Курсовой проект по дисциплине Техника бурения нефтяных и газовых скважин Пояснительная записка

• Название: Курсовой проект по дисциплине Техника бурения нефтяных и газовых скважин Пояснительная записка
• Дата: 19.11.2020
• Размер: 0.89 Mb.
• Имя файла: zapiska.docx
• Тип: Курсовой проект; #151778
• страница: 2 из 4

2.2 Расчет промежуточной колонны

Диаметр эксплуатационной колонны D_пром=245 мм.

Расстояние от устья скважины:

- до башмака колонны L=2500м;

- до башмака предыдущей колонны L₀=650м;

-до уровня жидкости в колонне H=1000м (при испытании на герметичность);

-до уровня жидкости в колонне H=1500м (при освоении скважины).

Удельный вес:

- цементного раствора за колонной γ_ц=18500H/м³ ;

-испытательной жидкости γ_ж=10000 Н/м³;

- бурового раствора за колонной γ_р=14000 H/м³;

- жидкости в колонне γ_в=11000H/м³ (при освоении);

- жидкости в колонне γ_в=8500H/м³ (в период ввода в эксплуатацию);

- жидкости в колонне γ_в=9500H/м³ (при окончании эксплуатации).

Запас прочности в зоне эксплуатационного объекта n₁=1,20.

Для наглядности приведем порядок построения эпюр внутренних и наружных давлений, а также избыточных давлений.

2.2.1 Построение эпюр внутренних давлений

2.2.1.1Определяем внутреннее давление в период ввода скважины в эксплуатацию по формуле (2.1):

при /2.3,с.74/

при z=0 ;

при z=L

Строим эпюру АВ (рисунок 10)

2.2.1.2 Внутреннее давление по окончании эксплуатации определяем по формуле (2.2):

p_вz=0 при ;

при /2.2, с.74/

при z=0 ;

при z=L

Строим эпюру CD (рисунок 7)



Рисунок 7 – Эпюра внутренних давлений


2.2.2 Построение эпюр наружных давлений

2.2.2.1 Определяем наружное давление для незацементированной зоны по формуле (2.3):

при /2.3,с.76/

при z=0 ;

при z=h=600м;

2.2.2.2 Определяем наружное давление для зацементированной зоны:

- в интервале, закрепленной предыдущей колонной, по формуле (2.4):

при /2.4,с.76/

при z=h ;

при z=L₀=650м;

.

- в интервале открытого ствола с учетом пластового давления

z=L=2500м; p_нL=35,55МПа.

Строим эпюру ABCD (рисунок 11).

2.2.2.3 Определяем наружное давление с учетом давления составного столба тампонажного и бурового растворов по всей длине скважины по формулам (2.5) и (2.6)на момент окончания цементирования:

при /2.5,с.77/

при z=0 ;

при z=h=600м;

при /2.6, с.77/

при z=L=2500м;



Строим эпюру ABE (рисунок 11).



Рисунок 8 – Эпюра наружных давлений

2.2.3 Построение эпюр избыточных наружных давлений

2.2.3.1 Определяем избыточное наружное давление на момент окончания цементирования по формулам (2.7) и (2.8):

при /2.7,с.77/

при z=0

при z=h

при /2.8, с77/

при z=L



2.2.3.2 Определяем избыточное наружное давление для процесса испытания колонны на герметичность снижением уровня:

- в незацементированной зоне – по формулам (2.9) и (2.10):

при /2.9, с.77/

при z=0

при z=H=1000м

при /2.10, с.79/
при z=Н

• 
  в зацементированной зоне – по формуле (2.11):
  

при /2.11, с.79/

при z=L

2.2.3.3 Определяем избыточное давление наружное давление при освоении скважины:

- в незацементированной зоне – по формулам (2.9) и (2.10):

при z=0 при

при z=h=600м при

при z=H=1500

• 
  в зацементированной зоне – по формуле (2.11):
  

при z=L₀

при z=L

Строим эпюру ABCDE (рисунок 12).

2.2.3.4 Определяем избыточное наружное давление по окончании эксплуатации:

- в незацементированной зоне – по формулам (2.9) и (2.10):

при z=0 при

при z=h=600м при

при z=H

• 
  в зацементированной зоне – по формуле (2.11), где p_Hz в зоне эксплуатационного объекта принимаем по давлению гидростатического столба воды с удельным весом γ_ГС=1,1*10⁴ Н/м³:
  

при z=L₀

при z=L

Строим эпюру ABC’D’E (рисунок 12)



Рисунок 9 – Эпюра наружных избыточных давлений

2.2.4 Построение эпюры избыточных внутренних давлений при испытании на герметичность в один прием без пакера

2.2.4.1 Избыточное внутреннее давление при испытании на герметичность в один прием без пакера определяем:

- в незацементированной зоне – по формуле (2.12):

при /2.12, с.80/

при z=0 p_ву=17,87 МПа (p_ву=16,25 МПа по п.2.2.1)

при z=h

- в зацементированной зоне – по формуле (2.13)

/2.12, с.80/

при z=L₀

при z=L
Строим эпюру ABCD (рисунок 13).



