+gгс (Hо- h)] | Если h > Hэ* РниН=10-6gр Hэ если h< Hэ Рни Нэ=10-6[gр×h+gгс (Hэ- h)] |
L0 | - | РниLo=PнLo -10-6gв (Lo-Hи) | РниLo=PнLo -10-6gв (Lo-Hо) | РниLo=PнLo -10-6gв (Lo-Hэ) |
** | ||||
L | РниL= =10-6[( ц-gв)L- -( ц-gр)h] | РниL=PнL -10-6gв (L-Hи) | РниL=PнL -10-6gв (L-Ho) | РниL=PнL -10-6gв (L-Hэ) |
** | ||||
*- положение уровня жидкости для расчетов в таблице, ** - принимается максимальное расчетное значение. |
|
Таблица 39 - Формулы для расчета Рви (скважина нефтяная)
Z | Испытание на герметичность в один прием без пакера |
Если 1,1Ру>Роп, то РВИо=1,1Ру, иначе РВИо=Роп, где Ру=Рпл-10-6×gв×L | |
h | РВИh=РВИо-10-6 ×(gр - gж)×h |
Н | - |
L0 | РВИ Lo= РВИо+10-6 × gж×Lо-РHLо |
L | РВИ L= РВИо+10-6 × gж×L-РПЛ |
Таблица 40 - Результаты расчета Рви (скважина нефтяная)
Рви, МПа | z=0, м | z=h, м | z=L0, м | z = L, м |
Испытание на герметичность | 12,5 | 12,1 | 12,1 | 11,8 |
Рни - наружное избыточное давление на глубине L, МПа.
n1×Рни2620 = 1,2×13,4 = 16,08 МПа.
По [6] находим, что этому давлению соответствуют трубы прочности "D", с толщиной стенки S=7,7 мм, для которых Ркр=26,7 МПа. Трубы исполнения А, с трапециидальной резьбой ОТТМ и нормальным диаметром муфт. Строим эпюры избыточных давлений, рисунки 4,5.
26,7 МПа>16,08 МПа
Условие выполняется, производим расчет вес первой секции
Q1=q1×l1, (100)
где Q1 -суммарный вес труб первой секции, кН;
q1 - вес одного погонного метра труб первой секции, кН;
Q1=0,29×100 = 29 кН
Наружное избыточное давление на глубине расположения верхнего конца
труб первой секции будет равно 14 МПа.
Значение критического давления, для труб 2 секции с учетом растяжения, определяют по формуле
, (101)
где Ркр - критическое давление без учета растяжения, МПа;
Qm - растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает предела текучести, кН.
РНИZ МПа | ||||||||
70 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
2,9 | 13,4 | |||||||
| ||||||||
700 | ||||||||
1500 | ||||||||
2620 |
L,м
|
Рисунок 4 - Эпюры избыточных наружных давлений
РВИZ МПа | ||||||||
2 2,9 | 12 | |||||||
13,4 | ||||||||
700 | ||||||||
1500 | ||||||||
2800 |
Рисунок 5 - Эпюры избыточных внутренних давлений
При n1 = 1,0 этому давлению соответствуют трубы диаметром 146 мм исполнения А группы прочности "Д", то есть электросварные обсадные трубы с повышенной геометрической точностью, S=7,0 мм, для которых критическое давление - 26,6 МПа.
МПа
Так как Р'кр2 = 26,2 МПа > РНИL0 = 14 МПа, то для второй секции принимаем трубы 146,0x7,0 мм группы прочности "Д".
Определим прочность труб из расчета внутреннего избыточного давления.
Так как Р’виу < Рm2, то трубы 2 секции из условия прочности на наружное избыточное и внутреннее избыточное давление могут быть установлены до устья скважины. Определим длину 2 секции из условия растяжения по формуле
, (102)
где Q - общий вес всех нижележащих секций, кН;
q2 - вес 1 м труб 2 секции;
[Р] - допускаемая нагрузка.
, (103)
где Рст - страгивающая нагрузка, кН;
n'3 - коэффициент запаса прочности на растяжение для обсадных труб на изогнутом участке ствола.
n’3= , (104)
где n3=1,15 - коэффициент запаса прочности на растяжение, принимаемый для вертикальной секции колонны;
l - коэффициент, учитывающий влияние размеров соединения и его прочностные характеристики;
a0 - интенсивность искривления труб:
При a0=2 n’3= =1,24; [P] кН;
l2 м;
Расчет кондуктора на прочность.
Под кондуктор выбираем обсадные трубы марки "Д", исполнения А, диаметром 0,245 м, с толщиной стенки 8,9 мм, q- 0,744 кН, Рстр= 2039 кН.
Расчет направления на прочность.
Под направление выбираем обсадные трубы марки "Д", с треугольной резьбой исполнения А, диаметром 0,324 м, с толщиной
стенки 8,5 мм, q = 1,044 кН, Рстр = 2226 кН. Проверяем условие, условие выполняется.
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© 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!