Вариант. Решение Расчет по страгивающей нагрузке
![]()
|
Решение: Определение наименьшей величины осевой силы Q, действующей на пакер, обеспечивающей герметичное разобщение ствола скважины по вертикали проводится по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() G = 10 ∙ 106 Па - модуль сдвига резины; ![]() ![]() ![]() Получаем ![]() ![]() ![]() Определение наибольшей высоты уплотнительного элемента пакера, м: ![]() hmax = ![]() где ![]() Определение оптимальной длины хода штока пакера: ![]() S = ![]() Определение предельной осевой нагрузки на плашечный захват пакера, при котором не происходит разрушения обсадной колонны: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Задача 4. Выбор фонтанной арматуры. 1. Подобрать диаметр штуцера фонтанной арматуры для обеспечения требуемого дебита скважины Q по известным коэффициенту продуктивности K (для всех вариантов 3·10-6 м3/Па·сут), показателю режима фильтрации n (для всех вариантов 1.25), а также величине пластового давления Pпл. Также в результате расчета будет известно устьевое (буферное) давление, которое позволит подобрать рабочее давление фонтанной арматуры. 2. Необходимо подобрать фонтанную арматуру с указанием её обозначения для заданных условий, рассчитать толщину стенок. Исходные данные смотри в таблице 4. Таблица 4- исходные данные к задаче 4
Решение: 1. По основному уравнению притока ( ![]() ![]() ![]() ![]() Рассчитаем площадь поперечного сечения полости НКТ по формуле ![]() Рассчитаем скорость течения жидкости в колонне НКТ ![]() Рассчитаем число Рейнольдса по формуле ![]() Так как Re < 2300, то коэффициент гидравлического сопротивления можно рассчитать по формуле ![]() Рассчитаем потери давления в трубопроводе по формуле ![]() Затем для расчета устьевого давления, воспользоваться зависимостью: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Подберем внутренний диаметр бокового отвода фонтанной арматуры из стандартного ряда таким образом, чтобы при данном дебите скважины значение скорости пластовой жидкости в нем было в диапазоне от 0,5 м/с до 5 м/с. Сделать это можно при помощи следующей формулы ![]() ![]() ![]() Диаметр отверстия штуцера, который обеспечит требуемое устьевое давление, можно найти из следующей зависимости ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Подставляя в формулу номинальные величины внутренних диаметров проходного отверстия бокового отвода фонтанной арматуры, получим значения скоростей жидкости в боковом отводе фонтанной арматуры. Результаты расчета представим в виде таблицы. Таблица– Скорость жидкости в боковом отводе фонтанной арматуры
Выбираем dфа = 65 мм, при котором скорость в боковом отводе составит 1,12 м/с. dшт по формуле: ![]() ![]() Vшт = 4,27 м /c 2. Рекомендации для подбора фонтанной арматуры: По найденному устьевому давлению подбираем ближайшее большее рабочее давление фонтанной арматуры из стандартного ряда давлений – 36,05 МПа. Для давлений от 7 до 35 МПа рекомендуется применять тройниковую арматуру. Скорости движения жидкости в вертикальной части и боковых отводах должны находиться в пределах 0.5-5 м/с, исходя из этого подбирается диаметр. При наличии значительного количества механических примесей (свыше 100 мг/л) необходимо предусмотреть дополнительные отводы. При этом плотность песка принять равной 1700 кг/м3. Рассчитаем массовое содержание механических примесей в пластовой жидкости по формуле ![]() Так как 10600 мг/л > 100 мг/л, необходимо предусмотреть дополнительные отводы, чему соответствует третья типовая схема фонтанной елки по ГОСТ 13846-89. Для средних давлений применяют прямоточные задвижки. Толщину стенок фонтанной арматуры рассчитывают по зависимости ![]() где ![]() ![]() ![]() Подставляя в формулу известные величины, получаем Толщину стенок фонтанной арматуры рассчитывают по зависимости: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() S = ![]() В соответствии с ГОСТ 13846-89 обозначение фонтанной арматуры с подобранными параметрами – АФ3А-65×14К3 ГОСТ 13846-89. Задача 5. Расчет фланцевого соединения фонтанной арматуры. Рассчитать на прочность фланцевое соединение фонтанной арматуры, подобранной в задаче 4, с указанием необходимого количества шпилек. ![]() Рисунок 3- конструкция и размеры фланцевого соединения Из результатов решения задачи 4 (условный диаметр прохода, рабочее давление) подобрать из таблицы 5.1 размеры прокладки и размеры шпилек. Таблица 5.1- размеры фланцевых соединений.
Затем по дополнительным исходным данным из таблицы 5.2 по указаниям, приведенным ниже, рассчитать количество шпилек, необходимое для фланцевого соединения. Таблица 5.2- исходные данные к задаче 5
|