Курсовая работа На тему: Практические расчёты при текущем и капитальном ремонте скважин. Мусинский А.Н. курсач. Практические расчёты при текущем и капитальном ремонте скважин

• Название: Практические расчёты при текущем и капитальном ремонте скважин
• Анкор: Курсовая работа На тему: Практические расчёты при текущем и капитальном ремонте скважин
• Дата: 07.04.2022
• Размер: 38.16 Kb.
• Имя файла: Мусинский А.Н. курсач.docx
• Тип: Курсовая; #451593

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Курсовая работа

На тему: Практические расчёты при текущем и капитальном ремонте скважин.

Выполнил:

Студент гр. МОН-18-1б

Златин Н.Е.

Проверил:

Мусинский А.Н.

г. Пермь 2021

Оглавление

Дано: 3

Определение натяжения эксплуатационной колонны при оборудовании устья при фонтанировании скважин. 4

Определение внутреннего давления эксплуатационной колонны, при котором произойдёт потеря устойчивости. 7

Определение удлинения эксплуатационной колонны. 7

Определение необходимого количества цементного раствора для цементирования скважины. 8

Выводы по работе: 10

Список использованной литературы: 11

2) Вадецкий Ю.В. Справочник бурильщика М.: Издательский центр «Академия», 2008. 11

Дано:

= 168 мм (диаметр колонны)

L = 2400 м (глубина скважины)

= 500 м (расстояние от устья до уровня цементного раствора)

= 1150 (плотность бурового раствора)

= 760 (плотность жидкости в скважине)

= 100 (температура на забое)

= 75 (температура жидкости в скважине)

(давление на устье)

К (группа прочности материала труб)

Колонна состоит из одной секции:

1. 
   0-500м, 168х10
   

Определение натяжения эксплуатационной колонны при оборудовании устья при фонтанировании скважин.

Натяжение эксплуатационной колонны находят из условия: .



Где Q – вес незацементированной части эксплуатационной колонны, КН; – осевое усилие, возникающее вследствие температурных изменений, КН; - внутреннее давление на устье скважины при эксплуатации, Па; – расстояние от устья до уровня цементного раствора, м; D и d – соответственно наружный и внутренний диаметр эксплуатационной колонны, см.

Вес не зацементированной части эксплуатационной колонны:

= 215,6 кН

Где

Осевое усилие, возникающее вследствие температурных изменений:


Где – коэффициент линейного расширения, ; E – модуль упругости материала труб, Па; F – средняя площадь сечения колонны, ; – средняя температура нагрева (охлаждения) колонны, .

Так как колонна состоит из одной секции, то для F следует принимать следующее значение, определяемое из выражения:



Где D и d – средний внешний и внутренний диаметры соответственно Среднюю температуру нагрева колонны определим из зависимости:



Где, значение , (температура обсадной колонны на устье скважины по геотермическому градиенту), t₂ - температура обсадной колонны на границе с цементным камнем, t₃ – температура обсадной колонны на устье скважины при ее эксплуатации(50 ), t₄ – температура обсадной колонны на границе с цементым камнем при ее эксплуатации.





Соответственно:







Подставив численные значения в выражение, получим: из первого условия из второго условия , что больше Q. Следовательно, принимаем натяжение .

Так же, необходимо уменьшить натяжение колонны на К – коэф-т, учитывающий неполноту завинчивания резьбы обсадных труб (K=0,92…0,98):

768,4 кН

Определив натяжение, необходимо проверить прочность колонны исходя из условия ее работы в процессе освоения и эксплуатации. В процессе эксплуатации скважины влияние температуры и давления приводит к изменению натяжения. Колонна будет удовлетворять требованиям прочности при соблюдении следующих условий:



Где – внутреннее избыточное давление на глубине , МПа; – вес колонны в пределах от устья до рассматриваемого сечения, кН; – допускаемая осевая нагрузка, кН; – осевое растягивающее усилие, при воздействии внутреннего избыточного давления, кН; – допускаемое напряжение, МПа. – осевое усилие от внешнего и внутреннего гидростатических давлений жидкости.





Подставив числовые значения в формулы, получим:





Проверим прочность колонны в процессе эксплуатации скважины, натянутой с усилием = 768,4 кН. Для верхнего сечения прочность определим при . Для увеличения запаса прочности не учитываем :

Из первого условия имеем:



Тогда к-т запаса прочности, учитывая что , при Q_cтр=2500 кН, будет равен



Из второго условия:



Из третьего условия:

Определение внутреннего давления эксплуатационной колонны, при котором произойдёт потеря устойчивости.

Критическое значение внутреннего давления (при ) определяется по формуле:

Определение удлинения эксплуатационной колонны.

Определяем вес эксплуатационной колонны:



Где – вес 1м обсадной трубы, Н; – вес муфты, Н; – длина колонны труб, м;

Средняя площадь сечения труб:



Определяем удлинение эксплуатационной колонны:

Определение необходимого количества цементного раствора для цементирования скважины.

Определение большинства параметров проходит при помощи таблиц и номограмм.

1. 
   Табл.1. Потребное количество цемента для приготовления 1 раствора:
   

(Плотность цементного раствора) = 1,86 г/

(жидкостно-цементное отношение) = 0,5

(потребное количество цемента для приготовления 1 раствора) = 1,23 т

(объём цементного раствора, приготовленного из 1 т цемента) = 0,813

2. 
   Табл.2. Высота заполнения внутреннего пространства НКТ и обсадной колонны тампонажным раствором, м:
   

(диаметр труб) = 168 мм

(Высота подъёма 1 раствора в трубах) = 57м

3. 
   Расход сухого тампонажного цемента для заполнения тампонажным раствором 1 м внутреннего пространства обсадной колонны:
   

(диаметр обсадной колонны) = 168 мм

(расход сухого цемента на 1 м пространства) = 0,022 т

4. 
   Теоретический объём внутреннего пространства 1 м обсадных труб в зависимости от толщины их стенок, :
   

При диаметре обсадной трубы 168 мм и средней толщине стенки 10 мм, теоретический объём внутреннего пространства 1 м обсадных труб составит 0,0172 .

5. 
   Площадь кольцевого сечения между колоннами:
   

При диаметрах обсадных труб 168-114 мм, площадь кольцевого сечения составит 0,0075 .

6. 
   Определение высоты подъёма раствора и объёма затрубного пространства:
   

При диаметрах обсадных труб 168-114 мм, высота подъёма 1 раствора составит 143,7 м. Объём затрубного пространства таких диаметров труб и длиной 2400м, составит 16,7 .

7. 
   Значит нам необходимо 16,7 цементного раствора. Для приготовления такого объёма раствора нам понадобится .
   

Выводы по работе:

В данной курсовой работе были проведены расчеты, и на примере скважины с заданными параметрами мы установили, что:

1. 
   натяжение эксплуатационной колонны при оборудовании устья при фонтанировании скважины равно кН и колонна удовлетворяет требованиям запаса прочности;
   
2. 
   внутреннее давление эксплуатационной колонны, при котором произойдёт потеря устойчивости 92 МПа;
   
3. 
   удлинение эксплуатационной колонны 2,21 м;
   
4. 
   для цементирования скважины необходимо 16,7 цементного раствора
   

Список использованной литературы:

1) Сулейманов А. Б, Караптелов К.А., Яшин А.С. Практические расчёты при текущем и капитальном ремонте скважин М., Недра, 1984.

2) Вадецкий Ю.В. Справочник бурильщика М.: Издательский центр «Академия», 2008.

3)Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1979.