Проектирование конструкции скважины Талаканского месторождения (ОАО ННГК «Саханефтегаз»), страница 20

Допустимое время загустевания цементного раствора:

T_схв=1,25×T_ц=1,25×70,25=88 мин = 1ч. 28 мин.

8.3. Расчет конструкции эксплуатационной колонны.

8.3.1. Обоснование выбора расчетных нагрузок.

Рассчитаем избыточные наружные давления

а) По моменту окончания продавки тампонажного раствора за колонну:

·  у устья z_с=0

      Р_ни=0 МПа;

·  при z_с=1078 м

           Р_ни=,

           Р_ни= МПа;

б) При вводе скважины в эксплуатацию:

·  у устья z_с=0

      Р_ни=0 МПа;

·  при z_с=1078 м

      Р_ни= Р_пл - r_нgz=9,9×10⁶ - 875×9,81×1078 = 0,65 МПа;

Рассчитаем избыточные внутренние давления          

Давление опрессовки на устье при испытании колонны на герметичность без пакера:

Р_ви = Р_в – Р_н, где

Р_в =1,1 Р_ву +rgz при Р_ву > Р_оп, или

Р_в = Р_оп + rgz при Р_ву < Р_оп.

Согласно таблице 9.4 [6] Р_оп= 11,5 МПа,

Р_ву = Р_пл - r_нgz=9,9×10⁶ - 875×9,81×1078 = 0,65 МПа;

Так как Р_ву < Р_оп, а в качестве опрессовочной жидкости используется вода, то в нашем случае внутреннее давление определяется из выражения

 Р_в = Р_оп + rgh = 11,5×10⁶ + 1000×9,81×1078 = 22,08 МПа.

Наружное давление Р_н при   

·   у устья z_с=0, Р_н=0 МПа;

Р_ви = Р_оп = 11,5 МПа;

·  при z_с=1078 м, Р_н= Р_пл =9,9 МПа, после ОЗЦ:

          Р_н= 1100×9,81×1078 = 11,6 МПа;

          Р_ви = 22,08 – 9,9 = 12,18 МПа.

8.3.2. Построение эпюр избыточных давлений.

8.4. Расчет конструкции эксплуатационной колонны и усилия натяжения ее при подвеске в колонной головке.

a) При расчете мы руководствуемся максимальными внутренним и наружным давлениями:

P_нmax=4,29 МПа; Р_вmax=12,18 МПа.

б) Выбираем коэффициент запаса прочности, для колонны находящейся вне зоны  эксплуатационного объектаК_см =1,1.

в) Условие прочности колонны на смятие:

Р_ин=Р_см/К_см Þ Р_см=К_см×Р_ин=1,1×4,29=4,72 МПа

На базе в наличии трубы ОТТМ/Б, условию недопущения смятия удовлетворяют трубы с наименьшей толщиной стенки d=7,3 мм и группой прочности «Д» (таблица 9.6, [6]) Р`_кр=16,4 > 4,72.

г) Условие прочности колонны на разрыв:

Р_ив=Р_Б/К_вн, для труб диаметром 219 мм и менее принимают К_вн=1,15 Þ Р_Б=К_вн×Р_ив= 1,15×12,18=14,0 МПа;

по формуле Барлоу находим прочностную характеристику на разрыв:

Р`_Б=0,875×2ds_т/d_н= 0,875×2×7,3×373/168,3=28,3 МПа;

Р`_Б> Р_Б - условие прочности на разрыв выполняется.

д) Допустимая длина секции:

L₁=[Р_раст]/q , где q=0,294 кН – вес 1 м трубы (таблица 9.14, [6]); [Р_раст]=1157 кН – допустимая растягивающая нагрузка для данных труб (таблица 9.11, [6]).

Вес колонны длиной 1170:

G₁=q×l₁=0,294×1170=344 кН.

Так как допустимая растягивающая нагрузка превосходит вес колонны обсадных труб, то выбранные трубы отвечают прочностным требованиям.

Результаты расчета

Таблица 8.4

Интервал спуска, м	Тип резьб. соед.	Диа- метр, мм	Марка стали	Толщ. стенки мм	Вес 1 п.м., кН
0 – 1170	ОТТМ/Б	168	Д	7,3	0,294

8.5. Обоснование выбора состава технологической оснастки и размещения ее на обсадной колонне.

До начала спуска обсадных колонн на буровую завозятся проверенные и испытанные элементы технологической оснастки, чтобы создать условия для повышения качества цементирования и облегчения спуска колонны в скважину. К ним относятся: колонные башмаки, обратные клапаны, муфты ступенчатого цементирования, пакерующие устройства, центрирующие фонари, продавочные пробки, скребки, турбулизаторы и прочее.

Башмак БК-168 ОСТ-39-011-74 с бетонной насадкой предназначен для оборудования низа обсадной колонны с целью направления ее по стволу скважины и защиты от повреждений при спуске. Колонным башмаком оборудуется первая труба обсадной колонны.