5.8. Расчет эксплуатационной колонны на внутренней давление (разрыв)

В основу расчета положено, что под действием избыточного внутреннего давления колонна не разрушится, если соблюдается следующее соотношение:

,

,

где: - для труб до 219 мм = 1,15; для большего диаметра 1,52.

Наибольшее внутреннее давление в колонне будет в момент опрессовки:

.

По методике ВНИИТнефти:

,

- будет разность между внутренними давлениями в момент опрессовки и. в конце цементирования:

.

Тогда избыточное внутреннее давление у башмака колонны:

.

Приняв, что распределение давления имеет линейный характер, можно записать, что в зоне цементирования

,

- избыточное внутреннее давление над кровлей цементного раствора:

.

Методика МИНХ. и ГП

За счет эффектов зависания за наружное давление принимается вес столба дисперсной среды.

Учитывая нарушения целостности сцепления цементного камня с колонной предлагается за наружное давление брать пластовое.

В интервалах, где имеется несколько колонн к. з. п. предлагается понизить.

5.9. Расчет колонны на страгивание

Условие прочности на растяжение можно записать:

,

где: G - вес колонны:

;

- приведенная масса 1м труб;

Р - сумма всех остальных осевых сил;

- допустимая осевая растягивающая сила.

Если колонна в процессе цементирования не подвергается расхаживанию, то .

В обратном случае пренебрегать этой силой не следует.

Если нагрузка на крюке равна , а вес колонны в воздухе то остальные осевые силы будут равны .

Допустив, что эта сила равномерно распределена в неперекрытом интервале, то:

,

L - глубина спуска предыдущей колонны.

Если рассматриваемое сечение расположено в колонне, то :

.

 труб	длина колонны	наклонная	вертикальная
114-168	3000	1,15	1,30
	3000	1,30	1,30
I78-2I9	1500	1,30	1,45
	1500	1,45	I,45

Расчет колонны на страгивание производится после расчета на смятие и разрыв. Прочность проверяется для каждой секции. Если условие не выполняется, то длину этой секции уменьшают. Допустимую длину можно определить, решив уравнение относительно l:

.

Все последующие колонны должны быть укомплектованы более прочными трубами.

Рекомендуется рассчитывать несколько вариантов колонны. Эти варианты могут отличаться толщиной стенки, группой прочности, типом соединений и т.д. За окончательный вариант целесообразно принимать тот, при котором обеспечивается минимальная стоимость:

,

где: - стоимость единицы массы трубы;

- масса труб;

- стоимость транспортировки на единицу пути;

- длина пути.

Лекция 6. Расчетные формулы для определения прочности колонн, к различным видам нагрузок

Изучаемые вопросы.

1. Условия работы обсадных колонн.

2. Силы, действующие на обсадную колонну.

3. Расчетные формулы для определения прочности колонн, к различным видам нагрузок.

4. Принципы конструирования и расчета равнопрочных обсадных колонн.

5 Износ обсадных колонн.

6. Натяжение колонн при подвеске на устье, (расчет усилия натяжения).

7. Технологическая оснастка обсадных колонн.

8. Спуск обсадных колонн. Способы спуска.

9. Спуск составных обсадных колонн.

10. Расчет скорости спуска обсадных колонн.

11. Способы и устройства для подвески колонн в скважине.