Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Скачать 0.99 Mb.

Название	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
страница	3/8
Тип	Методические указания

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8

Предельное наружное давление

для стальных труб по ГОСТ Р 50278-92

Наружный Диаметр, мм	Толщина Стенки, мм	Предельное наружное давление соответствующее пределу текучести МПа
Наружный Диаметр, мм	Толщина Стенки, мм	Д	Е	Л	М	Р
114,3	8,6	42,48	55,92	68,08	73,58	87,90
114,3	10,3	58,00	77,70	96,73	105,90	131,70
127,0	9,2	40,32	52,78	63,96	68,96	81,52
127,0	12,7	61,41	82,00	103,10	113,00	141,40
139,7	9,2	34,92	45,32	53,96	57,68	66,71
139,7	10,5	42,48	55,92	68,00	73,48	87,70

1.5. Напряжений, возникающих в бурильных трубах

при посадке на клинья в клиновом захвате
Обязательным является расчёт напряжений, возникающих в бурильных трубах при посадке на клинья в клиновом захвате.

Осевая нагрузка, которой соответствуют напряжения, достигающие предела текучести определяется из выражения:

Где Q_т.к- предельная осевая растягивающая нагрузка на бурильные трубы в клиновом захвате.

S – площадь поперечного сечения тела трубы;

C – коэффициент охвата трубы клиньями,

dср- средний диаметр трубы

γ - угол охвата плашками одного клина град.;

k - количество клиньев;

α - угол наклона клиньев, град.;

l_к - рабочая длина клина мм;

φ - угол трения на поверхности сопряжения клина с корпусом клинового захвата, град.;

Величина ctg(α_кл + φ) принимается равной 2,5. Коэффициент охвата- 0,9.

Запас прочности определяется по формуле:

Nкл =

1,15.

Допускается упрощённая методика определения коэффициента запаса прочности с использованием табличных значений Q_тк , при этом его табличное значение значение необходимо умножать на коэффициент обхвата С≤ 0.9

Предельные осевые растягивающие нагрузки в кН, в клиновом захвате для бурильных труб по ГОСТ 50278 – 92 и стандарту АНИ для клиньев 400мм при коэффициенте охвата С =1.

Наружный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
Наружный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Д	Е/Е-75	Л/Х-95	М/G105	Р/S-135
114,3	8.56	926	1260	1598	1765	2270
114,3	10,92	1160	1577	1999	2208	2840
127,0	0,19	1091	1484	1881	2078	26,72
127,0	12,7	1469	1998	2533	2798	3599
139,7	9,17	1186	1613	2045	2259	2905
139,7	10,54	1354	1830	2330	2574	3310

1.6. Касательные напряжения

Касательные напряжения возникают в результате реакции на крутящий момент, возникающий при работе забойного двигателя или ротора

, где Wп – полярный момент сопротивления сечения, который определяется по формуле

Где Dн и Dв наружный и внутренний диаметры труб соответственно.

При роторном бурении возникают нагрузки, вызванные действием крутящего момента, передаваемого долоту посредством вращения всей колонны бурильных труб.

М_к= М_д+М_х.в.

Где М_к- крутящий момент, необходимый для вращения бурильной колонны и долота;

М_д- крутящий момент, необходимый для вращения долота;

М_х.в.- крутящий момент необходимый для преодоления сил трения при вращении бурильной колонны о стенки скважины и раствор.

М_д определяется из следующего выражения

М_д=т_удD_дG_д (Н·м)

Где т_уд – удельный крутящий момент;(Н·м )/ (кН·м);

D_д- диаметр долота, м;

G_д- нагрузка на долото кН;

Для приближённого вычисления М_х.в существует эмпирическая формула

М_х.в=128,9·10 ^-4·l·D_н·n^0,5·D^0,5_скв· ρ_р

Где – l –длина труб, м;

D_н- наружный диаметр труб ,м;

n- частота вращения долота(бур. колонны),мин^-1;

D_скв – диаметр скважины, м;

ρ_р – плотность бурового раствора кг/м³

Опытные значения m_уд для различных типов долот.

