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

По окончании эксплуатации газовых скважин за внутреннее давление Pmin принимают наименьшие устьевое и забойное давления;

б) для газонефтяных и газовых скважин при наличии в закрытых стволах жидкости и газа на всех стадиях эксплуатации внутреннее давление

Рв z = Рпл L - Ув(L - z) при H < z < L; (22.26)

рвz = плL sl- при 0 < z < Н, (22.27)

где Н - расстояние от устья до уровня жидкости в скважине.

Давление на устье Ру определяют из выражения (22.27) при z = 0.

В хорошо изученных районах допускается проводить расчет внутреннего давления по фактическим промысловым значениям устьевого давления.

Формуле! (22.19) и (22.20) используют, если наружное давление на колонну Рн > Рпл. Наружное давление на забое

Рн L = [Ур h - Уц (L - h). (22.28)

Распределение давления Рн на участке h - L принимают линейным. Формуле! (22.21) и (22.22) используют, если Рн < Рпл.

Для промежуточных колонн внутреннее избыточное давление определяют по формулам для эксплуатационных колонн, при этом Ру рассчитывают по следующим формулам для максимального значения внутреннего давления Рв при бурении под последующую колонну при z = 0:

а) максимальное давление при закрытом устье во время ликвидации выброса или открытого фонтанирования

Рв z = Рпл i - У0(1 - z) при 0 < z < L; (22.29)

Ру = Рпл l - У0 l;

б) максимальное давление при закрытом устье в случае частичной замены бурового раствора газом

Рв = Рпл - Ув(1 - z) при Н < z < L; (22.30)

рвz = пл 1 - при 0 < z < Н; (22.31)

S = 0,1-10-3 У (Н - z);

Ру -пл--; S = 0,1.10-3 Ун.

В случае полного замещения раствора газом (H = l)

Рв = Рпл l/l S ;

в) при бурении под следующую колонну с использованием утяжеленного раствора

0. (22.32)

Рв z = Ук z; Ру

Если удельный вес опрессовочной жидкости уж окажется меньше у0 или ук, то при определении наружного избыточного давления взамен у0 и ук подставляют уж.

РАСЧЕТ ХВОСТОВИКОВ И КОЛОННЫ, СПУСКАЕМЫХ СЕКЦИЯМИ

Наружное избыточное давление при газонефтепроявлениях Рн.и z = (уц - уo)(z - I0) при I0 < z < L; (22.33)

Рн.и z = Рпл z - У0 z при l0 < z < L; (22.34)

где l0 - расстояние от устья до верха хвостовика или секционной колонны. Большее значение давления принимают за расчетное. В интервале залегания пород, склонных к текучести,

Рн.и z = (уп - уo)z. (22.35)

Внутреннее избыточное давление при бурении вычисляют по следующим формулам:

а) при газонефтепроявлениях (ру > 0)

Рн.и z = Рпл L - у0 (1 - z) - Рпл; (22.36)

б) при нормальных условиях (Ру = 0)

Рв.и z = ук z - Рпл z; (22.37)

где ук - максимальный удельный вес раствора при бурении под следующую колонну, Н/м3.

При испытании колонн на герметичность в один прием без использования пакера внутреннее избыточное давление рассчитывают по формулам (22.21) и (22.22), в которых ру определяют так же, как и для промежуточных колонн.

При испытании с применением пакера

рн.и z 1,1 рв z рпл

где Рв z - вычисляют по формулам (22.29) - (22.32).

ОСЕВАЯ НАГРУЗКА ОТ СОБСТВЕННОГО ВЕСА КОЛОННЫ

Осевую нагрузку определяют по теоретическому весу спущенной колонны:

Q = gl,g,, (22.38)

где g - ускорение сил1 тяжести, м/с2; li - длина г-й секции, м; qi - масса единицы длины ,-й секции колонны, кг.

Расчетные формулы. Сопротивляемость труб наружному избыточному давлению определяется давлением, при котором наибольшее напряжение достигает предела текучести материала труб. Критическое давление Ркр (МПа) рассчитывают по формуле Г.М. Саркисова

Ркр = 1,1 kmin р + Ek02Р

V 2 р3kmin /

1 3

V 2 р3kmin /

4£k02 рар

(22.39)

где kmin = Smin/D; k0 = S0/D; Smin = 0,875s; S0 = 0,905s; s - толщина стенки, мм; D - наружный диаметр, мм; аР - предел пропорциональности, принимаемый равным пределу текучести, МПа; Е - модуль упругости, МПа; р = = s0/smin = 1,034; e - овальность, наибольшее расчетное занчение которой равно 0,01 для труб до 219 мм включительно, 0,015 для труб от 245 до 324 мм и 0,02 для труб более 324 мм.

Сминающее давление, при котором отмечается пластическая деформация трубы, Рсм = СРкр, где с - опытный коэффициент. В зависимости от значения k = s/D средние значения с следующие:

0,03 < k < 0,04........................ 1,05

0,04 < k < 0,05........................ 1,07

0,05 < k < 0,06........................ 1,1

0,06 < k < 0,07........................ 1,13

k > 0,07.................................... c = 1,18

Критическое давление из условия потери устойчивости ркр = 2,2 Ek2 kmin р. (22.40)

Обычно Ркр, определенное по формуле (22.40), больше, чем рассчитанное по формуле (22.39).

Наружное избыточное давление для труб не должно превышать допустимого:

рн.и z < Ркр/Л1,

где л1 - коэффициент запаса прочности, принимаемый равным 1-1,3 для секций эксплуатационного объекта и 1,0 для остальных секций.

На сминающее давление влияет растягивающая нагрузка. Как показали экспериментальные исследования, с увеличением растягивающих напряжений и уменьшением толщины стенки сминающее давление падает. С увеличением k влияние растягивающих напряжений на сминающее давление уменьшается. Исходя из имеющихся экспериментальных данных, для труб, растягивающее напряжение в которых превышает 50 % предела текучести, коэффициент запаса на смятие целесообразно увеличить на 10 %.

Внутреннее избыточное давление, при котором напряжения в трубе достигают предела текучести ат, МПа,

рт = 0,8752aD. (22.41)

Давление, рассчитанное по формулам (22.16)-(22.18), (22.21), (22.22),

не должно превышать допустимого:

рв.и z < Рт/Л2,

где л2 - коэффициент запаса прочности, равный 1,15 для труб 114-219 мм и 1,52 для труб более 219 мм.