Расчёт и крепление обсадных колонн (стр. 3 из 7)
где
- коэффициенты запаса прочности на смятие, соответственно рассчитанной и допускаемой; 
- расчётное сминающее давление в сечении z по длине обсадной колонны.Из [3] получим, что в интервалах продуктивных пластов
, в зависимости от устойчивости коллектора, примем 
. В остальных интервалах 
. 
.Определим длину первой секции:
.Определим вес первой секции:
.Рассчитаем на разрыв от внутреннего давления верхнюю трубу первой секции
Определим по графику 4 внутреннее избыточное давление на глубине.
Основой расчёта является следующее уравнение:
где
- коэффициенты запаса прочности, соответственно рассчитанный и допускаемый, [3], 
внутреннее избыточное давление в сечении колонны z. 
В интервале где на колонну действуют совместные (сжимающие и растягивающие) нагрузки должно выполнятся следующее условие:
Проверим нижнюю трубу второй секции на действие совместных нагрузок
условие выполняется.Выбираем трубы для второй секции: d=146мм,
=7,7мм, [ 
]=24,3МПа, [ 
]=35МПа, [ 
]=1254кН, q=0,256кН, группы прочности Д.Проверим нижнюю трубу второй секции на растяжение от веса первой секции
В основе расчёта используется уравнение:
, где [np] и np допустимый и расчётный коэффициенты запаса прочности на растяжение, из [3] [np]=1,3. 
, условие выполняется.Рассчитаем на смятие нижнюю трубу второй секции.
Для определения длины второй секции подбираем трубы для третьей секции: d=146мм,
=7,0мм, [ ]=20.3МПа, [ ]=31,8МПа, [ ]=1136кН, q=0,243кН, группы прочности Д.Рассчитаем на смятие нижнюю трубу третьей секции
Глубину спуска третьей секции определим из графика 4.
Определим длину второй секции:
Определим вес второй секции:
Расчёт на разрыв от внутреннего давления верхней трубы второй секции
Определим по графику 5 внутреннее избыточное давление на глубине L=2018м.
Проверим нижнюю трубу третьей секции на действие совместных нагрузок
Проверим нижнюю трубу третьей секции на растяжение от веса первой и второй секции
условие выполняется.
Определим допустимую длину третьей секции:
Следовательно, третья секция может быть применена до устья.
Проверим верхнюю трубу третьей секции на разрыв от внутреннего давления
Определим по графику 5 внутреннее избыточное давление на глубине L=0 м.
Проверим верхнюю трубу третьей секции на растяжение от веса первой и второй секции:
Определим вес третьей секции:
условие выполняется.Таблица 2.1.
| №секции | Длина,Li, м | Группапроч-ности | Толщина стенки, мм | Вес погонногометра,кН | Вес секции,кН | Фактические | ||
| nсм | nв | np | ||||||
| 1 | 160 | Д | 7,7 | 0,265 | 42,4 | 1,16 | 4,6 | 29,5 |
| 2 | 640 | Д | 7,7 | 0,265 | 170 | 1,2 | 3,7 | 5,3 |
| 3 | 1900 | Д | 7,0 | 0,243 | 461,7 | 1,19 | 2,5 | 1,69 |
3.Обоснование состава технологической оснастки компоновки ОК
Таблица 3.1.
| Номер в по- рядке спуска | Наименование, шифр,типоразмер | Наружный диаметр,мм | Внутренний диаметр, мм | Длина (высота), мм | Масса, кг | Количество, шт |
| Направление | ||||||
| 1 | Башмак Б-324 | 351 | 308 | 350 | 60 | 1 |
| Кондуктор | ||||||
| 1 | Башмак БК-245 | 270 | 120 | 413 | 57 | 1 |
| 2 | Центратор ЦЦ-245/295-320-1 | 370 | 247 | 680 | 16,8 | 5 |
| 3 | Обратный клапан ЦКОД-245-2 | 270 | - | 365 | 57 | 1 |
| Эксплуатационная колонна | ||||||
| 1 | Башмак БК-146 | 166 | 70 | 334 | 22 | 1 |
| 2 | Обратный клапан ЦКОД-146-1 | 166 | - | 350 | 19,8 | 1 |
| 3 | Центратор ЦЦ-146/191-216-2 | 270 | 148 | 620 | 10,3 | 23 |
| 4 | Заколонный пакер ПГП-146 (ПГПМ) | 175 | 124 | 4500 | 185 | 1 |
| 5 | Продавочная пробка ПВЦ-140-168 | 158 | - | 205 | 5 | 1 |
4.Обоснование режима спуска ОК
Предельная скорость спуска обсадной колонны определяется из соотношения
Рс = Ргст +Ргд £ Ргр
где: Ргст - гидростатическое давление столба промывочной жидкости на глубине наиболее слабого пласта (пласта с наименьшим индексом давления начала поглощения или гидроразрыва);
Ргд - гидродинамическое давление в скважине при спуске колонны труб с закрытым нижним концом;
Ргр - давление начала поглощения (гидроразрыва) наиболее слабого пласта.
Гидродинамическое давление при спуске находится при турбулентном течении вытесняемой жидкости по формуле
,при ламинарном течении по формуле :
Ргд=
где
- соответственно длина и гидравлический диаметр кольцевого пространства на 
- том участке; 
- скорость течения жидкости на - том участке; n – количество участков кольцевого пространства различного размера от устья до наиболее слабого пласта, t0- динамическое напряжение сдвига, l - коэффициент гидравлических сопротивлений.Коэффициент
является функцией параметра Сен-Венана - Илюшина 
,где
β=(0,236+0,033Sen)/(1+0,036Sen)Наиболее слабый пласт кг=кгmin=0.0173 МПа/м под башмаком технической колонны.
Зададимся скоростью спуска U=0.5 м/с, тогда скорость движения вытесняемой жидкости Uж будет равна:
Uжi= U·(
),Где Dc,Dт – соответственно диаметр трубы и наружный диаметр обсадных труб,К – коэффициент, учитывающий увлечение части жидкости стенками колонны труб. Для практических расчетов можно принять К=0.5.
Пусть режим течения вытесняемой жидкости в интервале установки технической колонны будет ламинарный, тогда: