Підбір труб із встановленими коефіцієнтами запасу міцності - раздел Философия, ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН Підбір Труб Здійснюється «Знизу-Вверх», Використовуючи Графоаналітичний Метод...
Підбір труб здійснюється «знизу-вверх», використовуючи графоаналітичний метод. Першу (нижню) секцію труб підбирають з умови міцності від дії зовнішнього надлишкового тиску, тобто
. (10.23)
Відповідно до величини pз кр, підбирають труби, які задовільняють умову (10.23).
Довжину першої секції, як правило, приймають рівною товщині продуктивного горизонту
l1 = H1 - H2, (10.24)
де l1 - довжина першої секції, м;
H1=H - глибина спуску колони, м;
H2 - глибина покрівлі продуктивного горизонту, м.
Вага секції (G1) визначається за формулою
, (10.25)
де q1 - приведена вага 1 п.м. колони, Н/м.
За епюром (рисунок 10.7 а) визначають величину зовнішнього надлишкового тиску pзн2 на верхній межі першої секції (на глибині H2) і підбирають труби для другої секції з умови (10.23), прийнявши 
= 1,0.
Визначають значення 
для труб другої секції із врахуванням розтягувальних навантажень від ваги першої секції (двоосьового навантаження)
, (10.26)
де pз кр2 - критичний тиск без врахування розтягу, Па;
G1 - осьова розтягувальна сила від ваги першої секції труб, Н;
Gт2 - розтягувальна сила, при якій напруження в тілі труби досягають границі текучості, Н.
Для одержаного значення 
за епюром (рисунок 10.7 а) визначають уточнену глибину спуску другої секції 
і уточнену довжину першої секції та її вагу
. (10.27)
Після цього перевіряють труби першої секції на внутрішній надлишковий тиск:
, (10.28)
де pв кр1 - внутрішній критичний тиск для першої секції;
pвн1 - внутрішній надлишковий тиск на глибині H'2, знайдений за епюром (рисунок 10.7 б).
Труби першої секції перевіряють також на міцність від розтягуючої сили:
, (10.29)
де 
- вага нижчележачих секцій труб, Н;
Gзр1 - зрушуюче навантаження для труб першої секції з трикутною різьбою, Н.
Для визначення довжини другої секції необхідно підібрати труби для третьої секції з меншою, порівняно з другою секцією, міцністю (pз кр3 < p з кр2 ). За епюром (рисунок 10.7 а) визначають допустиму глибину спуску цих труб H3. Визначають довжину другої секції із умови одноосьового навантаження, її вагу, а також сумарну вагу двох секцій
. (10.30)
Визначають величину 
для труб третьої секції за формулою (10.26) для умови двоосьового навантаження з врахуванням впливу розтягувального навантаження від ваги першої та другої секцій (SG1-2).
Для знайденого значення за епюром (рисунок 10.7 а) визначають уточнену глибину спуску третьої секції 
, уточнену довжину другої секції 
, її вагу 
і сумарну вагу двох секцій (
).
Перевіряють труби другої секції на внутрішній надлишковий тиск та на розтяг за формулами (10.28) і (10.29). Якщо ці дві умови виконуються, то аналогічно продовжують підбір наступних секцій труб з умови міцності від дії зовнішнього надлишкового тиску.
Якщо не виконується умова (10.28), то довжину даної секції уточнюють з умови міцності на внутрішній тиск. Для цього визначають допустимий внутрішній тиск для труб даної секції pв кр /n2 і за епюром внутрішнього надлишкового тиску (рисунок 10.7 б) встановлюють верхню межу секції. Визначають довжину даної секції, її вагу, а також сумарну вагу колони (SGi) і перевіряють умову (10.29). Довжини наступних секцій визначають з умови міцності на внутрішній тиск з перевіркою умови (10.29).
Якщо не виконується умова (10.29), то довжину даної секції уточнюють з умови розрахунку на розтяг:
, (10.31)
де [G]i - допустиме розтягуюче навантаження для труб даної секції, Н.
Для труб з різьбою трикутного профілю
. (10.32)
Для труб з різьбою трапецієвидного профілю
, (10.33)
де 
- мінімальне значення розтягуючого навантаження, вибране з трьох величин (Gт, Gр, Gвир), Н;
SGi-1 - сумарна вага секцій, розміщених нижче, Н.
Дану секцію називають розмежовуючою, і довжини наступних секцій (розміщених вище) вибирають з умови міцності на розтяг із міцніших труб:
(10.34)
Підібрані секції перевіряють на внутрішній надлишковий тиск за формулою (10.28).
Підбір секцій труб проводять до того часу, поки сумарна довжина всіх підібраних секцій не стане рівною довжині обсадної колони.
Все темы данного раздела:
Коротка історія розвитку буріння свердловин
Нафта і газ є горючими та змащувальними матеріалами, а також лікувальними засобами проти деяких хвороб і відомі людству з незапам'ятних часів. Нафта, один із найцінніших дарів Матінки-Природи, відо
Поняття про свердловину та її елементи
Свердловиною називають гірську умовно циліндричну виробку, що споруджується без доступу в неї людини і діаметр якої в багато разів менший від довжини (рисунок 1.1).
