Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Скачать 0.99 Mb.

Название	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
страница	4/8
Тип	Методические указания

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8

Рекомендуемые соотношения диаметров долот и бурильных труб

Диаметр , мм
Диаметр долота	Диаметр УБТ	Диаметр СБТ	Диаметр ЛБТ
120,6	95/89	60,3/73	60,3/73
139,7; 145	114;133/108	73;89	73;89
151	121;133/108;114	89	90
165,1	133;145,6/121	101,6	103;108
190,5	159/146	114;127	114;129
215,9	178/159	127;140	129;147
244,5	203/178	146;168	147;170
269,9	219;229/203	146;168	170
295,3;320	229;245;254/219;229	168	170
349,2	245;254/229;245	168	170
393.7и более	273;299/254;273	168	170

Примечание. В числителе - для нормальных условий, в знаменателе- для осложнённых условий бурения.

Если Dн₁< 0,75 Dн₀, где Dн₁ и Dн₀ соответственно наружный диаметр СБТ и УБТ, то следует использовать ступенчатую конструкцию КНБК, при этом между диаметрами секций УБТ снизу вверх должно сохраняться то же соотношение. Определённые таким образом значения диаметров округляются до ближайших стандартных размеров, приведённых в табл. 1. В том случае, если КНБК получается многоступенчатым, количество труб в ступенях выше первой может быть равно длине одной свечи или трубы. При роторном бурении необходимо использовать УБТС во всех секциях.

Длину КНБК L₀ , как правило, определяют из условия, создания всей нагрузки на долото Gд весом УБТ и при этом, так чтобы их верхняя часть находилась в растянутом состоянии. Однако в связи с массовым распространением скважин со сложными профилями данное условие не является обязательным.

L0 =

Найденная по (1.1) длина корректируется с таким расчётом, чтобы длина УБТ составляла целое число.

Если на разных участках ствола скважины нагрузка на долото G_д и зенитный угол α разные, то необходимо взять ту пару их значений, которая даёт большее значение L₀. Если большое значение L₀ обусловлено высокими значениями зенитного угла / (например при бурении пологих и горизонтальных скважин), то УБТ следует размещать на вертикальном участке или участке с малым зенитным углом на ближайшем расстоянии от долота. При необходимости на участке между долотом и УБТ устанавливаются толстостенные бурильные трубы (ТБТ), позволяющие минимизировать поперечные деформации, вызванные осевой нагрузкой , а также устанавливаются опорно – центрирующие элементы в местах возникновения указанных деформаций.(расчёт). Жесткость КНБК должна быть не ниже жёсткости обсадной колонны, спускаемой после бурения данного интервала. При бурении с использованием ЗД последний учитывается в расчётах как элемент КНБК.

Динамические напряжения вызваны динамическими нагрузками, причины возникновения которых очень разнообразны и трудно поддаются количественной оценке. Наиболее известные причины – вибрация от работы долот, резкие остановки при прохождении уступов, аварийные работы с применением ударных механизмов, гидравлические удары резкая посадка колонны труб на элеватор или клинья в клиновом захвате.

1.8. Пример расчёта бурильной колонны при использовании забойных двигателей.

Особенностью расчёта бурильной колонны при использовании забойных двигателей является то, что касательными напряжениями в силу их незначительности пренебрегают. Расчёт начинают с определения допустимой глубины спуска одноразмерной колонны или секции бурильных труб с учётом коэффициента запаса прочности на разрыв, затем производят расчёт на избыточное внутреннее и при необходимости наружное давления, а также проверочный расчёт на прочность в клиновом захвате.

Исходные данные:

- Пр. глубина скважины Н – 1900 м

- КНБК и типоразмер бурильных труб приняты по опыту бурения и с учетом оснащенности бурового предприятия– турбобур ТРМ-195 18 м, вес 3100 кг + УБТ Ø178 – 10 м, q – 145 кг/п.м.

- Плотность бурового раствора – 1300 кг/м³.

- Бурильные трубы Ø127 мм гр.пр. Дх9,2; Приведённый вес 1п.м, q = 31 кг.

- Коэффициент запаса прочности на разрыв К_з = 1,3.

- Коэффициент, учитывающий силы инерции и сопротивления при подъеме – К_д – 1,15.

- Перепад давления на КНБК – 5,9 МПа

-Максимальное давление в бурильных трубах на устье 10 мПа.

- Глубина опорожнения бурильной колонны при работе ИП – 1000м.

1.Определяется допустимая глубина спуска бурильной колонны, составленной из труб Ø127 мм гр.пр. Дх9,2 из выражения:

,

Где Q_p=σ_Т

·– допускаемая растягивающая нагрузка с учётом запаса прочности;

G- вес КНБК и забойного двигателя кГ;

Р₀- перепад давления в КНБК кГ/см²;

S₀- площадь сечения канала бурильной трубы см²;

F₁- площадь сечения трубы по металлу

q- вес 1 метра бурильной трубы кГ;

ρ_ж и ρ_м – плотность промывочной жидкости и материала труб соответственно;

Определяется допустимое растягивающее усилие для данного топоразмера труб

Определяем допустимую длину бурильных труб длинного типоразмера

Произведем проверочный расчет на разрыв с учетом растягивающего усилия от перепада давления в ГЗД и долоте

Напряжение в теле трубы, площадь сечения которой составляет 0,0034м² определяем из выражения

Коэффициент запаса прочности составит

Условие запаса прочности выполнимо.

