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

4. Проверка прочности колонны, находящейся по действием усилия натяжения Рн, в процессе эксплуатации. Т а б л и ц а 9.26

Конструкция обсадной колонны в интервале 0-2300 м

Так как изменение температурного режима работы колонны уже учтено при определении усилия натяжения, при расчете нагрузок в колонне Р1 (усилие, возникающее в результате температурных изменений) не учитывается.

Усилие растяжения, возникающее в результате действия внутреннего давления при эксплуатации

Р2 = 0,47-15,9-12,742-10-103 = 121,3 кН.

Усилие растяжения, возникающее в результате изменения плотности жидкости в колонне

Р3 = 0,235l(d нрн - d нАрв)-10-2,

где Арн - изменение плотности жидкости в затрубном пространстве, Арн = 0; Арв -изменение плотности жидкости в колонне, Арв = 1420 - 860 = 560 кг/м3;

Р2 = 0,235-2300(0 - 12,742-560)-10-6 = -49 кН.

Проверка по первому условию

кз =

1569

:1,73 > 1,3.

Рн + Р2 - Р3 834 + 121,3 - 49

Проверка по второму условию

Рс 1569 = L =-= 1,88 > 1,3.

Верхняя секция при натяжении колонны с усилием Рн = 834 кН удовлетворяет требованиям по запасу прочности.

Проверим на растяжение наиболее слабую третью секцию из труб группы прочности Д с толщиной стенки 7,7 мм с Рс = 823 кН (см. табл. 9.9).

Нагрузка на растяжение

Р = Рн - Р4-7 + Р2 - Р3 = 834 - (82,9 + 98,5 + 118,8 +159,8) +121,3 - 49 = 446,3 кН. Проверка по второму условию Рн - Р4-7 + Р2 - Р3 < [Р]:

з = 1,3; [Р] = 823/1,3 = 633 кН, условие соблюдено.

Подобным образом проверяются все секции незацементированной части обсадной колонны. Результаты расчета сведены в табл. 9.26. 9.9. К РАСЧЕТУ ОБСАДНЕХ КОЛОНН ДЛЯ СПЕЦИФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В СКВАЖИНЕ

Расчет обсадных колонн для специфических условий работы (в сероводородной среде, в присутствии углекислого газа, в морских скважинах) выполняется в соответствии с положениями и нормами инструкции [1 2].

В частности, расчет обсадных колонн, находящихся под воздействием сероводородной среды, по нагрузкам, вызывающим в теле трубы напряжения растяжения (такие нагрузки, как внутреннее давление, нагрузка растяжения от собственного веса обсадной колонны), ведется с использованием увеличенного коэффициента запаса прочности

где кз - значение коэффициента запаса прочности для нормальных условий; ks - коэффициент снижения несущей способности в сероводородной среде, ks < 1.

С учетом дополнительного воздействия повышенных температур

kзS = kз/kSkt

где kt - коэффициент, учитывающий снижение механической прочности стали под воздействием сероводорода при повышенных температурах.

Значения коэффициентов ks и kt задаются в зависимости от марки стали по техническим условиям изготовителя и рассчитываются по методикам, согласованным с Госгортехнадзором.

Расчет обсадных колонн, находящихся в сероводородной среде под нагрузкой, вызывающей сжимающие напряжения в теле трубы (например, наружное избыточное давление), выполняется при ks = 1 ,0.

10. ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН

10.1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ ОБСАДНГХ КОЛОНН

Элементы оснастки обсадных колонн представляют собой комплекс устройств, применяемый для успешного спуска обсадных колонн и качественного цементирования скважин, надежного разобщения пластов и последующей нормальной эксплуатации скважин.

Башмак с направляющей насадкой предназначен для оборудования нижней части обсадной колонны в целях повышения ее проходимости по стволу скважины и предупреждения повреждения нижней трубы при посадках. Башмаки присоединяют к нижней части обсадной колонны на резьбе или сварке. Направляющие насадки в основном изготовляют из чугуна или бетона. В промежуточных колоннах при последующем углублении ствола их разбуривают. Для обсадных колонн диаметром 351 мм и более в ряде случаев применяют башмаки с фаской без металлических направляющих насадок в целях исключения работ по разбуриванию металла на забое.

Башмачный патрубок с отверстиями применяют в тех случаях, когда существует опасность забивания промывочных отверстий направляющей насадки.

Обратный клапан предназначен для предотвращения перетока бурового или тампонажного раствора из заколонного пространства в обсадную колонну в процессе крепления скважины. Его монтируют в башмаке обсадной колонны или на 10-20 м выше него.

Обратные клапаны изготовляют корпусными и бескорпусными. По виду запорного элемента они делятся на тарельчатые, шаровые и имеющие шарнирную заслонку.

По принципу действия различают три группы обратных клапанов: 1) исключающие перемещение жидкости из заколонного пространства в обсадную колонну при ее спуске в скважину; 2) обеспечивающие самозаполнение спускаемой обсадной колонны буровым раствором при определенном (задаваемом) перепаде давлений над клапаном и в заколонном пространстве, но исключающие возможность обратной циркуляции раствора; 3) обеспечивающие постоянное самозаполнение обсадной колонны раствором при спуске в скважину и позволяющие