Для контроля качества тампонажного материала, доставляемого на буровую, рекомендуется измеритель активности цемента ИАЦ-04 (03), выпускаемый ООО «Востокнефтемаш» г. Уфа. С помощью прибора можно экспресс-методом (за одну минуту) определить:
- активность (марку) портландцемента;
- его прогнозируемую прочность на изгиб и сжатие в зависимости от водоцементного отношения.
2.5.1 Спуск обсадных колонн
После расчета колонны на равнопрочность (выбора секций обсадной колонны по толщинам стенок и маркам стали) производится проверка возможности спуска обсадной колонны с использованием соответствующего типа клинового захвата, которым оснащается ротор бурового станка.
Значение осевой растягивающей нагрузки, при которой напряжение в теле трубы, закрепленной в клиновом захвате, доходит до предела текучести, определяют по формуле (2.48) инструкции [18]:
где: F - площадь сечения трубы, мм2 (м2);
т - предел текучести материала трубы, кгс/мм2 (МПа);
dср - средний диаметр трубы, мм;
? - длина плашек клина, мм;
- угол уклона клина ( = 9о2715 (уклон 1:6), град.;
- коэффициент трения на поверхности сопряжения клина с корпусом клиново-го захвата, (=0,2);
С - коэффициент охвата трубы плашками (0,7 С 1,0),
С определяется в зависимости от типа клинового захвата: С = m/2;
- для ПКР-47, ПКР-Ш8 - С=0,7; - для ПКР-560 - С=0,9;
- угол охвата трубы плашками одного клина ( 60о);
m - число клиньев.
После определения значений Рк, для каждой секции обсадной колонны (по толщине стенки и марки стали) проверяется коэффициент запаса прочности на спуск в клиновом захвате с учетом всей нарастающей массы колонны.
Вес колонны Q, спущенной в скважину, не должен превышать допустимого Q [Р], где [Р] = Рк/4, 4 - коэффициент запаса прочности, равный 1,3. Если вес колонны окажется более допустимого Q > [Р] (то есть при 4 < 1,3) необходимо далее производить спуск колонны на элеваторах, в противном случае надо увеличить толщину стенки или выбрать более прочную марку стали секции обсадных труб и провести повторный пересчет всей колонны на равнопрочность.
Таблица 2.5.1.1 Исходные данные для расчета кондуктора D = 245 мм
|
№ п/п |
Наименование |
Размер- ность |
Условные обозначения |
Численное значение |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1 |
Расстояние от устья скважины |
м |
|||
|
- до башмака колонны |
Lо |
500 |
|||
|
- до уровня цементного раствора |
h |
0 |
|||
|
- до пласта, в котором возможны нефте- |
? |
1225 |
|||
|
газопроявления |
|||||
|
- до рассчитываемого сечения |
Z |
0-500 |
|||
|
2 |
Плотность: |
г/см3 |
|||
|
- испытательной жидкости |
ж |
1,16 |
|||
|
- цементного раствора за колонной |
ц |
1,83 |
|||
|
- облегченного цементного раствора за колонной |
о..ц |
1,42 |
|||
|
- гидростатического столба жидкости |
г.ст. |
1,10 |
|||
|
для расчета минимального наружного давления |
|||||
|
- относительная плотность газа по воздуху |
1,05 |
||||
|
- смеси жидкостей в процессе проявления |
в |
0,6ж |
|||
|
3 |
Длина участка цементного раствора по вертикали |
м |
?ц |
150 |
|
|
4 |
Длина участка облегченного цементного раствора по вертикали |
м |
?оц |
350 |
|
|
5 |
Давление: |
кгс/см2 |
|||
|
- наружное на глубине Z |
Рнz |
расчетн. |
|||
|
- внутреннее на глубине Z |
Рвz |
расчетн. |
|||
|
- наружное избыточное на глубине Z |
Рниz |
расчетн. |
|||
|
- внутреннее избыточное на глубине Z |
Рвиz |
расчетн. |
|||
|
- пластовое давление на кровле продук- |
Рпле |
124 |
|||
|
тивного пласта |
|||||
|
Окончание таблицы 2.5.1.1 |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
6 |
Типоразмеры обсадных труб: |
||||
|
- наружный диаметр |
мм |
Дн |
245 |
||
|
- тип резьбы |
- |
- |
БТС |
||
|
7 |
Коэффициенты запаса прочности: |
||||
|
- на наружное избыточное давление |
1 |
1,125 |
|||
|
- на внутреннее избыточное давление |
2 |
1,15 |
|||
|
- на растяжение: |
|||||
|
- для резьбового соединения |
3 |
1,75 |
|||
|
- по телу трубы |
4 |
1,25 |
Таблица 2.5.1.2 Исходные данные для расчета эксплуатационной колонны D = 146 мм
|
№ п/п |
Наименование |
Размер- ность |
Условные обозначения |
Численное значение |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1 |
Расстояние от устья скважины по вертикали |
м |
|||
|
- до башмака колонны |
L |
1300 |
|||
|
- до башмака предыдущей колонны |
Lо |
500 |
|||
|
- до уровня цементного раствора |
h |
350 |
|||
|
- до уровня жидкости в колонне |
H1 |
950 |
|||
|
испытании |
|||||
|
- до уровня жидкости в колонне при возможном переводе скважины в |
Н |
1230 |
|||
|
эксплуатацию (ЭЦН) |
|||||
|
- до кровли продуктивного пласта |
? |
1270 |
|||
|
- до рассчитываемого сечения |
Z |
0-1300 |
|||
|
2 |
Плотность: |
г/см3 |
|||
|
- испытательной жидкости |
ж |
1,00 |
|||
|
- бурового раствора за колонной |
р |
1,14 |
|||
|
- цементного раствора за колонной |
ц |
1,83 |
|||
|
- облегченного цементного раствора |
о.ц. |
1,42 |
|||
|
за колонной |
|||||
|
- жидкости в колонне |
в |
0,877 |
|||
|
- гидростатического давления столба жидкости для расчета минимального наружного давления |
ст. |
1,10 |
|||
|
Окончание таблицы 2.5.1.2 |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
3 |
Длина участка цементного раствора по вертикали |
м |
?ц |
400 |
|
|
4 |
Длина участка облегченного раствора по вертикали |
м |
?о.ц. |
550 |
|
|
5 |
Давление |
кгс/см2 |
|||
|
- наружное на глубине Z |
Рнz |
расчетн. |
|||
|
- внутреннее на глубине Z |
Рвz |
расчетн. |
|||
|
- наружное избыточное на глубине Z |
Рниz |
расчетн. |
|||
|
- внутреннее избыточное на глубине Z |
Рвиz |
расчетн. |
|||
|
- пластовое давление на кровле продук- |
Рпл |
125 |
|||
|
тивного пласта |
|||||
|
- минимальное избыточное внутреннее |
Ропmin |
125 |
|||
|
давление для данного диаметра колон- ны |
|||||
|
- давление опрессовки колонны на устье |
Ропу |
расчетн. |
|||
|
6 |
Типоразмеры обсадных труб: |
||||
|
- наружный диаметр |
мм |
Дн |
146 |
||
|
- тип резьбы |
- |
- |
БТС |
||
|
7 |
Коэффициенты запаса прочности: |
||||
|
- на наружное избыточное давление |
1 |
1,125-1,25 |
|||
|
