курсовая работа. Курсовой проект по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин

• Название: Курсовой проект по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин
• Анкор: курсовая работа
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 0.69 Mb.
• Имя файла: GOTOVAYa_ORIG_PO_STRUKTUKTURE_KRKursovaya_Urasinov.docx
• Тип: Курсовой проект; #502963
• страница: 9 из 20

4.3 Расчет эксплуатационной колонны на прочность

Таблица 37

Исходные данные для расчета эксплуатационной колонны

Название показателя	Условное обозначение	Значение	Единица измерения
1	2	3	4
Расстояние от устья скважины до:
башмака колонны	L	1280	м
уровня жидкости в колонне	H	900	м
тампонажного раствора	h1	1136	м
рассчитываемого сечения	z		м
Плотность:
опрессовочной жидкости	ρо.ж.	1,05	г/см3
жидкости в колонне	ρн	0,871	г/см3
облегченного тампонажного цементного раствора за колонной	ρц.р.1	1,5	г/см3
тампонажного цементного раствора за колонной	ρц.р.2	1,82	г/см3

Таблица 38.

Коэффициент разгрузки цементного камня kот диаметра колонны

Диаметр колонны, мм	114-178	194-245	273-324	340-508
Коэффициент k	0,25	0,30	0,35	0,40

Рекомендуемые значения коэффициентов запаса прочности:

а) на наружное избыточное давление – n_кр: 1,0-1,3 – для секций, находящихся в пределах эксплуатационного объекта, в зависимости от устойчивости коллектора; 1,0 – для остальных секций;

б) на внутреннее избыточное давление – n_в: 1,15 – для труб диаметром 114-219 мм; 1,52 – свыше 219 мм;

в) на растяжение (страгивание) – n_стр (таблица 39).

Таблица 39

Коэффициенты запаса прочности на растяжение от диаметра труб

Диаметр трубы, мм	Длина колонны, м	Коэффициенты запаса прочности nстр для скважин
		вертикальных	наклонно-направленных
1	2	3	4
114-168	<3000	1,15	1,30
	>3000	1,30	1,30
178-219	<1500	1,30	1,45
	>1500	1,45	1,45

Рис. 2. Расчетная схема обсадных колонн

Проведем проверку давления цементного раствора на гидроразрыв пласта:







19,3 МПа < 35,9 Мпа, следовательно, данные тампонажные цементные растворы в интервалах цементирования не приведут к гидроразрыву пласта.

Наружные избыточные давления в точках 1, 2, 3 и 4 (рис. 2) определяются по формулам 4-7:

		(4)
		(5)
		(6)
		(7)

Внутренние избыточные давления в точках а, б, в (рис. 2) определяются по формулам 8-10:

	или (принимается большая величина)		(8)
	при или при		(9)
	при или при ,		(10)
	где:		(11)

Рассчитаем наружные избыточные давления по формулам 14-17:

1: z = 0; ;

2: z = H; ;

3: z = h₁; ;

4: z = L; .

Определим давление на устье по формуле 11:

.

Сравним:

, следовательно, для расчетов внутренних давлений необходимо использовать .

Рассчитаем внутренние избыточные давления по формулам 8-10:

а: z = 0; ;

б: z = h₁; ;

в: z = L;

Определяем избыточное критическое наружное давление по формуле 12:

(12)

Примем n_кр=1,2 и определим критическое давление Р_кр:



Исходя из расчета критического давления труб по таблице 109 в сборнике задач Элияшевского определяем, что рекомендуемая толщина стенки для трубы с диаметром, равном 146 мм, и категории прочности “Д” равна 7 мм

берем колонну 146×7Д.

Р_{кр.теор.}=26,7 МПа.
Коэффициент запаса прочности на избыточное критическое наружное давление:



Определяем избыточное внутреннее давление, при котором напряжение в теле трубы достигает предела текучести, по формуле 13:

(13)

Примем n_в = 1,15 и получаем избыточное внутреннее давление:



Согласно ГОСТ 632-80 обсадные трубы 146х7 марки «Д» имеют Р_{вд.теор.}=31,8 МПа.

Коэффициент запаса прочности на внутреннее избыточное давление, при котором напряжение в теле трубы достигает предела текучести:



Определяем страгивающую нагрузку по формуле 24:

(14)

где:

q – вес 1 погонного метра обсадных труб, Н/м;

L₁– глубина скважины по стволу, м;

n_стр – коэффициентов запаса прочности на растяжение.

Страгивающая нагрузка по формуле 24 равна:



Согласно ГОСТ 632-80 допустимая растягивающая (страгивающая) нагрузка для обсадных труб 146х7 «Д» Р_{стр.теор.}=1000 кН.

Коэффициент запаса прочности допустимой растягивающей нагрузки:



С целью получения необходимой герметичности эксплуатационной колонны выбираем тип резьбового соединения обсадных труб Батресс.



Рис. 3. Эпюры избыточных давлений

Расчет критического давления:



Исходя из расчета критического давления труб по таблице 109 в сборнике задач Элияшевского определяем, что рекомендуемая толщина стенки для трубы с диаметром, равном 146 мм, и категории прочности “Д” равна 7 мм

берем колонну 146×7Д.