Расчет бурильных труб
Добавить комментарий
Архив рубрики: БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА
при бурении забойными двигателями
В процессе расчета определяют либо напряжения в трубах, либо длины секций по допустимым нагрузкам.
Одноразмерная колонна для вертикальной скважины. Допустимая глубина спуска односекционной колонны (в м)
l — уж
/у) — PnFn ,
U5glflr(l -уж
/у)
где Q^ — допустимая растягивающая нагрузка на трубы, Н; (От + G) —
масса УБТ и забойного двигателя, кг; уж/у — отношение плотностей бурового раствора и стали; рп
— перепад давления в забойном двигателе и долоте, Па; gi — масса 1 м
труб секции, кг/м; d — предельная нагрузка на трубу, Н; Ft — площадь поперечного сечения тела трубы, м2; ат — предел текучести материала трубы; п
— коэффициент запаса прочности.
Общая длина колонны / = /0 + h (h ~ длина УБТ и забойного двигателя).
Для одноразмерной многосекционной колонны, составленной из труб разных толщин и групп прочности, длина первой (нижней) секции (в м)
ff — уж /у) — PnFn
1 =1,15(1/)qg1æ−γγ.(5.3) "
Длина второй секции (в м)
l2=—- Ч—^4−. (5.4)
1,15дг2д(1-уж/у) ‘
Длина п-й секции (в м)
где gi, g2, …, gn — масса 1 м труб каждой секции, кг/м; Qlp, Q2, …, Q£ —
допустимые растягивающие нагрузки для труб каждой секции, Н/м.
Двухразмерная многосекционная колонна, состоящая в верхней части из труб большего диаметра. Длины секций I (нижней) ступени двухраз-мерной колонны определяют по формулам (5.3) — (5.5).
Длины секций II (верхней) ступени определяют (в м) из выражений
где m — число секций нижней ступени; О™ — допустимая нагрузка для труб последней секции I ступени, Н; О™+1, О™+2 — допустимые нагрузки для труб первой и второй секций II ступени, Н; Fn’ — разность площадей проходных сечений труб нижних секций II и I ступеней колонны, м2; gm+i, gm+2 — масса 1 м труб первой и второй секций II ступени, кг/м.
Расчет бурильных труб
Расчет утяжеленных бурильных труб
Диаметр УБТ определяют из условия обеспечения наибольшей жесткости труб при изгибе с учетом конструкции скважин и условий бурения. Длину УБТ определяют в зависимости от нагрузки на долото.
В табл. 5.25 приводятся рекомендуемые соотношения диаметров долот и ÓÁÒ ñîãëàñíî ÐÄ 39-2-411-80.
Жесткость наддолотного участка УБТ должна быть больше жесткости сечения обсадной колонны, под которую ведется бурение. В табл. 5.26 приводятся соотношения диаметров обсадных труб и наименьших диаметров УБТ, удовлетворяющих указанному условию.
Отношение диаметра бурильных труб, расположенных над УБТ, к диаметру УБТ должно быть > 0,7. Если это отношение < 0,7, то комплект УБТ должен состоять из труб нескольких диаметров, уменьшающихся в направлении к бурильных трубам. При этом диаметр правой ступени должен соответствовать табл. 5.26, а отношение диаметра последующей ступени к предыдущей должно быть > 0,8.
Длину комплекта УБТ /0, состоящего из труб одного диаметра, определяют по формуле
l0
=÷(1,2+ 1,25), Q(5.
9%
%
где О — нагрузка на долото, Н; д0 — масса 1 м
УБТ в растворе, кг/м.
(5.1)
Таблица 5.25
Соотношения диаметров долот и УБТ
Диаметр, мм
|
долота |
УБТ |
долота |
УБТ |
|
139,7-146 |
114 |
269,9 |
229 |
|
|
108 |
|
203 |
|
149,2-161 |
121-139 |
295,3 |
245 |
|
|
114-121 |
|
219 |
|
165,1-171,4 |
133-146 |
320 |
245 |
|
|
121-133 |
|
229 |
|
187,3-200 |
159 |
349,2 |
254 |
|
|
146 |
|
229 |
|
212,7-228,6 |
178 |
> 374,6 |
273 |
|
|
159 |
|
254 |
|
244,5-250,8 |
203 |
|
|
|
|
178 |
|
|
Примечания: 1. В верхней строке приведено значение диаметра УБТ для нормальных условий бурения, в нижней — для осложненных. 2. В осложенных условиях при бурении долотами диаметром свыше 250,8 мм
допускается применение УБТ ближайшего меньшего диаметра с одновременной установкой опорно-центрирующих устройств. 3. При бурении забойными двигателями диаметр нижней секции УБТ должен быть не более диаметра двигателя.
Таблица 5.26
Диаметры обсадных труб и УБТ
Диаметр, мм
|
обсадной трубы |
УБТ |
обсадной трубы |
УБТ |
|
114 |
108 |
245 |
203 |
|
127 |
121 |
273 |
203 |
|
140-146 |
146 |
299 |
229 |
|
168 |
159 |
324-339 |
229 |
|
178-194 |
178 |
351 |
229 |
|
219 |
178 |
377 |
254 |
Общий вес комплекта УБТ, состоящего из труб разных диаметров, qJi + + q2k + ••• + inQn = (1,2-5-1,25) — . Если Q > рщ,, то на сжатом участке УБТ
рекомендуется устанавливать промежуточные опоры профильного сечения. Наиболее опасны для УБТ знакопеременные изгибающие напряжения. Выразив радиус кривизны скважины R = 573/осо, где осо — интенсивность искривления на 10 м, получим условие прочности для УБТ:
Шар 573
1,5
(5.2)
где EI — жесткость УБТ; М^д — предельный изгибающий момент.
Испытания по определению М„ред проведены по ВНИИБТ.
Расчет напряжений в УБТ следует проводить в качестве контрольного при бурении на искривленных участках или с большой частотой вращения.
ОПОРНО-ЦЕНТРИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
К числу опорно-центрирующих элементов относят: центраторы, стабилизаторы и промежуточные опоры.
Центраторы выполняются как с прямыми, так и со спиральными ребрами, обычно с наружным диаметром, равным диаметру долота.
Центраторы предназначены для управления искривлением скважины. В зависимости от интенсивности искривления в компоновке УБТ располагают от одного до трех центраторов. Как правило, для предотвращения искривления скважины их устанавливают на длине УБТ до 25 м.
Основные технические требования к центраторам и стабилизаторам предусмотрены ОСТ 39-078-79.
Значительная длина УБТ приводит к искривлению труб в результате потери их устойчивости, что ухудшает передачу нагрузки на долото, приводит к неравномерному вращению Читать далее