Материал: Трубы нефтяного сортамента

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ТаБЛllца 4.2

 

 

 

 

 

Скважина

Бурение забойными

Вращательное бурение

двигателями

 

 

 

 

Вертикальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,3/1,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4/1,45

 

 

 

 

 

 

ffаклонно-направленная

 

 

 

 

1,35/1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,45/1,5

 

 

 

 

 

 

 

При" е ч а н н е.

 

В

чнслнтеле

даны

значения для

нормальиых

условий

 

бурення.

з!'а­

 

менате"е - для осложненных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТаБЛllца 4.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пределы выносливости бурильных труб (МПа)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IТрубы по

ГОСТ 631-75

с

 

 

 

 

Трубы по

 

 

 

Трубы

 

с

при-

 

'FРiYбы нз алю·

 

 

 

 

резьбой треугольного

 

 

 

ГОСТ 731-75

со

 

ста-

 

вареИВЫIIИ

 

миииевых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

билизирующим

 

по-

 

 

 

Диа-

I

 

профиля

 

 

 

 

 

замками ТБПВ

 

сплавов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

яском - ТБВI(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'Труб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

IК (36Г2С) 'Е (38ХНМ)

 

 

д 1· 1( ~

1

 

Е

 

Д

I

1(

 

Д16Т I 1(-48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1953.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

80

 

 

-

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

-

 

 

-

 

 

 

 

 

-

-

 

-

 

 

<30

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

73

 

75

 

 

65

 

-

 

 

 

 

 

140

 

140

 

 

150

 

-

 

 

-

50-56

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

89

 

75

 

 

60

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

120

 

 

-

 

-

 

 

-

-

 

-

 

 

102

 

-

 

 

-

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

110

 

 

120

 

-

 

 

-

-

 

-

 

 

 

Н4

 

70

 

 

60

 

80

 

 

 

 

140

 

 

110

 

 

120

 

100

 

 

90

43-52

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

 

-

 

 

-

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

100

 

 

110

 

100

 

 

90

-

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140

 

70

 

 

60

 

80

 

 

 

 

-

 

 

100

 

 

110

 

100 .

 

 

90

-

 

-

 

 

 

J47

 

-

 

 

-

 

-

 

 

 

 

 

-

 

 

-

 

 

-

 

-

 

 

-

36-46

 

40

 

 

 

Пр н м е ч а н и я:

1.

Пределы

выносливости

даиы

на основании

 

усредненных

данных

 

I!спытаниЙ. проведенных в АзНИПИнефти. ВНИИБТ.

 

 

ВНИИТНефти

 

и

ФМИ АН

 

УССР.

 

2. Предел выносливости для трубы диаметром 50

 

мм по

 

ГОСТ

7909-56

 

приведен

 

по

 

данным СКБ J3по «Союзгеотехника».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния;

аа -

аМlплитуда переiМенных

наri.ряжениЙ изгиба;

 

О"т -

 

 

по-

 

стоянное

напряжение изгиба.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запас прочности В нейтральном сечении вертикальной колонны

 

~верхний конец сжатого участка УБТ) при О"р=О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а=

 

 

 

 

(O"_I)A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.43)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗначеНИЯ"(Jа И О"т определяют из (4.32)" и (4.33). На искривлен­

!Ных участках наклонно-направленных и- вертикальных скважин при

бт=О

 

 

(O"_I)A

 

(O"_l)A -

О"В

8=

 

 

(4.44)

 

 

Значение О"а определяют из (4.34). У нижнего конца бурильной

:КОЛОННЫ над УБТ Ор=О, тогда

(4.45)

Коэффициент запаса прочности по формулам (4.42)- (4.45) дол.. жен быть n~ 1,5.

Величины (О-I)Д дЛЯ труб, приведенные в табл. 4.3, получены

при натурных испытаниях.

Методика расчета колонн

Методика расчета утяжеленных труб

диаметр УБТ определяют из условия обеспечения наибольшей жесткости труб при изгибе с учетом конструкции скважин и усло­ вий бурения. Длину ~ЪT определяют в. за-висимости от нагрузки на

до.'IOто.

В табл. 4.4 приводятся рекомендуемые соотношения диаметров

ДО.l0Т и УБТ согласiю РД 39-2-411-80.

Жесткость наддолотного участка УБТ должна быть больше же­

сткости сечения обсадной колонны, под которую ведется бурение. В

табл. 4.5 приводятся соотношения диаметров обсадных труб и наи­

меньших диаметров УБТ, удовлетворяющих указанному условию.

