Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 [ 228 ] 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

L - длина полуволны, м; Mнр - предельный изгибающий момент при натурных испытаниях (данные ВНИИБТ); а0 - интенсивность искривления скважин на 10 м длины.

Расчет напряжений в УБТ следует проводить в качестве контрольного при бурении на искривленных участках. Нри известных значениях Mнр можно определить допускаемые величины.

РАСЧЕТ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

ПРИ БУРЕНИИ ЗАБОЙНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

В процессе расчета определяются либо напряжения в трубах, либо длины секций по допустимым нагрузкам.

Одноразмерная колонна для вертикальной скважины. Допускаемая глубина спуска односекционной колонны (в м)

= 0р1) - 1,15 д{От + G)(1 -р ж/ Р) - Рп Рп 1--

1,15 Я1 g(1 -Рж/ р)

(19.4)

где 0р1) - допускаемая растягивающая нагрузка на трубы, Н; От + G -

масса УБТ и забойного двигателя, кг; Рп - перепад давления в забойном двигателе и долоте, На; Q1 - предельная нагрузка на трубу, Н; F1 - площадь поперечного сечения тела трубы, м2; рж, р - плотность соответственно бурового раствора и стали; от - предел текучести материала труб, Н/м2; n - коэффициент запаса прочности.

Общая длина колонны 1 = /0 + /1 (/0 - длина УБТ и забойного двигателя).

Для одноразмерной многосекционной колонны, составленной из труб разных толщин и групп прочности, длина первой (нижней) секции (в м)

= Ор1) - 1,15 д(От + G)(1 - р ж / Р) - Рп Рп (195)

1 1,15q1 g(1 -рж/р) . ( . )

Длина второй секции (в м)

о(2) - о(1)

12 =-2-2-. (19.6)

2 1,15 q2 g(1 -рж/р)

Длина n-й секции (в м)

n(n) - n(n-1)

- р р (19 7)

n 1,15 qng(1 -р ж/ р)

где q1, q2, qn - масса 1 м труб каждой секции, кг/м; ор1), ор2), орп) - допускаемые растягивающие нагрузки для труб каждой секции.

Для двухразмерной многосекционной колонны, состоящей в верхней части из труб большого диаметра, длины секций I (нижней) ступени определяют по формулам (19.5) - (19.7).

Длины секций II (верхней) ступени определяют (в м) из выражений

= Т0р5-Ппрп); (19.8)

1,15 4m+1 9(1 -Рж/Р)

m+2 0р-0р- и т.д., (19.9)

1,15 4m+2 9(1 -Р ж/ Р)

где m - число секций ступени; 0рm) - допускаемая нагрузка для труб последней секции I ступени, Н; 0рm+1), oрm+2) - допускаемые нагрузки для

труб первой и второй секции II ступени, Н; Р - разность площадей проходных сечений труб нижних секций II и I ступеней колонны, м2; 4m+1, 4m+2 - масса 1 м труб первой и второй секций II ступени, кг/м.

Для колонны в наклонно направленной скважине напряжение в каждой секции определяют по двум расчетным схемам:

секция находится под действием как веса расположенной ниже части колонны, так и сил сопротивления ее движению на искривленных и наклонных участках;

секция находится только под действием веса расположенной ниже части колонны (предполагается, что скважина вертикальная).

РАСЧЕТ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

ПРИ БУРЕНИИ РОТОРНЫМ СПОСОБОМ

Расчет производят на статическую прочность и выносливость.

Для вертикальных скважин на выносливость рассчитывают нижние секции колонны, расположенные над УБТ на длине 200 м.

Расчет на статическую прочность ведется на совместное действие нормальных и касательных напряжений.

Одноразмерная колонна для вертикальной скважины. Подобранные трубы нижней секции рассчитывают на наружное давление (не менее 25 МПа); длины 9 (в м) одноразмерной многосекционной колонны - из условия статической прочности:

= 0р1) - 1,15 0т(1 -Р ж/ Р) - Пп Рп ; (1910)

1 1,15 419(1 -Рж/Р) ; ( . )

0(2) - 0(1)

/2 =-0р-0р- и т.д.; (19.11)

2 1,15 42 9(1 -Рж/Р)

Q р1) = 01/1,04n; Q р2) = Q 2/1,04n и т.д.,

где О1, О2 - предельные нагрузки для труб, Н.

Для двухразмерной многосекционной колонны, состоящей в верхней части из труб большего диаметра, длины секций I (нижней) ступени определяют по формулам (19.10), (19.11), длины секций II ступени - по формулам (19.8), (19.9), причем

Q Pm) = Qm /1,04n, Q Pm+1) = 0m+1/1,04n; Q рm+2) = 0m+2/1,04n.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН ПРИ БУРЕНИИ С ПЛАВУЧИХ СРЕДСТВ

Бурение скважины с плавучих средств связано с перемещениями судна под влиянием ветра, течений и других факторов. В общем случае судно может получить линейное и угловое перемещение относительно оси скважины. Судно может перемещаться в направлении как горизонтальной, так и вертикальной осей; поворот судна происходит вокруг тех же осей. Смещение судна относительно оси скважины, поворот судна, а также непосредственно влияние волн и течений на бурильную колонну приводят к возникновению в трубах, находящихся в воде, изгибающих моментов. Общий изгибающий момент

M = M1 + M2 + M3.

(19.12)

где M1 - момент от смещения судна (в горизонтальном направлении); M2 - момент от качки (поворота) судна; M3 - момент от поперечных сил волнового напора и течений.

На рис. 19.21 схематично показано положение судна и бурильной ко-

Рис. 19.21. Схема сил, действующих на бурильную колонну при бурении с плавучих средств