- на внутреннее избыточное давление |
?2 |
1,15 |
|||
|
- на растяжение: |
|||||
|
- для резьбового соединения |
?3 |
1,75 |
|||
|
- по телу трубы |
?4 |
1,25 |
Таблица 2.5.2 Способы расчета избыточных давлений и распределение их по длине колонн
|
№ колон- |
Способы расчета избыточных |
Опрессовочный агент |
Распределение избыточных |
||||||
|
ны в |
Название |
давлений |
тип, шифр, |
плот- |
давлений по длине колонн |
||||
|
порядке |
Колонны |
наружное |
внутреннее |
краткое |
ность, |
глубина, |
наружное, |
внутреннее, |
|
|
спуска |
название |
г/см3 |
м |
кгс/см2 |
кгс/см2 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
1 |
Кондуктор |
По столбам цементных раст-воров с учетом разгрузки при возможном нефтегазопрояв-лении и замещении бурового раствора флюидом (газожид-костной смесью) (см.эпюры - рис. 2.3.5.1) |
При опрессовке в один прием без пакера |
буровой раствор |
1,16 |
0 500 |
0 30 |
90 93 |
|
|
2 |
Эксплуатацион-ная |
По столбу бурового раствора с плотностью 1,14 г/см3 и максимальном опорожнении колонны при эксплуатации (Н=1230 м) |
При опрессовке в один прием без пакера |
техническая вода |
1,00 |
0 1230 1300 |
0 137 139 |
125/135 113/123 112/122 |
Таблица 2.5.3 Параметры обсадных колонн
|
Ус- |
Номер |
Коэффициент запаса |
Ве- |
Масса труб, т |
|||||||||||||||
|
лов- |
равно- |
Интервал установки, м |
Марка |
Тол- |
Дли- |
Масса |
Нарас- |
прочности на |
ли- |
с |
|||||||||
|
Название |
ный |
проч- |
(груп- |
щина |
на |
сек- |
таю- |
избыточное |
спуск |
чина |
уче- |
за- |
|||||||
|
колонны, |
на- |
ной |
па |
стен- |
сек- |
ций, |
щая |
давление |
рас- |
колонны |
натя- |
том |
пас |
||||||
|
тип |
руж- |
секции |
по вертикали |
по стволу |
проч- |
ки, |
ций |
т |
масса, |
тя- |
в клино- |
же- |
на |
на |
|||||
|
резьбы |
ный |
труб |
ности |
мм |
по |
т |
на- |
внут- |
же- |
вом |
ния |
плю- |
за- |
||||||
|
диа- |
части |
стали) |
ство- |
руж- |
рен- |
ние |
захвате |
ко- |
совой |
воз |
|||||||||
|
метр |
колонны |
от |
до |
от |
до |
лу, |
ное |
нее |
лон- |
до- |
2% |
||||||||
|
колон- |
(снизу |
(низ) |
(верх) |
(низ) |
(верх) |
м |
ны, |
пуск |
|||||||||||
|
ны, мм |
вверх) |
тс |
5% |
||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
|
Направ-ление (НОРМКБ) |
324 |
1 |
30 |
0 |
30 |
0 |
Д |
9,5 |
30 |
2,23 |
2,23 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,34 |
0,05 |
|
|
Кондуктор (БТС) |
245 |
1 |
500 |
0 |
511 |
0 |
Дс |
7,9 |
511 |
24,84 |
24,84 |
3,63 |
2,50 |
12,5/ 8,96 |
5,84 |
- |
26,08 |
0,52 |
|
|
Эксплуатацион-ная (БТС) |
146 |
1 |
1300 |
0 |
1342 |
0 |
Дс |
7,0 |
1342 |
33,61 |
33,61 |
1,91 |
2,76/2,56 |
4,81/ 3,43 |
2,53 |
9,21 |
34,95 |
0,70 |
Подготовка к спуску и спуск обсадных колонн
Таблица 2.5.4 Технологическая оснастка обсадных колонн
|
Номер |
Элементы технологической оснастки части колонны |
|||||||||
|
колон- |
номер |
наименование, |
ГОСТ, ОСТ, МРТУ, |
техническая характеристика |
коли- |
|||||
|
ны в |
Название колонны |
в по- |
шифр, |
ТУ и т.п. на |
диаметр, мм |
длина |
масса, |
