Обоснование выбора конструкции призабойного участка скважины. Проектирование конструкции скважины, страница 4

Во всех случаях при выборе диаметра эксплуатационной колонны нужно стремиться к тому, чтобы стоимость строительства скважины была наименьшей при условии, конечно, задач поставленных перед нею.

Часто в глубоких скважинах используют комбинированные обсадные колонны; верхний участок такой колонны составляют из труб большего диаметра, чем нижний. Комбинирование позволяет уменьшить гидравлические сопротивлиния, которые возникают при промывке скважины в период бурения ствола под последующую колонну; использовать в обсадной колонне менее дефицитные трубы с меньшим пределом текучести, чем это необходимо для спуска колонны неизменного диаметра; увеличить пропускную способность лифта и разместить более высокопроизводительное оборудование в верхней части эксплуатационной колонны в период эксплуатации скважины.

Комбинированными могут быть как эксплуатационные, так промежуточные обсадные колонны. 

При расчете диаметров руководствуются нормами ГОСТ 632-80 на обсадные трубы (19 типоразмеров от 114.3 до 508.0 мм) и ГОСТ 20692-80 на шарошечные долота (39 типоразмеров), а также сведениями о номенклатуре долот выпускаемых отечественной промышленностью и зарубежными фирмами.

Диаметр долота для бурения под обсадную колонну определяется по ее габаритному наружному размеру (наружный диаметр соединительной муфты) с таким расчетом, чтобы обсадная колонна свободно проходила по стволу скважины с регламентированным радиальным зазором ().

Величина зазора  выбирается с учетом жесткости колонны, глубины спуска ее в открытый ствол скважины, искривленности ствола, устойчивости стенок скважины, размеров, конструкции и числа элементов специального оборудования, надеваемого на обсадную колонну для повышения качества разобщения проницаемых пластов, а также общего числа спускаемых в данную скважину колонн. Так обычно в вертикальных скважинах при спуске колонн диаметром от 114.3 до 127.0 мм принимают  мм, колонн диаметром от 139.7 до 146.1 мм -  мм, колонн диаметром от 168.3 до 244.5 мм -  мм, колонн диаметром от 273.1 до 298.5 мм - мм, а колонн большего диаметра - мм. Чем больше диаметр и, следовательно, жесткость колонны, тем больше зазор.

Расчетный диаметр долота определяется по формуле

    ;                                                                                         (14)

где

 - диаметр скважины (его принимают обычно равным диаметру долот, которыми пробуривали данный участок), м;

- наибольший наружный диаметр колонны (обычно это диаметр муфты, соединяющей две смежные трубы колонны), м;

 - радиальный зазор между стенкой скважины и выступающим наружу элементом колонны (например, муфтой), достаточный для ее свободного спуска, м.

Затем по расчетному диаметру находится ближайший нормализованный диаметр из типоразмеров ГОСТ 20692-80, больший  значения, полученного по формуле (14).

Ствол скважины, как известно, имеет переменное по длине сечение: с глубиной диаметр его уменьшается. Для того, чтобы можно было пробурить участок ствола под последующую колонну, диаметр долота для бурения этого участка должен быть меньше наименьшего внутреннего диаметра предыдущей обсадной колонны:

 ;                                                                                       (15)

где

- диаметр долота для бурения под последующую колонну, м;

- наименьший внутренний диаметр предыдущей колонны, м;

- необходимый радиальный зазор для свободного прохода долота через предыдущую обсадную колонну , м.

Величину зазора  выбирают с учетом возможного неблагоприятного сочетания овальности труб предыдущей обсадной колонны, допусков на диаметр этих труб и на диаметр и на диаметр долот для бурения под последующую колонну. Обычно  = 5-15 мм; больший зазор принимают для долот большего диаметра.

Обычно диаметр скважины примерно равен диаметру долота . Наибольший наружный диаметр последующей обсадной колонны всегда должен быть меньше наименьшего внутреннего диаметра предыдущей колонны, а разность этих диаметров не должна быть меньше .