Расчёт бурильной колонны.

Используя данные таблицы 4.1. выбрать тип (диаметр) турбобура, диаметр и длину УБТ, выполнить проверочный расчёт бурильной колонны на прочность, на основании расчёта выбрать оптимальную толщину стенки и группу прочности труб. При расчёте допустимой длины колонны принять толщину стенки10 мм. По результатам расчёта составить графическую схему компоновки бурильной колонны, с указанием интервалов установки бурильных труб и элементов КНБК.

Скважина вертикальная, условия бурения неосложненые.

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

- Проектная глубина скважины Н - 3000 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 178 - 10 м, q – 145,0 кг/п.м.

Длина УБТ определяется из условия для бурения забойными двигателями

- Плотность бурового раствора - 1150 кг/м³.

- Бурильные трубы 127 мм группа прочности Дх9,2; приведённый вес 1п.м, q = 31,22 кг.

- Коэффициент запаса прочности на разрыв К₃ = 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.Определяем допустимую глубину спуска бурильной колонны, составленной из труб 127 мм группа прочности Дх9,2 из выражения:

,

где - допускаемая растягивающая нагрузка с учётом запаса прочности;

G - вес КНБК и забойного двигателя кг;

Р₀ - перепад давления в КНБК кГ/см²;

So - площадь сечения канала бурильной трубы см²;

F - площадь сечения трубы по металлу

q - вес 1 метра бурильной трубы кГ;

, - плотность промывочной жидкости и материала труб соответственно;

Определяем допустимое растягивающее усилие для данного типоразмера 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 0,0043 м² определяем из выражения

Коэффициент запаса прочности составит

Условие запаса прочности выполнено.

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.

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

- внутренний диаметр труб;

t — толщина стенки трубы;

Кр - коэффициент разностенности труб (принимается 0, 875).

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 Н=1000м заполнена воздухом при атмосферном давлении Р=0; Затрубное пространство в том же интервале заполнено буровым раствором р=1150кг/м³

Р_н.и. = p*g*H=1150* 9,8*1000= 11,28 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_mK с применением коэффициента обхвата С=0,9.

Табличное значение Q™ для труб группы прочности «Д» с толщиной стенки 9,2 мм составляет 1091 кН или 109100 кг, с учётом коэффициента обхвата С=0,9

Q_mK =1091*0,9 = 981,9кН = 981900 кг

Вычисляем коэффициент запаса прочности:

Условие необходимого запаса прочности выполнены.

		Остальное	БТ-127,0	БТ
31,5
	2,5	31,5	КЛС-444,5	Калибратор спиральный
			УБТИ-178,0	УБТ 178 - 10 м
							ТРМ 195
	0,4			Переводник
0,6
	0,6	0,6	444,5 М-ГВУ-Р146	Долото шарошечное

Список литературы

1. Ганджумян Р.А. Расчёты в бурении справ пособие / Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Н.И.Сердюк; под ред. А.Г.Калинина. – М.РГГУ, 2007г.

2. Долгих Л.Н. Бурение и освоение скважин: метод. указания по курс. и диплом. проектированию /Л.Н.Долгих Пермь: издательство Пермского гос.тех.университета, 2008г.

3. Инструкция по расчёту бурильных колонн, взамен РД 39-0147014-502-85-М.ВНИИБТНефть, 1997.

4. Осипов П.Ф.Расчёт бурильных колонн:учебное пособие/П.Ф.Осипов- Перм.гос.тех.университет.Пермь, 2008г.

5. Технология бурения нефтяных и газовых скважин: учебн. для вузов/А.Н.Попов и др.; Под общей редакцией А.И.Спивака.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: