Выбор диаметра и расчет веса колонны бурильных труб

Расчет конструкции скважины

Определяем диаметр эксплуатационной колонны, если задан конечный диаметр бурения равный 215 мм.

D_дол.=(1,0447+0,00022D_{экс.кол})D_{муфты к э..} (1)

По ГОСТу 632-80 выбираем эксплуатационную колонну по диаметру муфты 193,3 мм., 168,3мм. трубу.

D_дол.=(1,0447+0,00022х168,3)193,3≈210мм»215 –заданный диаметр долота.

Таблица где указаны диаметры трубы, муфты и необходимый диаметральный зазор при выборе той или другой обсадной трубы.

Диаметры других последующих после эксплуатационной колонны обсадных труб выбираются по формуле:

D_{внутр.трубы}= D_{муфты предыдущей}+ D_{диаметр. зазор (см. таблицу).}

Расчетный диаметр промежуточной обсадной колонны, через внутренний диаметр которой проходит обсадная колонна 168,3 с наружным диаметром муфты 193,3мм., обсадная колонна с внутренним диаметром 193,3+25=218,3мм. с толщиной стенки 10мм. Тогда наружный диаметр промежуточной колонны должен быть не менее 218+20=238мм. По ГОСТУ632-80 (по приведенной таблице). Это обсадная труба диаметром 245мм.

Внутренний расчетный диаметр кондуктора должен быть больше наружного диаметра муфты обсадной колонны 245мм равным 270мм. [270+30+(20-толщина стенки из таблицы)=320мм], чему соответствует обсадная труба диаметром 324мм.

Внутренний расчетный диаметр направления должен быть больше наружного диаметра муфты предыдущей колонны равного 351мм. Выбираем (из таблицы 351+45+12-толщина стенки=408мм) обсадную трубу диаметром 408мм., толщиной стенки 6мм.

Рассчитанная конструкция скважины представлена на схеме (рис.1).

Рис.1.

Выбор диаметра и расчет веса колонны бурильных труб

Минимальные диаметры долот, обеспечивающие успешный спуск обсадных колонн в скважину приводится в таблице 1 (К.В. Иогансен «Спутник буровика» Недра 1990г.).

Минимальная длина УБТ, обеспечивающая успешный спуск обсадных колонн в скважину,

(2)

где q-масса 1 м УБТ, кг; D_дол d_УБТ - диаметры долота и УБТ; см.

Из таблицы 1 выбираем УБТ диаметром 146мм, что соответствует обсадной колонне диаметром 168мм.

Рассчитываем необходимую длину УБТ что связана с необходимой нагрузкой на долото Р_дол =110 кН.

(4)

где Р_дол –нагрузка на долото, МН; q_УБТ –вес 1 м УБТ, МН; l_УБТ –длина УБТ, м.

l_УБТ=1,25х0,11:0,000976=141 м.

Принимаем l_УБТ= 150 м, т.е. 6 свечей по 25 метров.

Вес УБТ составляет Q_УБТ =150х0,000976=0,146 МН.

Определяем диаметр и длину бурильных труб.

Длина 2800м.-150м.=2650м.

Диаметр бурильных труб выбирают по ГОСТу 631-75. В зависимости от конечной глубины скважины 2800 м. выбираем бурильную трубу диаметром 127мм., толщиной стенки 9мм. группы прочности Е с пределом текучести 1810 кН.

При одноразмерной колонне (бурильные трубы одного диаметра), допускаемая глубина спуска определяется по формуле:

(5)

где Q_p- допустимая растягивающая нагрузка для труб, МН

Q_p=σ_τ F_тр./n, (6)

где σ_τ – предел текучести материала труб, МПа; F_тр- площадь сечения, м²; (0,00334м²) n- коэффициент запаса прочности; для нормальных условий бурения принимается 1,3. или

Q_p= Q _пp./n, (7)

где Q _пp- предельная нагрузка, МН; выбирается (можно получить расчетным путем по формуле 7) из таблицы 2; k-коэффициент, учитывающий влияние трения, сил инерции и сопротивления движению раствора (принимается 1,15); Q_УБТ-вес УБТ, МН; G-вес долота, МН; ρ_б.р.,(ρ_б.р=1,35 г/см³) ρ_тр.-плотности бурового раствора и трубы, г/см³; р_дол. –перепад давления на долоте, МПа; F_к площадь проходного канала трубы, м² ; q_бт –вес 1 м бурильной колонны, МН.

Q _p=1,85/1,3=1,42 МН.

Q_бт= (8)

где q₁-вес единицы длины гладкой трубы, МН; q₂-вес высаженных концов, МН; q₃ –вес бурильного замка, МН; l-длина трубы, м.

Общая длина колонны L=2800м= l_УБТ+ l_БТ.

Приведенную массу единицы длины бурильной трубы диаметром 127мм берем также из таблицы 2, равной 29,3 кг при толщине стенки 9мм.

Вес колонны из бурильных труб будет:

G_б.тр.=2650х29,3кг=77645кг=0,77645МН

Определяем допустимую глубину спуска 127мм бурильных труб (группы прочности Е, толщиной стенки 9мм):

L_доп.= 3714 метр.

Вес всей бурильной колонны равен: Q_УБТ + G_б.тр=0,776+0,146=0,922МН.

Максимальные нагрузки от веса бурильной колонны с учетом расхаживания будут:

Q=0,922x1,25=1,1525 МН.

Вес кондуктора составит (Ǿ324мм, толщина стенки-11,4мм):

Q_конд. =75,9х300=22770кг=0,2277 МН

Вес промежуточной колонны(Ǿ245мм, толщина стенки-11,4мм):

Q_{пром кол}=59,5х1500=_.89250кг=0,8925 МН.

Вес эксплуатационной колонны (Ǿ168мм, толщина стенки-8,9мм):

Q_эксп.=35,7х2800=99960кг=0,9996 МН

Максимальные нагрузки от веса эксплуатационной колонны с учетом расхаживания будут:

0,9996х1,25=1,25 МН.

Наиболее тяжелым получился вес эксплуатационной колонны.

Выбор буровой установки для данной скважины производится по допустимой нагрузке на крюк (Таблицы 3, 4).

По допустимой нагрузке на крюк по расчету подходит буровая установка БУ2500/160 ДГУМ1, завода ВЗБТ с дизель-гидравлическим приводом.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: