- •4. Физико-механические свойства горных пород (сжимаемость, проницаемость, пористость).
- •9. Напряжение горной породы (Gэф.) в естественных условиях залегания.
- •11. Частные случаи предельных нагрузок на бурильную колонну.
- •12. Расчет бурильной колонны при роторном бурении.
- •13. Расчет бурильной колонны при бурении с забойным двигателем.
11. Частные случаи предельных нагрузок на бурильную колонну.
1) Определение верхней границы прихвата бур. колонны методом вытягивания.
Осевая нагрузка, при которой напряжения в теле трубы, зажатой в клиновом захвате, достигает предела текучести, определяют по формуле: где - предельная осевая нагрузка на трубу в клиновом захвате при коэффициенте охвата равном единице (значения приводятся в таблице), Н; с - коэффициент охвата, ; β - угол охвата трубы плашками одного клина, град; k - количество клиньев; - предел текучести материала трубы, МПа; F - площадь поперечного сечения тела трубы, мм2; -средний диаметр трубы, мм; - рабочая длина клина, мм; α - угол наклона клина, град; φ - угол трения на поверхности сопряжения клина с корпусом клинового захвата, град. Для четырехклиновых захватов и
Обязательным при расчете колонны явл. проверочный расчет трубы на сопротивляемость смятию в клином захвате, при котором опред. коэф. запаса прочности на смятие в клиновых захватах.
2) Спуск обсадных колон секциями.
Расчет бурильной колонны на разрыв от наружного избыточного давления, при котором наиб. напряжение в теле трубы достигает предела текучести, т.е при критическом давлении Ркр.
Наружное избыточное давление определяется по формуле или выбирается из таблицы. А действующее на трубу избыточное наружное давление в любом рассматриваемом сечении определяется по формуле:
где k – коэффициент, равный 9,8, если расчет производится в единицах СИ, и равный 1,0 – в единицах технической системы; , – плотность (удельный вес) бурового раствора за бурильной колонной и внутри ее, г/см3; , – высота столба жидкости над рассматриваемым сечением за колонной и внутри ее, м.
3) Прекращение циркуляции при продавке цементного раствора за обсадную колонну из-за седиментации цемента обратных клапанах из-за малейшего простоя при цементировании.
Внутреннее избыточное давление, при котором наибольшее напряжение в теле трубы достигает предела текучести, определяют по формуле: где δ – номинальная толщина стенки трубы, мм; D – наружный диаметр трубы, мм.
Значения Рт также приведены в таблицах.
Внутреннее избыточное давление может достич. больших величин при бурении с гидр. забойным двигателем, при вост. циркуляции, при опрессовке пластов и др. случаях.
12. Расчет бурильной колонны при роторном бурении.
Расчет производится с учетом действия на него: 1) собственного веса; 2) центробежных сил; 3) крутящего момента. После опред. допустимой длины колонны необходимо проверить полученную конструкцию на возможность её эксплуатации в условиях сложного, напряженного состояния. Для этого опред. коэф. запаса прочности в верхнем сечении колонны: где Gт - предел текучести; Gв - предельные напряжения в верхнем сечении бур. колонны.
, А- коэф. анизотропии материала труб (Астали = 4; Аал. спл = 4,77).
, где ; ; - момент сопротивления поперечного сечения труб при кручении .
Коэф. запаса прочности в нижнем сечении колонны опред. по след. формуле: , где – привед. напр. в нижнем сечении бур. колонны .
k1 принимают равным 1,3 в неосложненных условиях и 1,35 в осложненных.
При бурении наклонных скважин коэф. увеличивается на 0,05. Для обеспечения плавного перехода по жесткости от УБТ к б.т. компоновка УБТ выполняется ступенчато.