1. Бурильная колонна. Основные элементы. Распределение нагрузки по длине бурильной колонны
| Вид материала | Документы |
- «Диссертационный совет», 290.36kb.
- С. М. Кирова Кафедра "Техническая механика" курсовойпроек т на тему: "Расчет поворотного, 848.17kb.
- П. 16. Работы по монтажу металлических конструкций, 96.26kb.
- Основные элементы и конструктивные схемы зданий, 194.1kb.
- Учет и планирование контингента студентов; формирование учебной нагрузки и списка учебных, 316.95kb.
- Государственный стандарт СССР гост 25628-90 "Колонны железобетонные для одноэтажных, 708.47kb.
- Кыргызско-турецкий университет «манас» силлабус, 133.57kb.
- Г. В. Плеханова Раздаточный материал к проектно-сценарному семинар, 1612.53kb.
- План работы мо учителей информатики моу лицея №23 на 2009 20010 уч год, 43.61kb.
- Нормальный закон распределения наработки до отказа классическое нормальное распределение, 68.45kb.
Тогда по формуле (4) определяют z0. Если при этом окажется, что г0 > Н, то давление определяют по формулам
(5)
Если по формуле (2) окажется, что z0 < Н, то тогда z0 надо вычислять по формуле (1). В случае, если при этом новом расчете zo> h, давление находят по формулам
(6)
Если при определении z0 по формуле (1) окажется, что z0 < h, то
(7)
3. Значение Н = L (полное опорожнение скважины). По формуле (1) вычисляют z0. Если окажется, что z0 < h, то давления вычисляют по формулам
(8)
Если при вычислении г0 окажется, что z0 > h, то
Рис.2После определения расчетных давлений необходимо построить эпюру этих давлений (рис. 2). При построении эпюры для глубин L, Н, h, z0 откладывают в горизонтальном направлении в принятом масштабе значения давлений pL, pH, ph', ph, pz<>
и полученные точки А, В, С, D, Е (соседние) соединяют между собой прямолинейными отрезками.
(9)
Для выравнивания эпюры из точки, соответствующей большему значению ph, необходимо провести вниз вертикальную линию до пересечения с лежащей ниже частью эпюры. Отрезок этой вертикали, начиная от точки пересечения и до уровня h, принимается за линию эпюры на этом участке.
Приведенные выше формулы получены для идеального случая крепления скважин. При выводе расчетных формул принимали, что обсадная колонна окружена упругими цементными оболочками и горными породами. Пластовое давление пористых, насыщенных жидкостью и газом горизонтов принимают равным гидростатическому давлению соответствующего столба воды. Поставленная задача о взаимодействии цементной оболочки и обсадной колонны решается с использованием формулы Ламе для определения радиальных деформаций трубы и цементной оболочки. Приравнивая радиальные перемещения точек контактной поверхности трубы и оболочки, находят коэффициент разгрузки цементного кольца.
В постановке и решении задач по расчету обсадных колонн на сопротивляемость смятию имеется ряд недостатков.
При бурении скважин в большинстве районов вскрывают горизонты с давлениями насыщающего их флюида, превышающими гидростатическое. Поэтому внешнее давление на колонну снизится до пластового, а не до гидростатического давления столбы воды. Кроме того, необходимо доказать применимость условий неразрывности контактной поверхности трубы и оболочки в условиях скважины. Экспериментальные работы по исследованию прочности обсадных труб, окруженных цементной оболочкой, показали, что жидкость из модели пласта проникала между поверхностью патрубка и цементного кольца. Следовательно, несмотря на цементное кольцо активное давление на колонну создавалось жидкостью. Исследованиями качества цементирования скважин акустическим цементомером, проведенными в последние годы, установлено, что после испытания обсадной колонны на герметичность контакт ее с цементным кольцом ухудшается. Все это косвенно указывает на то, что значения радиальной деформации наружной поверхности обсадной колонны и внутренней поверхности цементной оболочки могут быть не равны.
При расчете колонн внешнюю нагрузку рассчитывают по давлению упругой цементной оболочки. Критическое внешнее давление для труб определяют для случая, когда колонна находится в жидкой среде. Очевидно, что при расчете критического давления и внешней нагрузки необходимо использовать одну и ту же схему крепления скважин.
Задача об устойчивости трубы под воздействием равномерного давления со стороны упругого тела решена М.Я. Леоновым и В.В. Панасюком. В результате решения такой задачи выявлено, что устойчивость труб в указанных условиях велика, что в реальных скважинах в зацементированной зоне смятия обсадных труб не должно происходить.
На основании изучения промысловых материалов по креплению скважин в различных геологических условиях и результатов исследования прочности труб Л.Б. Измайловым был сделан вывод о том, что нет необходимости рассчитывать обсадные колонны на сопротивляемость смятию при создании на них давления цементным кольцом. Отмечено, что проведение научно-исследовательских работ с целью уточнения расчетного давления твердого цементного кольца на обсадную колонну в скважине нецелесообразно, так как наибольшую опасность для труб представляет давление флюида, содержащегося в пласте. В этой работе рассмотрены различные условия крепления скважин и схемы расчета обсадных колонн на сопротивляемость смятию. Наиболее общей является следующая расчетная схема. Обсадная колонна окружена цементным кольцом и горными породами. Жидкость, насыщающая пласт, проникает по порам цементного камня и оказывает непосредственное давление на обсадную трубу.
При креплении горизонтов с АВПД жидкость или газ из этого пласта поднимаются по цементному кольцу и оказывают давление на обсадные трубы, расположенные на значительном удалении от пласта до места герметизации затрубного пространства. Исходя из такого представления о взаимодействии обсадной колонны, цементного кольца, горных пород и насыщающих их флюидов, Л.Б. Измайловым и специалистами ВНИИБТ были разработаны методики определения расчетных внешних давлений на обсадные колонны.
Список литературы
- Бурение нефтяных и газовых скважин.
- Завершение строительства нефтяных скважин.