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

конструкции УБТ, и для Х1 = 0 для труб верхней секции (меньшего диаметра).

Рис. 8.2. Зависимость величины к от отношения длин секций УБТ:

а - 146x178x203 мм; б - 178x203x229 мм

Если ёубт нижней секции меньше 203 мм, то для ограничения прогибов и площади контакта УБТ со стенками скважины при Рд > Ркр рекомендуется устанавливать на секциях УБТ промежуточные опоры профильного сечения (квадратные, спиральные и др.). В табл. 8.16 приводятся наибольшие поперечные размеры промежуточных опор а и диаметры УБТ убт, на которые они устанавливаются, в зависимости от диаметра долота D.

Т а б л и ц а 8.16

Т а б л и ц а 8.17

13,5 1 4,5 1 7,0

Пп.о = (/. - /0)/а - 1,

(8.12)

где /j - длина i-й секции УБТ, м; /0 - длина компоновки для борьбы с искривлением (для > 1 величина /0 не учитывается).

В табл. 8.17 приведены рекомендуемые расстояния между промежуточными опорами а при различных n.

Условия прочности соединений УБТ:

= n2Eiy/2/п; (8.13)

= EIi9/57,3, (8.14)

где Миз - изгибающий момент, кН-м; f - стрела прогиба, м,

f = (1,05D - dу)/2; (8.15)

i9 - интенсивность искривления ствола, градус/10 м; D и dу - диаметры соответственно долота и наружный УБТ, м; /п - длина полуволны,

(8.16)

2nn - угловая скорость вращения бурильной колонны, с 1; n - в с-

1 ; q - вес 1 м труб, кН/м.

Допускаемый изгибающий момент, кН м.

[Миз] = Мпр/kз,

(8.17)

где Мпр - предельный переменный изгибающий момент, кН м; 1 ,4 - коэффициент запаса прочности.

По формулам (8.1 3) и (8.1 4) можно также вычислить допускаемую частоту вращения УБТ, наибольшие значения i9 и f.

В табл. 8.1 8 приведены значения Мкр, установленные по данным стендовых испытаний ВНИИБТ.

Пример 8.3. Рассчитать одноразмерную колонну УБТ с d, = 178 мм и dв = = 80 мм

Т а б л и ц а 8.18 Значения Мкр, кН-м

для бурения скважины в нормальных условиях долотом диаметром D = = 21 5,9 мм, если Рд = 200 кН; рйр = 1100 кг/м3; n = 1 c-1.

Р е ш е н и е. Для одноразмерной конструкции УБТ определим по формуле (8.5), приняв к = 1,15, а из табл. 8.14 и 8.15 к1 = 0,860 и q = 153 кН/м,

1,15 - 200

-= 175 м.

0,860 - 1,53

Из табл. 8.15 3 EI = 2853 кН, а из табл. 8.14 к2 = 0,904, тогда по формуле (8.6) без учета перепада давления р0

Ркр = 1,90-0,904-28,53 = 49,0 кН.

Поскольку dу < 203 мм, а Ркр < Рд, то согласно данным табл. 8.16 при D = = 215,9 мм следует предусмотреть промежуточные опоры размером 203 мм с расстоянием между ними а = 33 м (см. табл. 8.17). Число опор по формуле (8.12) при / 0 = 0 составляет ппо = 1 74/33 - 1 = 4,3, т.е. предусматриваются 4 опоры. Для определения прочности резьбовых соединений вычислим ю = 2-3,14-1 = 6,3 с-1 и определим длину полуволны, для чего подставим из табл. 8.15 значения EI = = 9920 кН-м2 и q = 1,53 кН/м в выражение

(8.16):

9920 - 6,32

20 м.

6, 10 - 1,53

Стрела прогиба по формуле (8.15) /= (1,05-0,2159 - 0,178)/2 = 0,024 м.

Изгибающий момент по формуле (8.13)

Миз = 3,142-9920-0,024/(2-202) = 2,93 кН.

УБТ с Ст = 440 МПа (см. табл. 8.18) отношение Мпр/Ми, = 23,5/2,93 = = 8,02, что превышает коэффициент запаса прочности, равный 1 ,4-1 ,5.

Вывод: УБТ с Ст = 440 МПа могут быть использованы для заданных условий.

8.3. РАСЧЕТ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ПРИ РОТОРНОМ БУРЕНИИ

Первоначально необходимо выбрать диаметр бурильных труб в зависимости от диаметра предгдущей обсадной колонне! по табл. 8.13.

При роторном бурении рекомендуется сначала проводить расчет на выносливость, а затем - на статическую прочность. Расчет на выносливость осуществляется в следующем порядке.

I. Рассчитывают переменные напряжения изгиба (в Па):

/ у =