Отношение диаметра бурильных труб, расположенных над УБТ,

к диаметру УБТ должно быть ~0.7. Если это отношение <О,7•

то комплект УБТ должен состоять из труб нескольких диам~тров.

Таблица 4.4

Соотношения диаметров долот и УБТ

 

Диаметр.

мм

 

 

 

 

 

долота

УБТ

долота

УБТ

139,7-1461

114

 

 

269,9

 

229

 

 

108

 

 

 

 

203

149,2-1611

121-139

 

295,3

 

245

 

 

114-121

 

 

 

219

165,1-1133-146

 

320

 

245

171,4

 

121-133

 

 

 

229

187,3-200,

159

I

349,2

 

254

 

I

146

 

I

 

 

229

212,7-

I

178

 

 

~374,6

273

 

 

228,6

159

 

 

 

 

254

244,5-

 

203

 

 

 

 

 

250,8

 

178

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

При м е ч а н и я:

1.

В верхией

строке

приведено

зиачение

диаметра

УБТ

для

нормальных

условнй

бурення. в

ннжне!!­

для осложиенных.

2.В осложненных условиях при буре­ нии долотами диаметром свыше 250.8 ММ

допускается применение УБТ ближайшего меиьшего диаметра с одновременной уста­

новкой опорно-центрнрующнх устройств.

3.При буреиии забойными двигателя­

ми ДHa~eTp НИЖllей секции УБТ должеи

быть не более диаметра двигателя.

уменьшающихся в направл,е­

нии к бурильным трубам. При

этом диаметр первой ступени

должен соответствовать табл.

4.5, а отношение диаметра по­

следующей ступени к преды-­ дущей должно быть ~ 0,8.

Таблица 4.5

Диаметры обсадных труб и УБТ

Диаметр. мм

 

трубы

I УБТ

I обсаднойтрубы

I УБТ

 

обсадиой

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114

 

108

 

245

 

203

127

 

121

 

273

 

203

140-146

 

146

 

299

 

229

168

 

159

 

324-339

 

229

178-194

 

178

 

351

 

229

219

 

178

 

377

 

254

 

 

 

 

 

 

 

 

141

Ддина комплекта' УБТ, состоящего из труб одного диаметра:

10 = (1,2-1,25) ~ ,

(4.46)

gqo

 

где Q - нагрузка на долото, Н; qo - масса

1 м УБТ в растворе,

кг/м.

Общий вес комплекта УБТ, состоящего из труб разных диамет-

ров, должен быть Qlll+q2l2+ ...+lnqn= (1,2-1,25).9... Если Q>PIiP g

<4.1), на сжатом участке УБТ рекомендуется устанавливать про­ межуточные опоры профильного сечения (см. гл. 2).

Резьбовые соединения УБТ должны быть свинчены с момента-

31и, приведенными в гл. 5.

Наиболее

опасные напряжения

дЛЯ

УБТ -

знакопеременные изгибающие

напряжения, определяемые

по формулам (4.32)

и (4.34),

или, выразив R=573/ao, где ао -

ин­

теНСIIВНОСТЬ искривления на 10м, получим условие прочности дЛЯ

УБТ

 

 

 

 

 

 

 

 

'1:2 Elf

(О'_I)Д

 

Elao

-<

(О'_I)Д

 

 

2 L2 W

-<

1,5

и

573 W

1,5

(4.47)

Так

как

W (0'-1) д представляет собой предельный изгибающий

момент при натурных испытаниях, то условия прочности могут быть

записаны в виде

л;2 Е I f

-<

Мпред

(4.48)

2 L2

---т,5

и

 

 

 

Е I ао -< Мпред

(4.49)

573

 

1,5

Испытания по определению Мпред проведены во ВНИИБТ.

Расчет напряжений в УБТ следует проводить в качестве конт­ рольного при бурении на искривленных участках или с большой ча­

стотой вращения. Из (4.48) и (4.49) при известном Мцред опреде­

;Ляются (ао)тах, fmax и !'mln.

Методика расчета бурильных труб

р а [с че т п р Iи б уIP е н и и . з а б о й н ы м и Д в и г а т е л я м и

В процессе расчета определяются либо напряжения в трубах,

либо длины секций по допускаемым нагрузкам.

Одноразмерная колонна для вертикальной скважины. Допуска­ емая глубина спуска односекционной колонны (в м)

Q~I)-I,15g(Qт+G)(I- ~Ж)-РпFп

/1 =

(4.50)

 

1,15 ql g (1 _ "; )

Q~I) = О'т Р1

= ~ ,

n

n

148

где Q~')- допускаемая растягивающая нагрузка на трубы; Н; Рп-'"

перепад

давления

в забойном

двигателе и долоте, Па; Q, - пре­

дельная

нагрузка на трубу, Н;

Р, - площадь поперечного сечения

трубы, м2 ; QT+G -

масса УБТ и забойного двигателя, кг.

