Проектирование конструкции скважины Талаканского месторождения (ОАО ННГК «Саханефтегаз»), страница 13

,                                                                            (5.9)

где l_i – длина i-той секции УБТ, м; l₀ – длина компоновки для борьбы с искривлением. При l₀= 0 число опор составит

, то есть предусматривается 5 опор.

5.2.2. Расчет конструкции бурильных труб.

Определим допускаемую глубину спуска колонны и труб с одинаковой толщиной стенки и одной группой прочности материала:

,                                   (5.10)

где Q_Р – допускаемая растягивающая нагрузка для труб нижней секции, МН,

;                                                                        (5.11)

s_Т – предел текучести материала труб, для материала труб группы прочности Д s_Т = 373 МПа; F_ТР – площадь сечения труб, F_ТР =18,0×10^-4 м² (таблица 8.20 [6]); n = 1,3 – коэф-т запаса прочности; Q_ПР – предельная нагрузка, МН; k = 1,15 – коэффициент; G – вес забойного двигателя, МН; P_Т – перепад давления в турбобуре, МПа; q_БТ – вес 1 м бурильных труб, q_БТ = 156×10^-6 МН; F_К – площадь сечения канала труб, F_К =44,2×10^-4 м² (таблица 8.20 [6]).

 МН

 м.

Общая длина колонны труб в вертикальном участке может составить:

 м

Так как длина вертикального участка h₀ = 887 < L, то выбранные трубы отвечают прочностным требованиям.

7. Гидравлический расчет [10].

Определим критическую плотность промывочной жидкости, при которой может произойти гидроразрыв рассматриваемого горизонта, по формуле

 ,                                        (7.1)

где P_Г – давление гидроразрыва пласта, Па; S(DP_КП) – потери давления при движении промывочной жидкости в затрубном пространстве на пути от подошвы рассматриваемого пласта до устья скважины, Па; L_П – глубина залегания подошвы рассматриваемого пласта от устья, м; j – содержание жидкости в шламожидкостном потоке.

,                         (7.2)

то есть содержание шлама в потоке (1-j) = 0, так как скорость v_м мала.

Для определения величины S(DP_КП) найдем линейные и местные потери давления в затрубном пространстве до проектной глубины скважины. Рассчитаем критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Re_КР, при котором происходит переход ламинарного режима в турбулентный, по формуле для течения в кольцевом канале:

,                                         (7.3)

где h – пластическая (динамическая) вязкость промывочной жидкости, h = 0,03 Па×с; t₀ – динамическое напряжение сдвига, t₀ = 2 Па.

За ТБПВ-89 на вертикальном участке и участке набора кривизны:

;

за УБТС2-120:

;

за ТБПВ-89 на горизонтальном участке:

.

Определим критический расход, при котором происходит переход от ламинарного режима к турбулентному в кольцевом пространстве на горизонтальном участке:

 м³/с.     (7.4)

Примем Q = 0,022 м³/с для обеспечения турбулентного режима течения. 

Рассчитаем действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве по формуле:

.                                                                      (7.5)

За ТБПВ-89 на вертикальном участке и участке набора кривизны:

;

за УБТС2-120:

;

за ТБПВ-89 на горизонтальном участке:

.

Так как полученные значения Re_КП  > Re_КР, то движение жидкости везде в кольцевом канале происходит при турбулентном режиме течения, и следовательно потери давления определяются по формуле Дарси-Вейсбаха, которая для кольцевого пространства имеет вид

,                                                                   (7.6)

где l– длина участка затрубного пространства с одинаковыми d_Н и d_С, м; l_КП – коэффициент гидравлического сопротивления трению в кольцевом пространстве. 

Определим коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом пространстве по формуле:

.                                                         (7.7)

Шероховатость К примем для стенок трубного и обсаженных участков затрубного пространства равной 3×10^-4 м, а для необсаженных участков затрубного пространства – 3×10^-3 м.