Промывка скважин

     

     Эксплуатационная колонна перекрывает продуктивный пласт. Поэтому при расчете р_ни следует учесть коэффициент разгрузки k_p:

     

     Против  продуктивного пласта и выше на 50 м необходимо взять повышенный запас прочности на смятие. Поэтому:

     

     В результате преобразований получаем конечный график, выделенный толстой линией. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2.2 – К расчету обсадной колонны  на наружное избыточное давление 

 

      2.4.2 Конструирование равнопрочной обсадной колонны 
 

     Конструирование равнопрочной обсадной колонны проводится с графическим определением предельных глубин спуска труб с разной толщиной стенки.

     Диаметр эксплуатационной колонны – d = 146 мм.

     Толщину стенки труб первой секции выбираем, сопоставив величину наибольшего р_нир = 22,3 МПа с величинами р_см. Давлению 22,3 МПа соответствуют ближайшие трубы с толщиной стенки d₁ = 7,7 мм (р_см1 = 24,0  МПа). Вторая секция будет составлена из труб с d₂ = 7,0 мм (р_см2 = 20,1 МПа). По точке пересечения с графиком р_ни от z находим предварительную глубину спуска второй секции труб:

     z₂' = 1860 м.

     Проверка на соответствие внутреннему избыточному давлению.

     

     Расчеты показали, что давления опрессовки р_опр.ц =21,46 МПа,

р_опр.н=12,5 МПа, р_опр.и=0,56 МПа. Наибольшее давление опрессовки 21,46<25,2 МПа для минимальной толщины стенки труб. Поэтому при формировании первой и последующих секций колонны уточнение конструкции с учетом внутреннего давления не требуется.

     Предварительная длина первой секции:

     

     Предварительный вес первой секции:

     

     где f₁ - вес погонного метра трубы первой секции, Н/м.

     Проведем уточнение р_см2 :

     

     Уточняем  глубину спуска второй трубы с  помощью графика: z₂ = 1750 м. Соответственно уточняем длину и вес первой секции:

     

 

      Трубы на границе секций надо проверить  на страгивание резьбы:

     

     где F_c2 – предельная страгивающая нагрузка,

           [k_c] – допустимый запас прочности на страгивание. 

     Формирование  второй секции.

     

     Предварительная длина второй секции:

     

     Предварительный вес второй секции:

     

     Уточним сминающее давление для трубы  третьей секции

     

     Уточняем  глубину спуска третьей трубы  с помощью графика: z₃ = 1500 м. Уточняем длину и вес второй секции:

     

     Трубы на границе секций надо проверить на страгивание резьбы:

       т.е. трубы второй секции выдержали проверку на страгивание. 

     Формирование  третьей секции.

     

     Из  условия k_c = [k_c] = 1,15 вычисляем возможную длину третьей секции. 

     

       

     Вес третьей колонны:

     

     Глубина, на которой заканчивается пятая секция:

        
 

     Формирование  четвертой секции.

     

     Из  условия k_c = [k_c] = 1,15 вычисляем возможную длину четвёртой секции. 
 

       

     Вес третьей колонны:

     

     Глубина, на которой заканчивается пятая секция:

        

     

     

     Формирование  пятой секции.

     Из  условия k_c = [k_c] = 1,15 вычисляем возможную длину пятой секции.

       

       

     Вес пятой колонны:

     

     Глубина, на которой заканчивается шестая секция:

        

     Формирование  шестой секции.

     k_c = [k_c] = 1,15

     

     Т.к. длина шестой секции меньше длины пятой, то рассчитаем ее вес и сделаем проверку на страгивание:

     

       

     Результаты  вычислений занесем в таблицу. 

     Таблица 1.1 – Параметры обсадной колонны

     

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Выбор долота для  заданного интервала бурения 

     3.1 Предварительный  выбор долота и расчет мощности 
 

     Определяем  среднюю арифметическую твердости  горных пород по штампу:

     

     Далее определяем среднее квадратическое s_ш отклонение величин p_ш:

     

     

     Наибольшее  значение величин H_в:

     

     С помощью номограмм выбираем долото первого класса типа Т, альтернативное долото второго класса – долото типа СЗ. 
 
 

       

Рисунок 3.1 – Номограммы для выбора типов  долот:

     а – для долот первого класса, б – для долот второго класса 

     Согласно  заданию, частота вращения долота n_д = 460 об/мин, поэтому из предложенных типов опор целесообразно выбрать опору типа В, предназначенную для частоты вращения в диапазоне 450 –600 об/мин.

     Система промывки у долот с опорами типа В и типа Т, СЗ: центральная.

     Полный шифр выбранных долот по ГОСТ:

190,5Т-ЦВ, 190,5СЗ-ГН. 
 

Шифр  выбранных долот по коду МАБП (code IADC):

code 311,code 621.

     Рассчитаем крутящий момент М_д и мощность N на долоте:

     

     где m₀ – удельный момент, необходимый для вращения при единичной нагрузке долота единичного диаметра, G_п – предельная осевая нагрузка на долото, n_д – частота вращения долота. 

     3.2 Оценка долговечности  вооружения и опор  шарошек и решение  о классе долота 
 

     Долото  для четвертого интервала бурения должно удовлетворять следующим условиям:

1. соответствовать твердости горных пород;
2. обеспечивать наиболее высокую область разрушения пород по сравнению с альтернативными долотами;
3. вооружение шарошечного долота первого класса должно обеспечивать использование ресурса опоры.

     Проведем  расчет долговечности долота первого класса 190,5Т-ГН. Литология четвёртого интервала – доломиты. Доломиты относятся к кристалическим горным породам, соответственно, для него уравнение для определения времени Т изнашивания будет иметь следующий вид:

     

     где b₀ – начальное притупление зубьев, h – износ зуба по высоте, γ – половина угла при вершине зуба, A и k – параметры зависимости a от N_уд, a – скорость изнашивания вооружения по высоте, N_i – интенсивность мощности трения.

       Зависимость a от N_уд для кристаллических пород имеет вид:

     

     

     

     Определяем  значение половины угла при вершине  зуба:

     

     Расчет  интенсивности мощности:

     

     где А_с – доля мощности, реализуемая долотом на трение-скалывание породы; k₀ – коэффициент формы зуба долота (принять k₀ = 1,4); l – средняя взвешенная длина рабочей поверхности зуба, ∑z -  суммарное число зубьев на шарожках.

     Для 190,5Т-ЦВ

     

     Вооружение  долота считается изношенным, если

     

     Подставив все вычисления в формулу, получим:

     

     Определяем  величину стойкости опоры:

     

       значит предпочтительным является долото первого класса, как более дешевое.