Обоснование выбора конструкции призабойного участка скважины. Проектирование конструкции скважины, страница 35

Избыточное внутреннее давление при испытании эксплуатационной колонны на герметичность методом опрессовки определяем по формуле:

;                                                                (82)

Следовательно, избыточное внутреннее давление при испытании на герметичность:

при м

 МПа;

при м

 МПа;

при м

 МПа;

при м

 МПа;

при м

 МПа;

при м

 МПа;

при м

 МПа;

при м

 МПа.

Строим эпюру АВСDEFGH (рис.25).

Рис. 22. Эпюра внутренних давлений

  

Рис. 23. Эпюры наружных давлений

  

Рис. 24. Эпюры избыточных наружных давлений

  

Рис. 25. Эпюра избыточных внутренних давлений

9.5. Расчет эксплуатационной колонны на прочность

Действующие нагрузки определяют в соответствии с “Инструкцией по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин”, при этом расчет колонн производят при следующих запасах прочности (если другие запасы прочности не определены согласованными с поставщиками техническими условиями на применение труб):

- на избыточное наружное давление (на сминающее давление) в зоне эксплуатационного объекта в зависимости от устойчивости коллектора от 1.125 до 1.25;

- на избыточное наружное давление для остальной части колонны 1.125;

- на избыточное внутреннее давление (на давление, соответствующее пределу текучести материала трубы) 1.1;

 - на растягивающую нагрузку для резьбового соединения (на разрушающую нагрузку) 1.75;

- на растягивающую нагрузку по телу трубы (на нагрузку, соответствующую пределу текучести) 1.25.

Расчет избыточных наружных давлений производим по обобщенным значениям п. 9.3 на момент окончания цементирования, при газопроявлении и для стадии освоения (эпюра АВ′′С′′D′′′E′F′G′H′ (рис.24)), а расчет избыточных внутренних давлений по значениям полученным в п. 9.4 для процесса испытания колонны на герметичность методом опресовки (эпюра АВСDEFGH (рис.25)).

Подбор труб для первой секции в интервале объектов испытания, т.е.  5800-6500 м, производим по избыточным наружным давлениям, с последующей корректировкой на внутреннее избыточное давление.

Наименьшее сминающее давление при избыточных наружных давлений, с учетом запаса прочности:

;                                                                                               (83)

где

- коэффициент запаса прочности.

Для первой секции, на глубине 6500 м, при  МПа, :

 МПа.

Этому давлению соответствуют трубы группы прочности  С-75 (по стандартам АНИ) с толщиной стенки 9.19 мм, для которых наименьшее сминающее давление составляет 68.9 МПа, а внутреннее давление, при которых напряжения в теле трубы достигают предела текучести, 65.5 МПа. Растягивающее усилие при которых напряжения в теле трубы достигают предела текучести равно 1765 кН.

.                                                                                                 (84)

В рассматриваемом интервале:  МПа, , что допустимо, т.к .

Первая секция  располагается в зоне объектов испытания и имеет длину  равную интервалу 5800-6500 м, т.е. 700 м.

Вес секции определяется по формуле:

;                                                                                                            (85)

где

- теоретический вес 1 м колонны, кН;

- длина секции, м.

Теоретический вес 1 м колонны первой секции, составленной из труб диаметра 127 мм, толщиной стенки 9.19 мм, с резьбовым соединением “Buttress” при уменьшенном диаметре муфт, изготовляемых по стандарту АНИ, составляет  0.262 кН. Наименьшие разрушающие нагрузки для используемого соединения “Buttress” с резьбой трапецеидального профиля равны 2010 кН.

Вес первой секции , при кН:

 кН.

Наружное избыточное давление на глубине 5800 м составляет 38.76 МПа, а избыточное внутреннее 40.51 МПа, поэтому расчет будет вестись по избыточному внутреннему давлению.

На глубине 5800 м, при  МПа, :

 МПа.