Анализ осложнений при закачивании скважин их предупреждение и устранение на предприятие Тюменбургаз (стр. 4 из 12)
Выбираем трубы для второй секции:d=168мм,
=10,6мм, [ 
]=32,3МПа, [ 
]=41,9МПа, [ 
]=1294кН, q=0,414кН, группа 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=168мм,
=12,1мм, [ ]=55МПа, [ ]=69,3МПа, [ ]=2226кН, q=0,466кН, группа прочности Е.Рассчитаем на смятие нижнюю трубу третьей секции.
Глубину спуска третьей секции определим из графика.
Определим длину второй секции:
Определим вес второй секции:
Расчёт на разрыв от внутреннего давления верхней трубы второй секции.
Определим по графику внутреннее избыточное давление на глубине L=1430м.
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 внутреннее избыточное давление на глубине L=0м, т.е. на устье.
Проверим верхнюю трубу третьей секции на растяжение от веса первой, второй секции и от собственного веса.
Определим вес третьей секции:
, условие выполняется.Таблица 8
Результаты расчета обсадных труб
| №секции | ДлинаLi, м | Группапрочности | Толщина стенки, мм | Вес погонного метра, кН | Вес секции,кН | Фактические | ||
| nсм | nв | np | ||||||
| 1 | 396 | Д | 12,1 | 0,466 | 184,5 | 1,5 | 4,5 | - |
| 2 | 1958 | Д | 10,6 | 0,414 | 810,6 | 1,7 | 2,3 | 7 |
| 3 | 1430 | Е | 12,1 | 0,466 | 666,38 | 4,8 | 2,57 | 1,34 |
4. Обоснование режима спуска обсадной колонны
При спуске колонны труб возникает опасность гидроразрыва пород из-за эффекта поршневания. Поэтому необходимо ограничивать скорость спуска колонны труб.
Рассчитываем максимально допустимую скорость спуска эксплуатационной колонны в момент нахождения башмака в районе продуктивного пласта (Н=2962-3240).
Гидростатическое давление на глубине 2962 м, создаваемое буровым раствором будет равно:
.Давление гидроразрыва пород в продуктивном пласте равно:
.Запас давления составляет:
, 
где
коэффициент линейных потерь;L-длина участка;
U-скорость движения жидкости;
внутренний диаметр скважины; 
диаметр обсадной колонны; 
увеличение давления.Определяем критическую скорость движения жидкости, при которой происходит переход из ламинарного режима течения в турбулентный.
где
статическое напряжение сдвига, Па. 
.Зададимся скоростью спуска
Рассчитываем
при движении обсадной колонны в обсаженной части скважины. 
где
скорость движения жидкости в кольцевом пространстве; 
диаметр эксплуатационной колонны; 
диаметр проходного сечения; 
коэффициент режима движения жидкости.Предположим, что режим турбулентный. Тогда,
, 
наше предположение верно.Число Рейнольдса:
где
вязкость жидкости. 
, 
Рассчитываем
при движении обсадной колонны в необсаженной части скважины. 
, 
, 
, 
Общее увеличение давления
.Увеличиваем скорость спуска до 3 м/с и повторяем расчет
при движении обсадной колонны в обсаженной части скважины. 
,
, 
. при движении обсадной колонны в необсаженной части скважины: 
Общее увеличение давления
.Графически определяем максимально допустимую скорость спуска обсадной колонны.
Рис.7. Зависимость скорости спуска колонны от давления
Максимально допустимая скорость спуска эксплуатационной колонны
5 Расчет цементирования обсадной колонны
В процессе цементирования обсадных колонн используется цементировочное оборудование Российского производства: цементировочные насосные агрегаты ЦА-320М, цементосмесительные машины 2СМН-20, цементовозы ЦВ-12, батареи манифольдные БМ-700, осреднительные емкости УСО-20. Для контроля процесса цементирования используется российская станция контроля цементирования (СКЦ-2М).