Материал: Прихваты колонн при бурении скважин

Определение силы сопротивления при движении колонны вниз

Сила, которую нужно приложить к нижнему концу каждого участка колонны, определяется снизу вверх по формуле

(fu — коэффициент сопротивления при движении колонны вниз).

Определение силы сопротивления при движении колонны вверх

за счет сил

лом и вогнутом участках

Сила прижатия труб к стенке скважины вследствие натяжения колонны

Полная прижимающая сила FB для каждого участка вычисля­ ется по формулам (25) — (29), а сила сопротивления

(/в — коэффициент сопротивления при движении колонны вверх).

Проверка прочности обсадной колонны на совместное действие растязюения и изгиба

Прочность обсадной колонны проверяется для случая, когда она спущена до проектной глубины и суммарные напряжения до­ стигают максимальных значений. По методике, изложенной выше, определяют силы сопротивления от веса колонны. При наличии желобных выработок находят коэффициент увеличения сил сопро­ тивления за счет желобообразования (рис. 8):

Так как N{ — N2, то km=2N/F.

3 Г

Но из треугольников А ОВ и A'OB'

Вместе с тем

Определение усилия, необходимого для преодоления сил сопротивления в искривленном участке ствола скважины

В этом случае усилие складывается из сил сопротивления, возникающих за счет упругости колонны, н сил сопротивлений от веса и натяжения колонны (по методике М. М. Александрова).

Расчет ведется в следующем порядке:

S8

где A W — изгибающий момент в искривленной колонне; Е — мо­

Длина участка колонны I определяется из условия всписываемости прямолинейного участка ее в искривленный ствол сква­ жины:

$ 9

/ — длина участка колонны; / и /max определяются по формулам (42) и (43).

Сила сопротивления Гу, вызванная контактным давлением под действием упругости колонны:

(L —длина участка колонны, для которого определяется сила со­ противления) .

Определение условия проходимости колонны в искривленных участках ствола скважины

Проходимость колонны зависит от продольного изгиба ее ниж­ него конца, возникающего под действием сил сопротивления. Во избежание нарушения резьбовых соединений в интервалах желоб* ных выработок или каверн продольный изгиб нельзя допускать. Это условие выражается уравнением

Bi = <7,-^ cos щ.

Здесь индекс i означает порядковый номер участка ствола сква­ жины; Bi —составляющая веса колонны на участке /,-, направлен­

ная вдоль оси колонны; 1,94 ^ = Ркр1* — величина кри­ тической нагрузки, при которой начинается продольный изгиб ко­

участках силы сопротивления превышают составляющую веса Bi, направленную вдоль колонны, т. е. левая часть уравнения (50) бу­ дет иметь положительное значение. Однако для каждого отдель­ ного участка абсолютная величина этого значения меньше крити­ ческой нагрузки, приводящей к продольному прогибу колонны. В этом случае проходимость колонны проверяется для всех сосед­

лах которых силы сопротивления превышают величину В г, Тк при­ нимается для самого нижнего из суммируемых участков.

Если условия (50) и (51) не соблюдаются, то колонну нельзя спускать в скважину во избежание нарушения ее целостности вследствие продольного изгиба.

Расчеты, проведенные для ряда скважин объединения Ставропольнефтегаз, показали, что искривление скважин до 6—7° не мо­ жет привести к недоспуску 377 и 324-мм обсадных колонн.под действием сил тяжести и упругости. При этом запас прочности на совместное действие растяжения и изгиба достигает трехкратной величины. В скв. 6 Советская на всех глубинах при любых коэф-

40