Тип долота По конструкции	Тип вооружения долота	Удельный момент, m_уд (Н^.м) /м^.кН)
Шарошечные	М	45
	МС	42
	С	37
	СТ	32
	Т	27
	К	22
Алмазные	Природные алмазы	60
	ИСМ	55
	PDC	70

1.7. Расчет бурильной колонны на выносливость

При вращении колонны бурильных труб под действием центробежных сил она приобретает волнообразную форму.

В результате в теле труб возникают изгибающие моменты и как следствие изгибные напряжения. Т.к. колонна вращается вокруг собственной оси, а не вокруг оси скважины, при каждом обороте сжатая и растянутая части меняются местами и происходит циклическое изменение изгибного напряжения, что приводит к вероятности усталостного слома бурильных труб. Наиболее опасные сечения – верхние сечения равнопрочной секции, участки искривления скважины, места резкого изменения жёсткости бурильной колонны.

Вычисляется угловая скорость (рад/сек)

ω=πn / 30cек^-1,

2.Определяется осевое усилие в выбранном сечении

Q=∑(qgl_iК_ρ)-G_д,

К_ρ - коэффициент ,учитывающий потерю веса в растворе,
G_д- вес части колонны ниже рассматриваемого сечения, Н.

3.Определяется длина полуволны синусоиды образовавшейся в результате потери устойчивости:

L_пв=q ω²±Q)

Q²- сила, вызывающая растягивающие или сжимающие напряжения.

4.Определяется изгибающий момент , возникший в результате потери устойчивости

, где δ – стрела прогиба трубы.

Определяется напряжение изгиба

, где W- осевой момент сопротивления,

5.Запас выносливости без учёта касательных напряжений определяется из выражения:

n_σ = σ_-1 / σ_а (1 +( σ_-1 σ / σ_в σ_а)^-1 где σ_в – предел прочности; σ_а – амплитуда колебания при изгибе, σ_а = σ_из

Эквивалентный запас выносливости при совместном действии изгибных и касательных напряжений определяется по формулам:

; ;

общий запас выносливости из выражения:

Необходимое условие - n_τ_σ≥ 1,3

Расчёт бурильных колонн выполняется в следующих случаях:

при разработке проекта на строительство скважин;
при составлении бурильной колонны из имеющихся труб;
при изменении условий эксплуатации бурильной колонны (например смена способа бурения, траектории скважины и т. д.);
при выполнении аварийных работ;
при подборе труб для секционного спуска обсадных колонн;
при работе ИПТ в случае полного опорожнения или вызова притока пластового флюида на устье;

Выбор компоновки бурильной колонны производится с учётом опыта и условий бурения на данной и соседних площадях в аналогичных геологических условиях. После предварительного выбора типоразмеров элементов бурильной колонны производится её расчёт..

Бурильная колонна может состоять из однотипных труб, а также из различных комплектов труб, отличающихся по диаметру, толщине стенки и материалу.

При роторном бурении, как правило, бурильную колонну составляют из стальных труб, при турбинном чаще используют комбинированную, состоящую из стальных труб в нижней части и алюминиевых в верхней.

При роторном бурении наибольшее внимание обращается на прочность, а при бурении с ГЗД- на герметичность и гидравлические характеристики бурильной колонны.В некоторых случаях при бурении в сложных, малоизученных геологических условиях при бурении параметрических, термальных, сверхглубоких скважин предпочтение отдаётся не оптимизации конструкции бурильной колонны по прочностным характеристикам и способности передавать на ГЗД энергию с минимальными потерями, а обеспечению максимальных запасов прочности. Размеры труб рекомендованы в таблице 1.

Таблица 1.

1 2 3 4 5 6 7 8

Похожие:

	Рабочие программы учебных дисциплин (модулей) министерство образования... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Методические указания Новокузнецк 2012 Министерство образования и... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Утверждено: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный сельскохозяйственный...		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		И науки российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Руководство, инструкция по применению