Строительство куста эксплуатационных скважин на сеноманские отложения на Заполярном ГКМ, страница 36

          на глубине  z=1290 м:

Р_ни=Р_пл=12,9 МПа.

          Рассчитаем внутренние давления.

а) В период испытания колонны (устье закрыто):

          на глубине  z=0:

Р_ву==

=12,9×expМПа.  

на глубине z=1290 м:

Р_в=Р_пл=12,9 МПа.

б) Давление опрессовки на устье при испытании колонны на герм. без пакера:

Р_оп³1,1×Р_у=1,1×11,74³12,91 МПа.

Рассчитаем избыточные внутренние давления.

При испытании колонны на герметичность без пакера:

          на глубине  z=0:

Р_ви=Р_оп=12,91 МПа;

          на глубине  z=1290 м:

Р_ви=Р_оп+(r_оп-r_ж)gН=12,91+(1000-1100)9,8×1290×10^-6=11,65 МПа.

Эпюра избыточных давлений, действующих на

эксплуатационную колонну диаметром 168 мм

Рис. 3  Эпюра избыточных давлений

Для первой секции эксплуатационной колонны выбираем трубы, для которых: 

Р_см=к_см×Р_ни , где Р_см – избыточное наружное давление, характеризующее сопротивляемость трубы смятию; к_см – коэффициент запаса прочности на смятие; с учетом накопленного опыта при креплении скважин на данном месторождении и в соответствии с [7] принимаем к_см=2,7, тогда:

Р_см=2,7×12,9=34,8 МПа.  

Это будут трубы группы прочности “Д” с толщиной стенки d=10,6 мм, для которых Р_см=Р_кр=35,4 МПа.

Определим прочность труб на разрыв:

Р_Б=Р_ви×к_вн , где Р_Б – избыточное внутреннее давление, при котором приведенное напряжение на внутренней поверхности трубы равно пределу текучести материала; к_вн – коэффициент запаса прочности на разрыв; с учетом накопленного опыта при креплении скважин на данном месторождении и в соответствии с инструкцией принимаем к_вн=3,5, тогда:

Р_Б=3,5×11,65=40,8 МПа,  а по инструкции данные трубы имеют Р_Б=41,9 МПа, т.е. трубы выбраны верно.           

          Допустимая длина 1-й секции:

L₁=[Р_раст]/q , где q=0,415 кН – вес 1 м трубы; [Р_раст]=1588 кН – допустимая растягивающая нагрузка для данных труб;

L₁=1588/0,415=3826 м.

          Т.к. ММП залегают в интервале 0-500 м, то, во избежание смятия колонны, определяем интервал спуска 1-й секции труб группы прочности “Д” 1488-500 м, значит длина секции l₁=988м.  

Вес 1-й секции:

G₁=q×l₁=0,415×988=410 кН.

          Расчет 2-й секции труб, спускаемых в зону ММП

          Допустимое наружное давление смятия:

Р_см=к_см(Р_р+Р_тек) , где к_см=1,1; Р_р=25 МПа – величина давления разрыва ММП; Р_тек=24,6 МПа – предел текучести для выбранной ранее колонны (кондуктора) диаметром 245 мм, группы прочности “Д” с толщиной стенки 8,9 мм. Тогда:

Р_см=1,1×(25+24,6)=54,6 МПа.

Этому наружному давлению соответствуют трубы группы прочности “М” с толщиной стенки 10,6 мм, для которых Р_см=59,3 МПа, Р_Б=83,5 МПа. Тогда коэффициент запаса на наружное давление составит:

К_см=59,3/54,6=1,09.

          Допустимая длина 2-й секции:

L₂=[Р_раст]/q=2304/0,415=5551 м.

          Тогда интервал спуска 2-й секции 500-0 м, т.е. l₂=500м.

          Вес 2-й секции труб составит:

G₂=q×l₂=0,415×500=208 кН.

          Итого, общий вес эксплуатационной колонны составит:

G=G₁+G₂=410+208=618 кН.

          Проверим колонну на растяжение.

          Допустимая растягивающая нагрузка [Р_раст]=2304 кН для обсадных труб ОТТГ по ГОСТ 632-80 с нормальным диаметром муфт исполнения А, с учетом запаса прочности для резьбового соединения 1,75 от разрушающей нагрузки Р_разр. Значит Р_разр=1,75×2304=4032 кН.

          Запас прочности на растяжение по гладкому телу труб при Р_т=3980 кН – растягивающей нагрузке, при которой напряжения в теле труб по ГОСТ 632-80 достигают предела текучести:

к=3980/618=6,4 (к=1,3), что допустимо.

Результаты расчета

Табл. 9.4

Инт-ал спуска, м	Длина секции, м	Тип резьб. соед.	Диа- метр, мм	Марка стали	Толщ. стенки, мм	Вес, кН
						1 п.м.	нарас- тающ.
1488 – 500	988	ОТТГ	168	Д	10,6	0,415	410
500 – 0	500	ОТТГ	168	М	10,6	0,415	618