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

Коэффициент к .......................................0,25 0,30 0,35 0,40

При расчете эксплуатационной колонны на участке ниже башмака предыдущей включая горизонтальный участок наружное избыточное давление определяется по пластовому давлению, причем перфорация обсадных труб не учитывается и перфорированные трубы рассматриваются как целые.

Внутреннее избыточное давление рассчитывается по максимальному внутреннему давлению, которое может возникнуть в колонне. По инструкции [14] рекомендуется за исходное внутреннее давление принимать давление, возникающее в колонне при ее опрессовке, т.е. рв = 1,1ру + Рпл gz, а наружное давление рассчитывается по гидростатическому давлению столба цементного и бурового растворов за колонной (по интервалам):

рн = [Рц.р(Н -hж) + Рб.рhж]g, (9.31)

где hж - уровень жидкости за колонной.

Внутреннее избыточное давление также определяется с учетом разгрузки:

рв.иZ = (рв Z - рнz)(1 - к) (9.32)

(значения коэффициента к аналогичны приведенным выше для расчета наружного избыточного давления).

Распределение внутреннего избыточного давления по обсадной колонне в ее зацементированной части принимается линейным от уровня подъема цемента за колонной до башмака колонны.

По полученным значениям давления в характерных точках строятся эпюры наружного и внутреннего избыточных давлений. Они используются при подборе подходящих труб по марке стали и толщине стенки и определении длин секций.

Трубы подбираются на основе сопоставления расчетных нагрузок с предельно допускаемыми.

Допускаемое наружное избыточное давление определяется по критическому давлению смятия: [рн] = ркр/кз1, где кз1 - коэффициент запаса прочности. Значение коэффициента запаса прочности в пределах горизонтального участка кз1 = 1,31,5. В зависимости от интенсивности искривления значения коэффициента запаса прочности. Интенсивность искривления, градус на 10 м ............... <3 3-5 5-10

кз1 ..................................................................................................... 1,0 1,05

1,10

В интервале искривления допустимое наружное давление распространяется на 25 м за пределы интервала.

Допускаемое внутреннее давление [рв] = рт/кз2, где рт - внутреннее давление в трубе, при котором напряжение в опасной точке сечения

трубы достигает предела текучести; кз2 - коэффициент запаса прочности; его величина зависит от диаметра трубы и качества изготовления

(табл. 9.21 ).

Расчетная нагрузка растяжения определяется по суммарному весу секций, расположенных ниже рассматриваемого сечения, без учета архимедовых сил по формуле (9.10).

В горизонтальных скважинах в соответствии с инструкцией [14] при длине горизонтального участка не свыше 600 м допускается определять растягивающую нагрузку по весу колонны в воздухе.

Допускаемая нагрузка растяжения для труб с треугольной резьбой устанавливается по страгивающей нагрузке, которая пересчитывается с учетом искривления скважины:

Рст.и = Рст(1 - Са0), (9.33)

где Рст - страгивающая нагрузка (см. табл. 9.9); С - коэффициент снижения прочности резьбового соединения (табл. 9.22); а0 - угол искривления на 1 0 м.

Угол искривления (градус/10 м):

для плоского профиля

а0 = 573/R; (9.34)

для пространственного профиля

а0 = [Аа2 + (Аф sin аср)2]0,5, (9.35)

где Аа = а1 - а2 - изменение зенитного угла, приведенное к длине интервала 10 м; аср = (а1 + а2)/2; Аф = ф1 - ф2 - изменение азимутального угла, приведенное к 1 0 м; а1, ф1 и а2, ф2 - углы в конце и начале интервала соответственно.

Т а б л и ц а 9.21

Значения коэффициента запаса прочности на внутреннее давление

Т а б л и ц а 9.22

Коэффициент С снижения прочности резьбового соединения

Допускаемая нагрузка

[P] = Рст.и/кз,

где кз - коэффициент запаса, для 114-168-мм труб кз = 1,15, для труб диаметром свыше 1 68 мм кз = 1 ,30.

При расчете допускаемой нагрузки непосредственно по Рст коэффициент запаса может быть рассчитан по формуле

кз = кзап/(1 - Ca0).

(9.36)

Во всех случаях, в том числе для вертикального участка наклонно направленной скважины, его значения не могут быть ниже приведен-

ных.

Диаметр труб, мм ............................. 114-168

кз.и ............................................................

1 78-245 1,30

273-324

1,45

>324 1,60

1,75

Прочность труб с трапецеидальной резьбой и импортных на растяжение с учетом изгиба

Р = Р - Р

р. и р и

(9.37)

где Рр - разрушающая нагрузка для резьбового соединения, кН; Ри -дополнительная нагрузка растяжения вследствие изгиба колонны, кН, Ри = 2,32Dqa0; q - вес 1 м обсадной трубы, кН.