Проверка на внутреннее избыточное давление.

Расчёт производится путём определения величины напряжения, обусловленного максимально возможным внутренним избыточным давлением и его сравнением с допустимым для данного типоразмера труб.

σр = ;

где Р_в.и. - ожидаемое внутреннее избыточное давление в колонне бурильных труб на рассчитываемой глубине;

D_в – внутренний диаметр труб;

t – толщина стенки трубы;

Kр – коэффициент разностенности труб (принимается 0, 875).

σр = 10·0,1086 / 2·0,785·0,0092= 7,5 МПа

n=38/7,5 = 5,06 > 1,15

Проверка на наружное избыточное давление.

Для вычисления запаса прочности на наружное давление при условии опорожнения бурильной колонны на 1000м необходимо определить его значение для данной глубины и сравнить с допустимым для используемого типоразмера труб. Поскольку бурильная колонна до глубины H=1000м заполнена воздухом при атмосферном давлении Р_в=0; Затрубное пространство в том же интервале заполнено буровым раствором ρ=1300кг/м³

Р_н.и.= ρ·g·H=1300· 9,8·1000= 12,74 МПа

Предельное (соответствующее пределу текучести) наружное давление для рассматриваемого типоразмера труб составляет 40,32МПа, следовательно

Проверка на прочность в клиновом захвате

Для определения коэффициента запаса прочности в клиновом захвате используем табличное значение Q_тк с применением коэффициента обхвата С=0,9.

Табличное значение Q_тк для труб группы прочности «Д» с толщиной стенки 9,2мм составляет 1091кН или 109 100кг, с учётом коэффициента обхвата С=0,9

Q_тк =1091·0,9 = 981кН = 98100кГ

Вычисляем коэффициент запаса прочности:

Условие необходимого запаса прочности выполнены.

Допустимые веса бурильных колонн при использовании клинового захвата.

Длина клиньев,мм	Группа Прочности Стали.	Диаметр труб, ММ.
		89			114					127				140
		Толщина стенки трубы, мм.
300		7	9	11	7	8	9	10	11	7	8	9	10	8	9	10	11
	Д	59	74	88	73	83	93	102	112	80	91	102	112	99	111	122	134
	К	77	97	116	96	109	122	134	147	106	120	134	148	130	146	161	176
	Е	85	107	128	106	120	134	148	161	116	132	148	163	143	160	177	193
	Л	100	126	151	125	142	159	175	191	137	156	174	192	169	189	209	229
	М	116	146	174	144	164	183	202	220	158	180	201	222	195	218	241	264
400	Д	61	77	91	77	87	97	107	117	85	96	107	118	105	117	129	141
	К	80	101	120	101	114	128	141	153	111	126	141	156	138	154	170	186
	Е	88	111	132	111	126	140	155	169	122	139	155	171	151	169	187	204
	Л	104	131	156	131	148	166	183	199	144	164	183	202	179	200	221	241
	М	120	151	180	151	171	191	211	230	167	189	211	233	206	231	255	278

1.9.Условные обозначения, используемые в разделе 1.

Символ	Значение символа	Единица измерения
D_н	Наружный диаметр трубы	мм; м
D_в	Внутренний диаметр трубы	мм; м
D_дол	Диаметр долота	мм; м
D_скв	Диаметр скважины	мм; м
D_ср	Средний диаметр трубы	мм;м
d_зм	Диаметр замка бурильных труб	Мм;м
S	Поперечное сечение тела трубы	мм²; м²
S₀	Площадь поперечного сечения канала трубы	мм²; м²
σ_н	Нормальное напряжение	Па
σ_т	Предел текучести материала трубы	Па
σ_доп	Допустимое напряжение	Па
σ_рез	Результирующее напряжение	Па
σ_р	Предел прочности	Па
σ_рад	Радиальные нормальные напряжения	Па
τ	Касательные напряжения	Па
F_кр	Сжимающее осевое усилие при котором происходит продольная деформация труб.	Н
F_р	Растягивающее усилие под воздействием собственного веса и перепада давления на долоте и ГЗД.	Н
F_{р. кр}	Допустимое растягивающее усилие с учётом запаса прочности.
z	Глубина рассматриваемого сечения	м
G c индексом	Вес бурильных труб, УБТ, ГЗД, КНБК и других элементов бур. колонны.	Н
L c индексом	Длина бурильных труб, УБТ, ГЗД, КНБК и других элементов бур. колонны.	м
К_зп	Коэффициент запаса прочности, зависит от способа и условий бурения.
К_д	Коэффициент динамичности принимается равным 1,15
Р₀	Перепад давлений на ВЗД и долоте	Па
Р_в.и.	Внутреннее избыточное давление	Па

1 2 3 4 5 6 7 8

Похожие:

	Рабочие программы учебных дисциплин (модулей) министерство образования... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Методические указания Новокузнецк 2012 Министерство образования и... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Утверждено: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный...		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		И науки российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Руководство, инструкция по применению