чест- |
||
|
поряд- |
рядке |
типоразмер |
изготовление |
наруж- |
внут- |
(высо- |
кг |
во, |
||
|
ке |
спуска |
ный |
рен- |
та), |
шт |
|||||
|
спуска |
ний |
мм |
||||||||
|
1 |
Направление |
1 |
Башмак БКМ-324 |
ОСТ 39-011-87 |
351 |
160 |
390 |
85,0 |
1 |
|
|
2 |
Центратор ЦЦ-324/394-1 |
ТУ 39-01-08-283-77 |
445 |
329 |
660 |
26,0 |
2 |
|||
|
2 |
Кондуктор |
1 |
Башмак БКМ-245 (БТС) |
ОСТ 39-011-87 |
270 |
120 |
378 |
53,0 |
1 |
|
|
2 |
Центратор ЦЦ-4-245/295 |
ТУ 39-1442-89 |
370 |
249 |
640 |
14,2 |
10 |
|||
|
3 |
Обратный клапан ЦКОДМ-245 (БТС) |
ТУ 39-1443-89 |
270 |
76 |
400 |
64,0 |
1 |
|||
|
4 |
Пробка продавочная ПВЦ-245 |
ТУ 39-1259-88 |
236 |
- |
315 |
8,0 |
1 |
|||
|
5 |
Устройство экрани-рующее для цемен- |
ТУ 3663-006-44888725- -2003 |
- |
- |
- |
- |
1 |
|||
|
тирования УЭСЦ-245 |
||||||||||
|
3 |
Эксплуатационная |
1 |
Башмак БКМ-146 (БТС) |
ОСТ 39-011-87 |
166 |
70 |
298 |
17,0 |
1 |
|
|
2 |
Центратор ЦЦ-2-146/216 |
ТУ 39-1442-89 |
270 |
148 |
600 |
8,4 |
14 |
|||
|
Окончание таблицы 2.5.4 |
||||||||||
|
3 |
Центратор турбулизатор ЦТ 146/212-216 |
ТУ 39-01-08-284-77 |
210 |
148 |
120 |
3,5 |
12 |
|||
|
4 |
Обратный клапан ЦКОДМ-146 (БТС) |
ТУ 39-1443-89 |
166 |
76 |
395 |
21,0 |
1 |
|||
|
5 |
Продавочная пробка ПВЦ-146 |
ТУ 39-1259-88 |
141 |
- |
205 |
3,0 |
1 |
|||
|
6 |
Заколонный пакер ПЗТР-146 (БТС) |
ОАО “Тяжпрессмаш” |
190 |
124 |
5035 |
315,0 |
1 |
Таблица 2.5.5 Режим спуска обсадных труб
|
Номер |
Смазка резьбовых соединений |
Момент |
Допустимая |
||||
|
колонны |
Название колонны |
шифр или |
ГОСТ, ОСТ, МРТУ, ТУ |
масса, кг |
свинчивания |
скорость |
|
|
в порядке |
наименование |
и т.п. на изготовление |
обсадных |
спуска труб, м/с |
|||
|
спуска |
труб, кгм |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
1 |
Направление |
Р-402 |
ТУ 301-04-020-92 |
0,67 |
2160-3080 |
1,0 |
|
|
2 |
Кондуктор |
Р-402 |
ТУ 301-04-020-92 |
7,95 |
- |
0,5 |
|
|
3 |
Эксплуатационная |
Р-402 |
ТУ 301-04-020-92 |
7,59 |
- |
1,0/0,5 |
Таблица 2.5.6 Испытание обсадных колонн на герметичность
|
Номер колонны в поряд- ке |
Название колонны |
Плотность жидкости для опрес-совки колон-ны, г/см3 |
Давление на устье скважины при опрессовке, кгс/см2 |
Величина снижения уровня жидкости при испытании на герметичность, м |
Способ снижения уровня |
Давление опрес-совки труб равнопрочной секции на поверхности, кгс/см2 |
||
|
спуска |
колонны |
цементного кольца |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
1 |
Кондуктор |
1,16 |
90 |
- |
- |
- |
100 |
|
|
Цементное кольцо кондуктора |
1,12 |
- |
15 |
- |
- |
- |
||
|
2 |
Эксплуатационная |
1,00 |
125/135 |
- |
- |
- |
135/145 |
|
|
3 |
Эксплуатационная колонна |
|||||||
|
Эксплуатационная колонна |
- |
- |
- |
1000 |
вытеснение спус- ком НКТ d=73мм: - первый раз с глухой диафрагмой; - второй и последу-ющие с обратным клапаном или сни-жение уровня жид-кости желонкой |
- |
||
|
Межколонное про-странство “эксплу-атационная колон-на-кондуктор” |
1,00 |
60 |
- |
- |
- |
- |