Расчет и подбор максимальной глубины спуска НКТ при фонтанно-компрессорной эксплуатации скважин

3 Расчет и подбор максимальной глубины спуска нкт при фонтанно-компрессорной эксплуатации скважин

Исходя из условий прочности насосно-компрессорных труб на разрыв в опасном сечении, на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении и на внутреннее давление, определить максимальную глубину спуска ступенчатой колонны гладких насосно–компрессорных труб для фонтанирующей скважины. Возбуждение скважины намечается осуществить методом постепенного уменьшения удельного веса жидкости. Колонна должна состоять из d_нкт1, d_нкт2 мм труб.

Данные необходимые для решения задачи: σтек = 379МПа; d_н102 = 101,6 мм; D_н73 = 73,0 мм; Pст73 =323 кН; Pст102 = 440 кН; δ102 = 6,5 мм;  δ73 =5,5 мм; q₁₀₂ = 152 Н/м; q₇₃ = 92 Н/м.

Решение

При расчете пренебрегаем потерей веса колонны труб в жидкости, т.к. уровень жидкости в межтрубном пространстве во время работы скважины может быть оттеснен до башмака колонны труб или находиться недалеко от него.

Растягивающая нагрузка, вызывающие напряжения в опасном сечении, равны пределу текучести материала, определим по формуле:

,

где d₁-диаметр трубы по впадине нарезки в корне первого витка;

       d₂-внутренний диаметр трубы;

        σ_т-предел текучести (σ_т=491 МПа для группы прочности К).

Gст102 = 600 кН;

Gст73 = 219,2 кН.

Длину первой секции свободно подвешенной колонны по условию прочности на разрыв определяют по формуле:

где     а – коэффициент запаса прочности, равный 1,5.

Длину второй секции колонны по условию прочности на разрыв определяют по формуле:

Максимальная длина спуска составит:

Длину первой секции свободно подвешенной колонны определяют по формуле:

где     n – коэффициент запаса прочности, равный 1,3.

Длину второй секции колонны определяют по формуле:

 

Максимальная длина спуска составит:

Допустимое внутреннее давление определяют по формуле Барлоу:

,

где     δ – толщина стенки трубы, мм;

d_н – наружный диаметр трубы, мм;

а – запас прочности, а = 2.

Н;

Н.

При найденных по расчету предельных глубинах спуска насосно–компрессорных труб они будут испытывать следующее внутреннее давление:

,

где     l_i– глубина спуска соответствующей колонны.

Условие допустимости применения НКТ на внутреннее давление:

Р £ [Р].

;

.

Вывод: Исходя из проведеных расчетов максимальная глубина спуска ступенчатой колонны гладких насосно-компрессорных труб из условия на разрыв в опасном сечение составила L=3259 м, максимальная глубина спуска ступенчатой колонны гладких насосо-компрессорных труб из условия на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении составила L=3293 м и условие прочности на внутренее давление выполняется. Применеие  гладких насосно-компрессорных труб группы прочности К при фонтанном методе эксплуатации скважины допустимо.