ооарбаб. Строительство наклоннонаправленной эксплуатационной скважины 12 на площади СевероПрибрежная
 Скачать 4.62 Mb.
|
|
2.4.2 Конструирование эксплуатационной колонны по длине Для расчета принимаются обсадные трубы диаметром 139,7 мм из стали группы прочности “N-80”. В соответствии с требованиями “Инструкции по расчёту обсадных колонн” принимаются к проектированию обсадные трубы исполнения А, т.к. обсадные трубы исполнения Б запрещается применять при креплении нефтяных и газовых скважин. В соответствии с рекомендациями, а также принимая во внимание, что максимальное внутреннее избыточное давление в обсадной колонне попадает в интервал 35¸60 МПа и скважина наклонно-направленная принимается тип резьбового соединения - VAGT. -я секция Определяем требуемую прочность трубы на смятие для 1-ой секции Р1см, которая удовлетворяет условию[18]: Р1СМ ≥ nСМ·Р1НИ (2.62) где Р1НИ - величина наружного избыточного давления в начале 1-ой секции (на забое); nСМ - коэффициент запаса на смятие внешним избыточным давлением (1,0 - 1,3), выбираем nСМ =1,2, т.к. коллектор неустойчивый. Р1СМ ≥ 1,2 · 20,937 = 25,124 МПа. Находим толщину стенки δ1, которая обеспечивает найденную прочность на смятие или на критические давления δ1= 8,9 мм исполнения А группы прочности N-80. Из условия перекрытия верхнего нефтяного пласта на 50 м проектируем глубину установки первой секции 2280 м по вертикали. По мере удаления от забоя Р1НИ снижается, поэтому на какой-то глубине устанавливаем трубы с меньшей толщиной стенки. Находим значение Р2НИ, которое обеспечится прочностью трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ2 из условия[18]: *Р2СМ = Р2СМ (1-0,3 ΣG1 / Q2Т ) (2.63) Р2НИ = *Р2СМ / nСМ (2.64) где: Р2СМ - прочность труб на смятие для следующей за δ1 толщины δ2 < δ1. Толщину стенки δ2 для второй секции выбираем 8,0 мм исполнения А группы прочности N-80. Рассчитываем вес 1-ой секции G1: G1 = 11 • q1 (2.65) где q1 - вес 1 м. труб 1-ой секции с толщиной стенки δ1. G1 = 583•0,354 = 206,382 кН. Для второй секции: *Р2СМ = 22,1´(1-0,3´206,382 /1510) = 21,19 МПа; Р2НИ = 21,19/1 = 21,19 МПа. По обобщенному графику наружных избыточных давлений видно, что в месте установки 1-ой секции PНИ = 19 МПа. Данное значение выше расчетного следовательно проектируемое значение глубины установки первой секции не нуждается в уточнении. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 2-ой секции на глубине L1 при длине 1-ой секции l1 на внутреннее давление[18]: nР = Р2Р / Р2ВИ (2.66) где: Р2Р - прочность труб 2-ой секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ2 (найдено по таблице в Инструкции…); Р2ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине L1 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений). nР = 31,6/15,9 = 1,98. на страгивание в резьбовом соединении[18]: nСТР = Q2СТР / G1 (2.67) где Q2СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 2-ой секции с толщиной стенок δ2; G1 - растягивающая нагрузка на 2 -ую секцию, равная весу 1-ой секции. nСТР =1226/206,382 = 5,94. Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 2-ой секции на глубине L1 м при длине 1-ой секции l1 больше допустимых np=1,15 и nстр=1,3  условие на прочность выполняется.При соблюдении условий прочности для второй секции параметры 1-ой секции принимаются окончательные: группа прочности "N-80"; толщина стенок δ1=10,54мм; длина секции l1= 866 м по вертикали; глубина установки L1= 2280 м по вертикали; интервал установки L - L1=3147-2280 м по вертикали; вес секции G1= 286 кН. -я секция Группа прочности материала труб для 2-ой секции принимается такой же, как для 1-ой. Толщина стенок труб для 2-ой секции принята равной δ2=8,0 мм при определении параметров 1-ой секции. Трубы с толщиной стенки δ2 могут быть установлены до глубины, на которой действующее наружное избыточное давление обеспечат трубы со следующей меньшей толщиной стенки δ3 < δ2. Находим значения наружного избыточного давления Р3НИ из условия: Р3НИ = Р3СМ / nСМ (2.68) где *Р3СМ - прочность труб на смятие для толщины труб δ3=7,3. Р3НИ =18,3/1=18,3 