Початок свердловини наз
Класифікація свердловин за призначенням
За призначенням всі свердловини, що буряться з метою геологічного дослідження району, поділяються на опорні, параметричні, структурні, пошукові, розвідувальні, експлуатаційні і спеціальні.
Ударне буріння
Ударний спосіб вже майже 50 років практично не застосовується в нашій та зарубіжних країнах для буріння нафтових і газових свердловин. Проте у вугільній і гірничорудній промисловості, при інженерно
Обертальне буріння
При обертальному бурінні руйнування породи відбувається в результаті одночасної дії на долото осьового навантаження і крутного моменту. Під дією навантаження долото втискується в породу, а під дією
Ударно-обертальне буріння
При ударно-обертальному бурінні долото здійснює обертання з допомогою ротора і осьові коливання з певною амплітудою і частотою, які створюються вібраторами чи вібромолотами, встановленими на поверх
Основні параметри бурових установок
Спорудження нафтогазових свердловин здійснюють в різних геологічних та природно-кліматичних умовах. Залежно від геологічних умов та призначення свердловини в широких межах змінюються її глибина і к
Наземні споруди і бурове обладнання
До наземних споруд належать вишки, основи, укриття, містки і стелажі для бурильних і обсадних труб.
Бурова вишка призначена для підйому і спуску бурильної колони та обсадних труб у свердло
Принцип вибору бурової установки
Вихідними даними для визначення класу бурової установки є спосіб буріння, конструкція свердловини, компоновка і склад бурильної колони та ін.
Відповідно до чинного стандарту колишнього СРС
Призначення та класифікація породоруйнуючого інструменту
Породоруйнуючі інструменти (бурові долота) призначені для руйнування гірської породи в процесі буріння свердловин.
Руйнування будь-якої гірської породи при обертальному бурінні відбуваєтьс
Лопатеві долота
При бурінні нафтових і газових свердловин застосовують лопатеві долота ріжуче-сколюючого і ріжуче-стираючого типів. До першої різновидності належать дво- (2Л) і трилопатеві (3Л) долота, а до другої
Шарошкові долота
Основний обсяг буріння нафтових і газових свердловин виконується шарошковими долотами. Шарошкові долота мають такі переваги порівняно з лопатевими:
а) площа контакту шарошкових доліт з виб
Таблиця 3.1 – Область застосування тришарошкових доліт
Тип долота
Гірська порода
М
М’яка
МЗ
М’яка абразивна
МС
Алмазні долота
Алмазні долота призначені для руйнування різанням (мікрорізанням) і стиранням неабразивних порід середньої твердості і твердих. Враховуючи високу вартість алмазних доліт, їх доцільно застосовувати
Твердосплавні долота
Поряд з алмазними широко застосовуються твердосплавні долота, контактні сектори яких укріплені твердими сплавами. При бурінні з вибійними двигунами в неабразивних породах середньої твердості добрі
Бурові долота для буріння з відбором керна
Всі бурові долота для буріння з відбором керну (снаряди) складаються з таких елементів (рисунок 3.8):
1 – бурильної головки;
2 – зовнішнього корпуса;
3 – внутрішньої коло
Бурові долота спеціального призначення
З цієї групи доліт найбільше застосування одержали:
1 Пікоподібні долота. Застосовують для створення плавного переходу ствола свердловини з великого діаметра на менший при розбурюванні цем
Техніко-економічні показники роботи бурових доліт
Ефективність роботи долота на вибої оцінюють багатьма показниками, основними з яких є проходка на долото, механічна і рейсова швидкості буріння та собівартість 1 м проходки.
1 Проходка на
Турбобури
Турбобур – вибійний гідравлічний двигун, в якого гідравлічна енергія потоку промивальної рідини перетворюється в механічну роботу вихідного валу, до якого приєднується долото. Як гідравлічний двигу
Гвинтові вибійні двигуни
За принципом дії гвинтові двигуни належать до об’ємних роторних машин. Основними елементами робочих органів таких машин є:
– статор-корпус з порожнинами, що прилягають кінцями до камер вис
Електробури
Електробур – це вибійний буровий двигун, який перетворює електричну енергію в механічну на вихідному валу. Електробур складається з електродвигуна, шпинделя і системи захисту цих механізмів від про
Бурильні труби та з’єднувальні муфти
Відповідно до стандарту виготовляють такі типи стальних бурильних труб:
а) з висадженими всередину кінцями і з’єднувальними муфтами до них (ТБВ) (рисунок 5.1а);
б) з висадж
Бурильні замки
У процесі спуску і підйому бурильної колони недоцільно згвинчувати всі труби, з яких зібрана колона. Набагато швидше здійснювати спуско-підіймальні операції при згвинчуванні-розгвинчуванні декілько
З висадженими кінцями типів 1 і 2
Замки ЗН і ЗШ використовують для з’єднання бурильних труб з висадженими всередину кінцями. Значне звуження прохідного отвору в бурильних замках типу ЗН значно збільшує втрати тиску
Технологічне оснащення бурильної колони
Для покращання умов експлуатації бурильної колони в ній встановлюють фільтр, зворотний клапан, а на ній - запобіжні кільця, калібратори, центратори, стабілізатори.
