Практическая работа 1 Контрольные вопросы Назначение и функции насоснокомпрессорных труб
 Скачать 113.37 Kb.
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1Контрольные вопросыНазначение и функции насосно-компрессорных труб. Насосно-компрессорные трубы (НКТ) применяются практически при всех способах добычи нефти и газа и являются одним из ответственных элементов в конструкции добывающей скважины. Колонна, свинченная из НКТ, представляет собой подземный трубопровод, от надежности работы которого зависит успешная разработка нефтегазового месторождения. Колонна НКТ выполняет следующие важные функции: 1) обеспечивает подачу извлекаемых из продуктивных пластов нефти, газа или газоконденсата на наружную поверхность; 2) обеспечивает закачку в пласт жидкостей для выполнения различных технологических операций (гидроразрыв, паровоздействие, гидропескоструйная перфорация, промывка скважины и т.д.); 3) служит для подвески скважинных, гидропоршневых и погружных электронасосов, а также токопроводов. Конструкции НКТ. Конструкция колонн НКТ, т.е. диаметр труб и длина колонны, зависит от назначения, способа и режима эксплуатации скважины, прочности труб и конструкции обсадной эксплуатационной колонны. Многообразие факторов, влияющих на работу колонны НКТ, и различные виды работ, проводимые в скважине, обусловливают характер действующих нагрузок на насосно-компрессорные трубы. На колонны НКТ действуют как статические, так и переменные нагрузки. Основная статическая нагрузка – это собственный вес колонны. Колонны НКТ испытывают также сжимающие напряжения, которые зависят от гидростатического давления жидкости в скважине, передающегося на торец колонны труб. Следовательно, в подвешенном состоянии колонна будет иметь нейтральное сечение, в котором отсутствуют напряжения. Внутреннее давление обусловлено в основном воздействием пластового давления. Наибольшее внутреннее давление в НКТ возникает в газовых скважинах при закрытом устье, при опрессовке колонн, глушении скважин. Если проводится гидравлический разрыв пласта, то колонна подвергается значительному давлению. Равенство плотностей жидкости снаружи и внутри колонны устраняет избыточное давление. Если плотность за колонной (при наличии пакера) выше плотности жидкости в колонне, то наибольшее избыточное внутреннее давление флюида будет у устья. Иногда повышением давления за колонной можно уменьшить влияние внутреннего давления. Цементирование под давлением, опрессовка обсадных колонн с помощью НКТ также приводит к увеличению внутреннего давления за колонной. Спуск колонны НКТ в наклонную скважину сопровождается появлением дополнительных растягивающих и сжимающих нагрузок, связанных с силами трения колонны о стенки скважины. Насосно-компрессорные трубы НКТ выполняют следующие функции: а) являются каналом для подъема добываемой жидкости; б) служат для подвески глубинного оборудования; в) являются каналом для проведения различных технологических операций; г) служат инструментом для воздействия на забой и призабойную зону. НКТ по конструкции подразделяются на: а) гладкие; б) с высаженными наружу концами; в) высокогерметичные; г) безмуфтовые.  Рис. 1. Гладкие насосно-компрессорные трубы и муфты к ним: а - труба, б - муфта. Резьба в НКТ - коническая. Трубы с высаженными наружу концами имеют утолщения по концам трубы, поэтому прочность их по всей длине одинакова. В остальном их характеристика аналогична гладким (рис. 2)  Рис 2. Насосно-компрессорные трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним: а - труба; б муфта.  Рис 3. Гладкие высокогерметичные насосно-компрессорные трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним: а - труба; б - муфта.  Рис. 4. Безмуфтовые высокогерметичные насосно-компрессорные трубы-НКБ Расчёт максимальной нагрузки на НКТ. В процессе работы скважинного насоса при ходе штанг вверх вес поднимаемого ствола жидкости воздействует на штанги, а при ходе вниз переносится на трубы. Наиболее, нагруженной трубой в подвешенной колонне является верхняя. Максимальная нагрузка, действующая на нее, при обрыве колонны штанг определяется из выражения:  где  - вес труб; - вес жидкости в трубах;  - вес колонны штанг.Зная коэффициент запаса прочности п п 1,5 и площадь поперечного сечения тела трубы по первой нитке полной нарезки –  , можно определить допустимое напряжение [], возникающее в верхнем сечении тела трубы по формуле: пользуясь которым, по пределу текучести, можно выбрать группу прочности насосно-компрессорной трубы. Эти формулы позволяют рассчитывать трубы на прочность при растяжении. Трубы при этом разрываются по основанию первого витка полной нарезки. Помимо этого, возможен выход нарезанной части трубы из муфты. Расчёт страгивающей нагрузки. Прочность резьбового соединения характеризуется страгивающей нагрузкой и определяется по формуле:  где Dср - средний диаметр трубы по первой нитке резьбы, м; b- толщина стенки трубы по впадине первой полной нитки нарезки, м;  - предел текучести материала труб, Па;l - длина нарезки с нитками полного профиля, м; α - угол подъема трубы; - угол трения металла по металлу.  |