МПа. На глубину L2, на которой действует Р3НИ (предварительная глубина установки 2-ой секции) L2=20 м по вертикали. Определяем предварительную длину 2-ой секции l2: l2 = L1-L2 (2.69) где L1 - глубина установки 1-ой секции. l2 = 2280-20=2260 м. Рассчитываем предварительный вес 2-ой секции G2: G2 = l2 q2 (2.70) где q2 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ2. G2 =2260•0,321=658 кН. Корректируем прочность на смятие труб 3-ей секции с толщиной стенок δ3 в условиях двухосного нагружения: *Р3СМ = Р3СМ (1-0,3 ΣG2 / Q3Т ) (2.71) где *Р3СМ - прочность на смятие труб 3-ей секции при двухосном нагружении; Р3СМ - прочность на смятие труб 3-ей секции при радиальном нагружении; ΣG2 - нагрузка растяжения на 3-ю секцию, равная сумме откорректированного веса 1-ой секции *G1 и предварительного веса 2-ой секции; Q3Т - нагрузка растяжения на пределе текучести для труб 3-ей секции. *Р3СМ =18,3• (1-0,3• (206,382+323,247)/1392)= 16,21 МПа. Находим новое (откорректированное) значение наружного избыточного давления *Р3НИ, которое обеспечится прочностью труб с толщиной стенки б3, но с учетом двухосного нагружения из условия: *Р3НИ = *Р3СМ / nСМ (2.72) *Р3НИ = 16,21/1= 16,21 МПа. На обобщенном графике наружных избыточных давлений находим новую (откорректированную) глубину установки 2-ой секции *L2, на которой действует *Р3НИ. *L2=1520 м по вертикали. Определяем откорректированную длину 2-ой секции: *12 = *L1 - *L2 (2.73) где *L1 - откорректированная глубина установки 1-ой секции. *12 =2717-1520 = 1197 м. Рассчитывается откорректированный вес 2-ой секции *G2: *G2 = *l2 • q2 (2.74) и откорректированная сумма весов 2-х секций ΣG2: ΣG2= *G1 + *G2 (2.75) *G2 = 1197•0,321 = 384,237 кН. ΣG2=206,382+384,237 =590,619 кН. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 3-ей секции на глубине *L2 при откорректированных параметрах 2-х секций на внутреннее давление: nР = Р3Р / Р3ВИ (2.76) где Р3Р - прочность труб 3-ей секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ3; Р3ВИ - внутреннее избыточное давление на глубине *L2 (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений). nР =28,8/18,3=1,57 на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q3СТР / Σ*G2 (2.77) где Q3СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 3-ей секции с толщиной стенок δ3; Σ*G2 - растягивающая нагрузка на 3-ю секцию от откорректированного веса 2-х секций. nСТР =1118/590,619 = 1,89. Рассчитанные фактические коэффициенты запаса прочности для 3-ей секции на глубине L2 м при длине 2-ой секции l2 больше допустимых np=1,15 и nстр=1,3 условие на прочность выполняется.При соблюдении условий прочности для третьей секции, откорректированные параметры 2-ой секции принимаются за окончательные: группа прочности "N-80"; толщина стенок δ2 =9,17 мм; длина секции *l2 =2260 м; глубина установки *L2 =2280 м по вертикали; интервал установки *L1 - *L2 =2280-20 м по вертикали; вес секции *G2 = 658 кН; суммарный вес 2-х секций Σ*G2= 944 кН. -я секция Трубы с толщиной стенки δ3=10,54 мм исполнения А группы прочности N-80 устанавливаем до устья/ Определяем длину 3-ей секции l3: l3=L2-L3, (2.78) где: L2 - глубина установки 2-ой секции. l3=20-0=20 м. Рассчитываем вес 3-ей секции G3 G3 = l3 •q3 (2.79) где q3 - вес 1 м труб с толщиной стенки δ3. G3 =20•0,330= 7 кН. Сумма весов 3-х секций ΣG3: ΣG3= *G1 +*G2+*G3 (2.80) ΣG3=286+658+7 = 951 кН. Определяем фактические коэффициенты запаса прочности для 3-ей секции на устье при откорректированных параметрах всех 3-х секций на внутреннее давление: nР = Р3Р / Р3ВИ (2.81) где Р3Р - прочность труб 3-ей секции на внутреннее давление с толщиной стенки δ3; Р3ВИ - внутреннее избыточное давление на устье (определяется по обобщённому графику избыточных внутренних давлений). nР =28,8/22,964=1,25. на страгивание в резьбовом соединении: nСТР = Q3СТР / Σ*G3 (2.82) где Q3СТР - прочность на страгивающие нагрузки для труб 3-ей секции с толщиной стенок δ3; Σ*G3 - растягивающая нагрузка на устье 3-й секции от откорректированного веса всех 3-ех секций. nСТР = 1118/1037,499 = 1,07 <1,3 |