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

роп.у = 1,1рву = 1,1-34,7 = 38,2 МПа; у забоя

роп.з = роп.у + рв gh = 38,2 + 1000-9,8-2700-10-6 = 38,2 + 26,5 = 64,7 МПа.

При окончании добычи газа внутреннее давление рв = 1,0 МПа принимается постоянным по всей колонне.

3. Построение эпюры наружного избыточного давления.

Расчет наружного избыточного давления в характерных точках эпюры для самых неблагоприятных условий нагружения обсадной колонны, когда в конце эксплуатации внутреннее противодавление снизится до 1 0 МПа:

у устья

рн.и.у = рн.у - рв.у = 0 - 1,0 = -1,0 МПа;

давление в интервале пластичн1х глин постоянно (р„и = 55,8 - 1,0 = 54,8 МПа) и распространяется на 50 м выше и ниже интервала глин, т.е. в интервале 2150-2400 м; в зацементированном интервале на отметке 2150 м

рн.и = 1100-9,8-2150-10 - 1,0 = 23,2 - 1,0 = 22,2 МПа;

в зацементированном интервале на глубине 2400 м

рн.и = 1100-9,8-2400-10 - 1,0 = 25,8 - 1,0 = 24,8 МПа;

в зацементированной части против продуктивного пласта и на 50 м выше его кровли, т.е. в интервале 2450-2700 м,

рн.и = 43,0 - 1,0 = 42,0 МПа.

4. Построение эпюры внутреннего избыточного давления.

Расчет внутреннего избыточного давления в характерных точках эпюры при опрес-совке колонны, когда внутреннее давление максимально: у устья

рв.и.у = роп.у - рн = 38,2 - 0 = 38,2 МПа;

на глубине 2200 м против кровли глин

рв.и2200 = роп.у + рв g2200-10-6 - рн2200 = 38,2 + 1000-9,8-2200-10-6 - 23,7 = 38,2 + + 21,6 -23,7 = 36,1 МПа;

на глубине 2200 м против пластичных глин рв.и2200 = 38,2 + 21,6 - 53,9 = 5,9 МПа;

на глубине 2350 м против пластичных глин рв.и2350 = 38,2 + 1000-9,8-2350-10-6 - 57,6 = 38,2 + 23,0 - 57,6 = 3,6 МПа;

на глубине 2350 м у подошвы пластичных глин рв.и2350 = 38,2 + 1000-9,8-2350-10-6 - 25,3 = 38,2 + 23,0 - 25,3 = 35,9 МПа;

на глубине 2500 м у кровли продуктивного пласта рв.и2500 = 38,2 + 1000-9,8-2500-10-6 - 27,0 = 38,2 + 24,5 - 27,0 = 35,7 МПа;

на глубине 2500 м в продуктивном пласте

рв.т2500 = 38,2 + 24,5 - 43,0 = 19,7 МПа;

на глубине 2700 м в продуктивном пласте

рв.и2700 = 38,2 + 1000-9,8-2700-10-6 - 43,0 = 38,2 + 26,5 - 43,0 = 21,7 МПа.

5. Выбор типа обсадных труб для комплектования эксплуатационной колонны.

Тип резьбовых соединений обсадных труб и уплотнительные материалы подбираются по табл. 9.1 по внутреннему избыточному давлению, превышающему 30 МПа. Принимаем трубы с трапецеидальной резьбой типа ОТТГ и уплотнительный материал Р-2МВП, так как температура в скважине не превышает 100 °С.

6. Расчет эксплуатационной колонны на прочность.

Расчет начинается с самой нижней секции. Для нижней секции по табл. 9.5 подбираются трубы по наибольшему наружному избыточному давлению с учетом коэффициента запаса прочности. Для интервала продуктивного пласта принимаем коэффициент запаса з = 1,3. Выбираем трубы ОТТГ из стали группы прочности Е с толщиной стенки 12,7 мм, ркр = 58,7 МПа > 42,0-1,3 = 54,6 МПа (см. табл. 9.5), рв = 68,9 МПа (табл. 9.8), [Ррас] = 2285 кН (см. табл. 9.10).

ина 1-й секции I1 = (2700 - 2500) + 50 = 250 м.

Вес 1-й секции Р1 = 0,515-250 = 128,75 кН (см. табл. 9.14).