Общая длина колонны 1= 10+1, (10 - длина УБТ и забойного дви-

гателя).

 

.

Для одноразмерной многосекционной колонны, составленной из труб разных толщин и групп прочности, длина первой (нижней)

секции (в м)

Q~') -

1,15 g (QT + О) (1 - У;)- Рпрп

11 =

(4.51)

 

1, 15 ql g (1 - У;)

Длина второй секции (в м)

J =

 

Q(2)

_

Q(l)

(4.52)

----~p~~~p~~--

z

 

1,15q~g(l- ~ж)

 

 

Длина n-й

секции (в м)

 

 

 

Q(n) _

Q(n-')

 

"3 =

-----'р'-----.,--=--р-----.,,............

(4,F)'Ч

 

 

1,15 qn g

(1 - У;)

 

где q"

Q2, ... ,qn -

масса 1 м труб

каждой секции, кг/м; Q~, Q~ ,...,

-Q~

-

допускаемые растягивающие нагрузки для труб каждой сек­

ции, Н/М.

двухразмерная многосетщионная колонна, состоящая в верхней

части из труб большого диаметра. Длины секций 1 (нижней) сту­ пени двухразмерной колонны определяют по формулам (4.51)-

{4.53).

Длины секций 11 (верхней) ступени определяют (В м) из выра­

жений

(m+l) _

Q(m) _ р

р'

 

Qр

р

п п

(4.54)

1

 

~ж)

. m+' = 1,15 Qm+' g (1 _

 

Q(m+2) _ Q(m+')

(4.55)

149

Напряжения в бурильной колонне для вертикальной скважины

рассчитывают по формулам (4.16), (4.25), (4.32), (4.33).

Для колонны в наклонно-направленной скважине напряжение в

каждой секции определяют по двум расчетным схемам.

1. Секция находится под действием как веса расположенной

ниже части колонны, так и сил сопротивления ее движению на

искривленных и наклонных участках.

2. Секция находится только под действием веса расположенной

НJIже части колонны (предполагается, что скважина вертикальная) _,

Расчет при бурении роторным способом

Расчет производят на статическую прочность и выносливость. Для вертикальных скважин на выносливость рассчитывают

нижние секции колонны, расположенные над УБТ на длине ----20о.м.

Переменные и постоянные напряжения изгиба определяют по формулам (4.32), (4.33) для сечения z=O, а коэффициент запаса прочности - по формуле (4.43).

Для наклонно-направленных скважин расчет на выносливость

проводят для всех труб, расположенных ниже начала искривления.

Для нижней секции (z=O) напряжения определяют по формулам

(4.32)- (4.34), а коэффициент' запаса -

по

формулам

(4.43) и

(4.44). Для остальных секций напряжения определяют

по (4.20)

при !!=О и (4.34), а коэффициент запаса -

по (4.44).

 

В местах искривления ствола скважины

фактический коэффи­

циент запаса определяют по формуле (4.48), переменные напряже­ ния - по формуле (4.34), а постоянные О'р- по (4.16) и (4.20).

Расчет на статическую прочность ведется на совместное дейст­

вие нормальных и касательных напряжений.

Однораз,мерная колонна для вертикальной скважины. Подобран­

ные трубы нижней секции рассчитывают на наружное давление (не

менее 25 МПа). Длины (в м) одноразмерной многОсекционной ко­

лонны из условия статической прочности

 

Q~I) _ 1,15QT (1-

'Уж) - рпFп

 

/l=--------------

 

 

~~'Y~·~------

(4.56}

 

1,15 ql g (1 -

'У'У

)

 

 

 

 

 

ж

 

 

/2 =

Q~2)

_

Q~I)

 

 

 

"-----

,---"----

и

т. Д.;

(4.57)

 

1,15 q2 g

(1 - 'Y;J

 

 

 

Q~I) =

Ql!1,04 n;

Q~2) =

Q2/1,04 пит. Д.,

 

где Ql, Q2 - предельные нагрузки для труб, Н.

Двухразмерная многосекционная колонна, состоящая 8 верхней части из труб большого диаметра. длины секцwй первой (нижней)

158

Смотрите также:

+++P-5-2014_мед ПК и ПО подростков
12. Dignity
1284
14.Сердечно-сосудистая система
156
1949
2489
273
3796
ats_ShPORY