|
|
1-я часть для печати. Лекции по технологии бурения, для молодых специалистов, работающих на проектах в узбекистане
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ БИ.
Необходимо отметить что важным элементом КНБК является и такие её элементы как инжекторы, амортизаторы и ударные механизмы. Рассмотрим подробнее ударные механизмы или ЯСС. Все Вы знаете его назначение, но тем не менее есть сложности при определении места его установки и выбора численных режимов его правильной эксплуатации. Почти во всех проектных КНБК в них включены ударные механизмы, гидравлические, гидромеханические и.т.д. Но в проектах вы не найдёте обоснования места установки ЯССов и исполнитель проекта, т.е. Вы должны слепо следовать проектным решениям. Для того, чтобы проверить и при необходимости скорректировать и согласовать с проектантом места его установки, необходимо знать некоторые принципиальные критерии (ограничения) при использовании ЯССов. Во-первых, необходимо учитывать данные фактических геологических разрезов интервала, подлежащих бурению.
Первое, что необходимо помнить-это чтобы ЯСС не располагался в интервале высоко проницаемых пластов. Так как если после потери подвижности БИ в следствии прихвата, или вынужденной остановки более 5-10минут может произойти прихват и самого ЯССа, после чего он будет уже бесполезен. Второе – над ЯССом необходимо устанавливать бурильный инструмент равный его диаметру и жёсткости длинной эквивалентной 10 -20% от веса на который Вы будете создавать натяжение БИ. Допустим, если Вы можете растягивать выше своего веса БИ на 50т.с. и ЯСС диаметром 203мм., Вам необходимо над ЯССом установить УБТ минимальным диаметром 203мм и длиной 50000кГ/200кГ *0,1=25 или при 20% выборе 50м. По весу это 5 и 10тс. Это необходимо для того, чтобы как можно больше сгенерированной потенциальной энергии на прихваченную часть инструмента.
Пример. Рассчитаем на примере если ЯСС установленного на глубине 3000м, на БИ диаметром 88,9х9,35 группы прочности G 105 растягивающей нагрузкой до предела текучести 2054 кН, крутящий момент при котором напряжения в теле трубы достигают придела текучести 40,8 кН*м. Вес погонного метра трубы 231 Н/м. Вес инструмента до ЯСС будет 231 х 3000 = 693000 Н. или 693кН. Площадь кольцевого сечения F=0,785*(0,08892 - 0,07022) =0,002336м2, допустим если в скважине плотность раствора 1200кГ/м3 с учётом облегчения 69,3*(1-1200/7850) =58,7тс или 59тс. Допустимая нагрузка на инструмент 60% от предела текучести на растяжение составит 2054кН*0,6=1232 кН.=123,2тс Тогда допустимая нагрузка выше своего веса составит Gнатяж = (1232-693) =539 кН. Но для работы яссом Вам достаточно натяжение его до 300 -500 кН. Теперь определим осевую деформацию БИ при этих нагрузках. ∆l=(L*Gнатяж) / (Е *F) где ∆l (м) удлинение БИ при приложении к ней нагрузки ВСВ, L- длинна бурильного инструмента выше ЯСС- в м, Gнатяж – натяжение колонны ВСВ в кН, Е – модуль упругости стали в 210ГПа , F - Площадь кольцевого сечения,м2
∆l= (3000*300)/(210*106* 23,3*10-4)=1,83м. Таким образом потенциальная энергия при осевой деформации 1,83м (БК 88,9х9,35) при нагрузке 300 кН, составит Ераст = 0,5* ∆l * Gнатяж = 0,5*1,83*300= 275 кН*м.
Необходимо отметить, что фактическая нагрузка, дошедшая до ЯСС, даже в вертикальных скважинах за счёт потерь на трение бурильного инструмента в обсадной колонне и открытом стволе будет меньше.
Вы знаете, что если после потери подвижности инструмента ликвидировать прихват оперативно не удалось, то интервал прихвата увеличивается и не всегда при помощи ванн и других мероприятий удаётся его ликвидировать. В промысловой практике часто случаются аварии, при которых прихваченным оказывается протяженный участок рабочей колонны труб. При таких авариях целесообразнее попытаться извлечь прихваченные
трубы по частям путем их последовательного отвинчивания. Как показал опыт, производить процесс отвинчивания обычным способом – путем статической передачи крутящего момента с поверхности – неэффективно.
Гораздо эффективнее отвинчивание их путем приложения ударных крутящих моментов на отворот с помощью крутильных яссов. Промысловые скважинные работы с крутильными яссами показали их эффективность при извлечении прихваченного оборудования по частям путем их последовательного отвинчивания позволяют осуществлять два типа ударов, действующих вместе и одновременно на забое скважины: крутильные и осевые удары. Яссы используют наряду с энергией осевой упругой деформации рабочей колонны и деформацию кручения. За счет двойного источника энергии сила удара подобных яссов намного больше. Остановимся подробнее на преимуществах крутильных яссов.
ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР
Теперь предположим, что для ликвидации аварии был спущен крутильный ясс с рабочим моментом на удар 1500 кг·м. Определим возможную накопительную для вышерассмотренных условий энергию кручения рабочей колонны труб.
Колонна длиной 3000м под действием крутильного момента 15кН провернется на угол
ϕ = Мкрут· L/G · Jр , где G – модуль упругости II рода - 80*106 МПа; Jр – 3,76·10 - 6 м4 полярный момент инерции. Подставив значения получим
ϕ =15кН*м * 3000/(80*106*3,76*10-6)=149,6радиан
ϕ =
150 рад, или 150/(2*3,14)=23,9 оборота.
Таким образом, потенциальная энергия кручения рабочей колонны труб составит:
Екрут= 2π · 15 кН·м · 23,9 · ½ = 1126 кН·м.
Сравнивая результаты (1) и (2), видим, что энергия упругого кручения рабочей колонны труб в 1126/275 = 4 раза превышает потенциальную энергию осевой деформации рабочей колонны труб.
Данный пример показывает, что энерговооруженность крутильных яссов типа «SHOCK TURN» намного выше по сравнению с обычными яссами.
Инжекторы имеют факт гидравлической разгрузки или снижения нагнетающего давления на забой, улучая очистку долота. Амортизаторы — это элемент предотвращающий или гасящий вибрации инструмента.
Ясы предназначены для освобождения прихваченных труб ударами вверх и вниз.
1 радиан /(2*ПИ)=0,159155 оборот
150рад/(2*ПИ)= 23,873 оборот
|
|
|
Скачать 181.38 Kb.