Секция 2 располагается в интервале 2400-2450 м. На глубине 2450 м наружное избыточное давление по эпюре 35,8 МПа. Коэффициент запаса прочности з = 1,0. По табл. 9.5 выбираем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 11 ,5 мм - ркр = 36,9 МПа (см. табл. 9.15), рв = 42,9 (см. табл. 9.8), [Ррас] = = 1814 кН (см. табл. 9.10).

Скорректированное критическое давление для труб секции 2 с учетом веса нижней секции

Р11

1 - 0, = 36,9

128,75

1 - 0,3 = 36,2 МПа. 2274 )

Так как 36,2 МПа > 35,8 МПа, секцию 2 в интервале 2400-2450 м можно комплектовать трубами из стали Д с толщиной стенки 11 ,5 мм.

Длина 2-й секции l2 = 50 м, вес Р2 = 0,473-50 = 23,65 кН (см. табл. 9.14). Суммарный вес двух секций Р1-2 = 128,75 + 23,65 = 152,4 кН.

В интервале 21 50-2400 м наружное избыточное давление рн.и = 54,9 МПа. По табл. 9.5 для этого интервала годятся трубы из стали группы прочности Л с толщиной стенки 11,5 мм - ркр = 57,0 МПа > 54,9 МПа.

Скорректированное значение критического давления для труб секции 3

р;. 3 =57,0

152,4 Л 1 - 0,3- = 56,3 МПа,

3922 )

где Рт3 = 3922 кН (см. табл. 9.7).

Для комплектования секции 3 принимаем трубы из стали группы прочности Л с толщиной стенки 11 ,5 мм.

Длина секции 3 по протяженности интервала l3 = 2400 - 21 50 = 250 м, вес Р3 = 0,473-250 = 118,25 кН.

Суммарный вес трех секций Р1-3 = 152,4 + 118,25 = 270,65 кН.

На глубине 21 50 м избыточное наружное давление 22,2 МПа.

Для секции 4 выбираем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,2

мм - ркр = 25,9 МПа > 22,2 МПа (см. табл. 9.5).

Т а б л и ц а 9.16

Конструкция эксплуатационной колонны диаметром 177,8 мм из труб ОТТГ

Скорректированное критическое давление для труб секции 4

25,9

1 - 0,3

270,65

1842

24,7 МПа (см. табл. 9.7).

Из табл. 9. 1 4 следует, что трубы ОТТГ-1 78 с толщиной стенки менее 9,2 мм не выпускаются, следовательно, до поверхности пока следует оставить трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,2 мм.

Проверка нижнего конца секции 4 на растяжение. Допустимая нагрузка растяжения для труб секции 4 [Ррас] = 1480 кН (табл. 9.10). Весовая нагрузка от трех секций значительно ниже допустимой.

Проверка верхнего конца секции 4: вес Р4 = g4l4 = 0,385-2150 = 827,75 кН; суммарный вес четырех секций = 270,65 + 827,75 = 1098,4 кН; суммарный вес менее допустимой нагрузки растяжения.

Проверка труб секции на внутреннее избыточное давление:

коэффициент запаса прочности на внутреннее давление з = 1,15 (см. стр. 281);

внутреннее избыточное давление у нижнего конца секции 4

рв.и2150 = роп.у + 1000-9,8-2150-10 - рн = 38,2 + 21,1 - 23,2 = 36,1 МПа.

Предельное внутреннее давление для труб ОТТГ-1 78 из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,2 мм рв = 34,3 МПа (см. табл. 9.8).

С учетом коэффициента запаса прочности для труб исполнения А необходимы трубы с рв > 1,15-36,1 = 41,5 МПа.

По табл. 9.8 для комплектования секции 4 по внутреннему давлению выбираем трубы из стали группы прочности Е с толщиной стенки 9,2 мм - рв = 49,9 МПа и [Рв] = 49,9/1,15 = 43,4 МПа. Оно превышает давление на устье 38,2 МПа, создаваемое при опрессовке. Следовательно, для секции 4 подходят трубы из стали группы прочности Е с толщиной стенки 9,2 мм в интервале 0-21 50 м.

Проверка труб секции 4 на растяжение: вес Р4 = 0,385-2150 = 827,75 кН; суммарный вес четырех секций = 270,65 + 827,75 = 1098,4 кН; суммарная нагрузка растяжения для труб секции 4 [Ррас] = 1676 кН (см. табл. 9.10), вес обсадной колонны 1098,4 кН значительно меньше допустимой нагрузки.

Рассчитанная конструкция из чет1рех секций принимается следующей (табл. 9.16).