ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ - Расчет гидравлической программы проводки скважин

Практика бурения показывает, что лучшие результаты обычно достигаются при применении комбинированных способов бурения, когда отдельные интервалы бурятся забойными двигателями, обычно гидравлическими, а некоторые - роторным способом.

Вертикальный участок и в технико-технологическом, и в экономическом отношении целесообразнее бурить ротором. Практика показывает, что основную часть скважины на данной площади лучше бурить турбинным способом.

Учитывая это, для бурения основного интервала, от зарезки наклонного ствола до вскрытия продуктивного пласта, используем турбинный способ, как обеспечивающий высокие технико-экономические показатели бурения. Данный способ обеспечивает также набор и стабилизацию зенитного угла.

1. Компоновка и расчет бурильной колонны

Исходные данные:

    1. Вид технологической операции: бурение под эксплуатационную колонну диаметром 168мм. 2. Диаметр долота под эксплуатационную колонну, DД = 215,9мм = 0,2159м. 3. Способ бурения - ВЗД: ДГР-172:
      - масса ЗД, QЗд= 11360Н (1136кг); - длина, LЗд = 8,25м; - диаметр, DЗд = 172мм; - перепад давления, ДPЗд = 6 МПа.
    4. Плотность бурового раствора, Ж=1180 кг/м3. 5. Условия бурения нормальные. 6. Коэффициент трения колонны о породу, = 0,2.

Выбор диаметров:

СБТ ПН-1279,2, qСБТ=33,5 кг/м

УБТ 17844, qУБТ=145,4 кг/м

Расчет утяжеленных бурильных труб ( УБТ )

Где Gд - нагрузка на долото, Gд=190 кН.

- коэффициент облегчения в жидкости,

Где пж, ст - плотности промывочной жидкости и стали соответственно.

Q0 = 145,49,81=1426,4 Н/м - вес 1 м УБТ.

- средний зенитный угол в зоне установки УБТ.

GЗд =113609,81=111,4 кН - вес забойного двигателя.

- критическая нагрузка

Где q - вес 1 метра СБТ, q=33,59,81=328 Н/м.

Согласно практике бурения данной площади, примем длину УБТ=48 м, так как не отмечался слом и износ бурильных труб, замковых соединений.

Расчет длины СБТ

При использовании ЛБТ желательно чтобы они были в растянутом состоянии. Для этого вес УБТ, СБТ и ЗД должен быть больше нагрузки на долото.

Длина СБТ определяется:

,

Длина одной трубы 12м. учитывая, что трубы свинчиваются в свечи по 2 штуки берем 21 трубы общей длиной 252 м.

LЛБТ=1334,6-(8,25+48+248)=1030,35 м

Таблица 12 - Бурильные трубы

Трубы

D, мм

D, мм

Q, Н/м

L, м

СБТ

127

109

328

248

УБТ

178

90

1426

48

ЛБТ

147

125

161,9

1030,35

2. Расчет бурильной колонны

Произведем расчет труб на прочность при подъеме с промывкой, при котором в сечении колонны возникают наибольшие напряжения. Для расчета растягивающих усилий в колонне труб при подъеме с промывкой применяется уравнение Сушона Л. Я.:

Где ТВ,- усилие на верхнем конце участка;

ТН - усилие на нижнем конце участка;

- изменение пространственного угла на участке;

F - коэффициент сопротивления движению труб в скважине, f= 0,2;

Q - вес погонного метра трубы, qЛБТ =16,59,81=161,9 Н/м;

- средний зенитный угол на участке;

Участок 1: ; =10+0,52,4=11,2О.

Участок 2: ; =(12,4+21,8)?0,5=17,1О.

Участок 3: ; =(21,8+29,7)?0,5=25,75О.

Участок 4: ; =(29,7+19,2)?0,5=24,45О.

Участок 5: О; =0О.

3. Расчет на напряжения растяжения и изгиба

Бурильная колонна подвергается действию растягивающих напряжений. Наибольшие растягивающие напряжения получаются на устье скважины. Однако на участке набора зенитного угла к ним добавляются напряжения изгиба. Поэтому в конце вертикального участка результирующие напряжения:

,

Где РВН - внутреннее избыточное давление (РВН=12,5 МПа на устье);

SК и SТ площадь канала и тела трубы ЛБТ соответственно

.

Выбираем ЛБТ из сплава Д16Т.

КР - предел текучести сплава Д16Т.

Результаты расчетов сведем в таблицу.

Таблица 13 - Напряжения в опасных точках.

Точки

Р, МПа

ИЗ, МПа

, МПа

4

83,8

13,6

97,4

5

92,5

0

92,5

В точках 4 и 5 условия прочности для ЛБТ выполняются.

Произведем проверочный расчет бурильных труб на разрыв от внутреннего давления.

Наибольшее внутреннее избыточное давление имеет место на устье. Давление опрессовки эксплуатационной колонны 23,79 МПа. Предельное внутреннее избыточное давление, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести материала, можно приближенно найти из формулы

,

Где и - внутренний диаметр и толщина стенки трубы;

    - коэффициент разностенности труб, - допускаемое напряжение материала труб.

,

Где - нормативный коэффициент запаса прочности труб на внутреннее давление.

=

МПа,

.

Следовательно, условие прочности бурильных труб на разрыв от внутреннего давления выполняется.

Похожие статьи




ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ - Расчет гидравлической программы проводки скважин

Предыдущая | Следующая