Анализ условий бурения

      Коэффициент запаса прочности  на смятие в интервале продуктивного пласта принимается в пределах К_З = 1,0-1,3 в зависимости от устойчивости коллектора. Примем К_З = 1,2. Тогда критическое давление обсадных труб, пригодных для комплектования нижней секции в интервале 3250-3400 м, должно быть Р_КР >1,2 34,6 =41,5 МПа. Этому

давлению  соответствуют трубы  из стали группы прочности  Д с толщиной стенки 10,7 мм, Р_КР = 43,7 МПа, внутреннее избыточное давление Р_В.И. = 48,6 МПа. Оно значительно превышает фактическое внутреннее избыточное давление Р_В.И. = 20,6 МПа. 

      Длина 1-й секции l₁ = 3400 - 3250= 150 м.

      Вес 1 секции Р₁ = 0,360 150 = 54 кН.

      На  отметке 3250 м выше 1-й  секции Р_Н.И = 34,3 МПа.

      При коэффициенте запаса К_З =1 для второй секции выбираем трубы Р_КР > 34,3 МПа. Этому давлению соответствуют трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,5 мм, Р_КР = 37,1 МПа, Р_В = 43,1 МПа.

      Скорректированное критическое давление для труб 2-й секции

,

где Р_2Т = 1548 кН. 

      Так как 36,7 МПа > 34,4 МПа, трубы из стали  группы, прочности  Д с толщиной стенки 9,5 мм подходят для 2-й  секции.

      Для 3-й секции принимаем  трубы из стали  группы прочности Д с толщиной стенки 8,5 мм, Р_КР = 31,4 МПа, Р_В = 38,6 МПа. Эти трубы в соответствии с эпюрой наружного избыточного давления можно применять выше отметки 2250 м.

      Длина 2-й секции l₂ = 3250 - 2250 = 1000 м.

      Вес 2-й секции Р₂ = 0,323 1000 = 323 кН.

      Суммарный вес двух секций P_1-2: = 54 + 323 = 377 кН,

      Скорректированное критическое давление смятия для труб 3-й  секции:

      

,

где Р_3Т = 1392 кН. 

      Скорректированная глубина спуска 3-й  секции по эпюре:

      

      Скорректированная длина 2-й секции:

      Вес 2-й секции Р₂ = 0,323 1180 = 381,1 кН.

      Суммарный вес двух секций Р_1-2 = 54 + 381,1 =435,1 кН.

      Для 4-й секции принимаем  трубы из стали  группы прочности  Д с толщиной стенки 7,7мм,Р_КР = 26,7МПа, Р_ВН = 35,0МПа, Р_СТР = 794кН.

      Секцию 4 можно использовать выше отметки h₄ = 1900 м.

      Длина 3-й секции l₃ = 2070- 1900 = 170 м.

      Вес 3-й секции Р₃= 0,292 170= 49,6 кН.

      Суммарный вес трех секций Р_1-3 = 435,1 +49,6 = 484,7 кН.

      Скорректированное критическое давление смятия для труб 4-й секции:

       

где Р_4Т = 1274 кН.

      Скорректированная глубина спуска 4-й  секции:

      Скорректированная длина 3-й секции:

      Вес 3-й секции Р₃ = 0,292 370 = 108,0 кН.

      Суммарный вес трех секций Р_1-3 = 435,1 + 108,0 = 543,1 кН.

      Страгивающая  нагрузка для труб 4-й  секции Р_СТР = 823 кН, допустимая нагрузка растяжения:

       

       Трубы из стали группы прочности  Д с толщиной стенки 7,7 мм пригодны для комплектования 4-й секции. 

      Для 5-й секции примем трубы из стали Д с толщиной стенки 7 мм, Р_КР = 22,4 МПа,Р_ВН = 31,8 МПа.

      В соответствии с эпюрой наружного избыточного  давления 5-я секция может быть спущена на глубину.

       

      Длина 4-й секции l₄ = 1700 - 1600 = 100 м.

      Вес 4-й секции Р₄ = 0,245 100 = 24,5 кН.

      Суммарный вес четырех секций Р_1-4 = 543,1 + 24,5 = 567,6 кН.

      Скорректированное критическое давление смятия для труб 5-й  секции:

       

где Р_5Т= 1156 кН.

      Скорректированная глубина спуска 5-й  секции:

       

      Скорректированная длина 4-й секции:

      Скорректированный вес 4-й секции Р'₄ = 0,245 330 = 80,9 кН.

      Суммарный вес четырех секций Р_1-4 = 543,1 +80,9 = 624,0 кН.

      Для труб 4-й секции из стали группы прочности  Д с толщиной стенки 7,7 мм допускаемая нагрузка растяжения [Р₄] = 823/1,3 = 633,0 кН, для труб 5-й секции из стали группы прочности Д с толщиной стенки 7,0 мм допускаемая нагрузка растяжения [Р₅] = 73 5/1,3 = 565,4 кН.

      На  основании сопоставления  допустимой нагрузки с весом четырех секций Р_1-4 = 624,0 кН можно установить, что трубы 5-й секции не пригодны для использования, кроме того, начиная с 4-й секции расчет колонны надо вести по нагрузке растяжения.

      Скорректированная длина 4-й секции:

      Вес 4-й секции Р₄ = 0,267 337 = 90 кН.

      Суммарный вес четырех секций Р_1-4 = 543,1 + 90 = 633,1 кН.

      Для 5-й секции трубы  из стали Д с 8,5-мм толщиной стенки Р_СТР5 < = 931 кН, [Р₅] =931/1,3 = 716,1 кН.

      Длина 5-й секции l₅ = (716,1 - 633,1)/0,292 = 284 м.

      Вес 5-й секции Р_1-5 = 0,292 284 = 82,9 кН.

      Суммарный вес пяти секций Р_1-5 = 633,1 + 82,9 =716,0 кН.

      Для 6-й секции трубы  из стали Д с 9,5-мм толщиной стенки Р_СТР6= 1059 кН, [Р₆]= 1059/1,3 = 814,6кН.

      Длина 6-й секции:

       

      Суммарная длина шести секций:

      Вес 6-й секции Р₆ = 0,323 × 305 = 98.5 кН.

      Суммарный вес шести секций Р_1-6 = 716,0 + 98,5 = 814,5 кН.

      Для 7-й секции трубы  из стали Д с 10,7-мм толщиной стенки Р_{стр 7} = 1216 кН (см. табл. 9.9), [Р₇] = 1216/1,3 = 935,3 кН.

      Длина 7-й секции l₇ = (935,3 - 814,5)/0,360 = 330 м.

      Вес 7-й секции Р₇ = 0,360×330 = 118,8кН.

      Суммарный вес семи секций Р_1-7 = 814,5 + 118,8 = 933,3 кН.

      Суммарная длина семи секций l_1-7 = 2626 + 330 = 2956 м.

      Для 8-й секции трубы  из стали К исполнения Б с толщиной стенки 10,7 мм Р_стр8 = 1569 кН (см. табл. 9.9),[Р₈]= 1569/1,3 = 1206,9 кН.

      Длина 8-й секции l₈ = (1206,9 - 933,З)/О,36О= 760 м.

      Скорректированная длина 8-й секции:

l¢₈ = 3400-2956 = 444 м.

      Вес 8-й секции P₈ = 0,360×444 = 159,8 кН.

      Суммарный вес восьми секций Р_1-8 = 933,3+ 159,8 = 1093,1 кН.

Конструкция колонны приведена в таблице 6. 

Талица 6 - Конструкция эксплуатационной колонны диаметром 146,1 мм из труб по ГОСТ 632-80 с удлиненной треугольной резьбой по данным расчета.

 
 

      Лабораторная работа №6. - Расчет вторичных параметров бурения. 

      Расчет  крутящего момента:

      

,

где N_Б - суммарная мощность на бурении;

    w - угловая скорость.

    

,

где N_д - мощность на долоте (на забое);

    N_ВХР - мощность на холостом вращении.

    

,кВт

где y_N - коэффициент равный 5,14 10^-2;

с - коэффициент сопротивления  горной породы (для  М - 7,8; С - 6,9; Т - 5,5.);

    n - частота вращения, об/мин;

    D_д - диаметр долота, м;

    Р_ОС - осевое усилие, кН.

    

,

где L - глубина скважины (интервал), м;

    D_СБТ - диаметр бурильных труб;

    n - частота вращения, об/мин;

    D_д - диаметр долота, м;

    r_Ж - плотность бурового раствора, кг/м³;

    g – ускорение свободного падения, м²/с.

    

,

    

кг/м³

где Р_ПЛ - пластовое давление;

    Н - глубина скважины;

    g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения.

    

 

    Для бурения под направление:

    

рад/сек

    

    

    

    

    Для бурения под кондуктор:

    

рад/сек