Рисунок 10- Эпюра внутренних избыточных давлений

Расчет избыточных наружных давлений производим по обобщенным значениям п. 2.3.3.3 (эпюра АВС’D’E) для стадий освоения и окончания эксплуатации скважины, а внутренних для процесса испытания колонны на герметичность п.2.3.4.1 (эпюра ABCD):

p_HИL=27,5 МПаp_HИL*n₁=(27,5*1,2)МПа=33МПа.

По прил.2 /1, с.111/ находим, что этому давлению соответствуют трубы группы прочности Е с толщиной стенки δ=13,8 мм, для которых p_кр=39,2 МПа.

Длина 1-ой секции l₁=1500м. Вес ее Q₁=(1500*0,789)=1183,5 кН [q₁=0,789 /прил.12, с.150/].

По эпюре (рисунок 12) определяем расчетное давление p_ниzна уровне верхнего конца I-ой секции на глубине L₁=1000м; p_ниz=16МПа. Этому давлению при n₁=1,0 соответствуют трубы группы прочности Еcδ=10,0 мм, для которых p_кр=18,9 МПа. Определяем значение p’_кр2 для труб 2-ой секции по формуле /2.38, с./ для условий двухосного нагружения с учетом растягивающих нагрузок от веса I-ой секции:


Этому значению соответствует глубина спуска 2-ой секции, равная =800м, следовательно, уточненная длина I-ойсекции

=(2500-800)м=1700м, а вес ее кН.

Для 3-й секции выбираем трубы группы прочности Дcδ=10,0 мм, p_кр=16,2 МПа. Это давление имеет место на глубине L₂=700м. Следовательно, длина 2-й секции l₂= м, а вес ее

кН.

Определим величину по формуле 2.38 /1, с. / для условий двухосного нагружения с учетом значений растягивающих нагрузок от веса двух первых секций .



Для полученного значения находим уточненную глубину спуска 3-й секции м и уточненную длину 2-й секции м, а вес ее кН.

Длину 3-й секции выбираем из расчета на растяжение по формуле /2.49, с.1/, /прил.5, с.136/; .



кН.

Вес трех секций

Определяем внутреннее давление для 3-й секции. Давление на уровне верхней трубы, расположенной на глубине L₃=(2500-1700-300-190)=310м, составляет p_ви310=16 МПа.

По приложении 4/1, с.126/ p_т=27,2 МПа для δ=10,0 мм, запас прочности n₃= p_т/ p_виz=27,2/16=1,7.

4-ю секцию составляем из групп прочности Д с δ=11,1 мм q₄=0,644кН



Вес четырех секций

Определяем внутреннее давление для 4-й секции. Давление на уровне верхней трубы составляет p_ви=17,875 МПа.

По приложении 4 /1, с.126/ p_т=30,1 МПа для δ=11,1 мм, запас прочности n₃= p_т/ p_виz=30,1/17,875=1,68.

Для 4-й секции достаточно длина 310м, вес ее кН.

Общий вес колонны

Таблица 2- Конструкция промежуточной колонны-2 d=245мм

Номер секции	Группа прочности	Толщина стенки, мм	Длина секции, мм	Вес секции, кН
1 2 3 4	E E Д Д	11,5 10,4 9,2 11,5	1700 300 190 310	1341,3 175,8 111,34 199,64
Всего			2500	1828,08

Примечание: Счет секций ведется снизу вверх.


3 Расчет конструкции бурильных колонн

Исходные данные

Показатель	Значение показателя
Вид технологической операции Интервал К началу проведения операции спущена промежуточная колонна диаметром, мм Бурение ведется под эксплуатационную колонну диаметром, мм Способ бурения Частота вращения колонны , об/мин Диаметр долота, мм Плотность бурового раствора Нагрузка на долото, т Условия бурения	Бурение 2500-4000 245 178 Роторный 80 219 1,7 5 Нормальное

3.1 Расчет УБТ

Расчет производится в соответствии с разделом 5 /2. с.66/. Необходимо определить типы утяжеленных бурильных труб и длины ступеней компоновки УБТ.

Согласно п. 6.5 /2, с.46/ для неосложненных условий бурения выбираем по таблице 3 /2, с.46/ для 1-й ступени УБТС.2 с наружным диаметром D_УБТ=178мм. По п.6.6 /2, с.46/ эти трубы имеют необходимую жесткость при бурении под эксплуатационную колонну диаметром 178 мм.

Диаметр нижней секции бурильной колонны согласно таблице 1 /2, с.31/ необходимо принять 127 мм.

Существует плавный переход D_УБТ и D_БК


Данное соотношение не выполняется. Принимаем D_УБТ=159мм.

Длина основного УБТ находится исходя из нагрузки на долото, осуществляемого весом УБТ, увеличенного на 0,25.