Фільтр призначений для о
Поняття про режим буріння та його параметри
Ефективність руйнування породи долотом залежить від багатьох факторів: осьового навантаження на долото, частоти його обертання, чистоти вибою свердловини, конструкції долота, властивостей породи та
Вплив параметрів режиму буріння на механічну швидкість проходки
Розглянемо, як впливають режимні параметри на механічну швидкість буріння шарошкових доліт при рівних інших умовах у початковий період роботи, коли знос озброєння і опор доліт ще не впливає на ефек
Режиму буріння
Осьове навантаження на долото при бурінні шарошковими долотами здійснюється, виходячи з умови об’ємного руйнування гірської породи
Класифікація бурових промивальних рідин
Промивальна рідина складається, як правило, з дисперсійного середовища, рівномірно розподіленої в ньому дисперсної фази і невеликої кількості хімічних реагентів, які призначені для регулювання тих
Основні властивості та параметри промивальних рідин, методи їх контролю
Густина - це маса одиниці об’єму промивальної рідини (r, кг/м3). Вона характеризує здатність промивальної рідини здійснювати в свердловині гідродинамічні і гідростатичні фу
Рідини з диспергованою твердою фазою
При змішуванні різних речовин з водою можна одержати:
а) дійсні розчини - цілком однорідні і прозорі розчини, які не змінюються при дуже тривалому зберіганні;
б) колоїдні розчини
Суспензії з конденсованою твердою фазою
Конденсація - це добавлення в дійсний розчин електролітів (розсолів) різних лугів, які утворюють з іонами солей важкорозчинні сполуки.
Суспензії з конденсованою твердою фазою одержують з в
Полімерні недиспергуючі рідини
Основу такої рідини складає водний розчин одного або двох високомолекулярних полімерів. Полімери призначені для зменшення водовіддачі, попередження диспергації частинок розбурюваних кальцієвих глин
Промивальні рідини на вуглеводневій основі
Промивальні рідини на вуглеводневій основі призначені для розкриття нафтоносних пластів, відбору керна, коли необхідно одержати взірці порід, не забруднені фільтратом; для розбурювання глинистих по
Аеровані промивальні рідини
Аерованими називають промивальні рідини, в які введено газовий компонент, що надає їм нові властивості. Ці рідини займають проміжне становище між рідкими і газоподібними агентами. Вони застосовують
Газоподібні агенти
Газоподібні агенти застосовують при бурінні в стійких інтервалах з низькими коефіцієнтами аномальності пластового тиску, в яких немає інтенсивних припливів пластових вод. При цьому суттєво покращую
Промивальних рідин на водній основі
У процесі буріння в промивальну рідину надходять частинки вибурених порід, які часто містять водорозчинні компоненти, а також мінералізовані і прісні пластові води. Збільшення вмісту іонів і зміна
Приготування бурових промивальних рідин
Промивальні рідини можна готувати безпосередньо на буровій або централізовано на глинозаводі, який обслуговує дільницю чи район. Рідину, що приготовлена на заводі, транспортують або спеціально прок
Очищення бурових промивальних рідин
Промивальну рідину необхідно очищати від вибуреної породи, абразивних частинок, що містяться у вихідному матеріалі, а деколи і від надлишкової твердої фази. Це пов’язано з тим, що частинки вибурено
Причини та класифікація ускладнень
Ускладнення - це технологічна ситуація, яка призводить до порушення нормального ходу процесу буріння свердловини. Основні причини ускладнень:
а) складні гірничо-геологічні умови буріння в
Тампонажних розчинів
Причина поглинань - порушення рівноваги гідравлічного тиску в свердловині pс і поглинаючому горизонті [p], які призводять до відходу технологічної рідини в пласт при p
Флюїдопроявлення
Причина флюїдопроявлень - порушення рівноваги гідравлічного тиску в свердловині pc і проявляючому пласті pпл, що призводить до надходження флюїду із пласта в св
Порушення цілісності стінок свердловини
Причини ускладнень:
а) порушення умов механічної міцності гірської породи в стінці свердловини внаслідок дії: статичних навантажень; знакозмінних навантажень (нестаціонарні гідромеханічні
Прихоплювання колони труб
Нерідко для підйому колони із свердловини необхідно прикласти навантаження, що значно перевищує вагу колони. Таке ускладнення називають затяжкою. Якщо зрушити колону з місця не вдається, прикладаюч
Основні поняття про викривлення свердловин
Свердловини бурять вертикальні і похиловикривлені. У першому випадку вживають заходи, спрямовані на попередження викривлення, а в другому бурять свердловину з похилим або похиловикривленим положенн
Причини самовільного викривлення свердловин та їх наслідки
Розрізняють декілька типів причин, які сприяють самовільному викривленню свердловин.
1 Причини геологічного характеру:
a) анізотропія, шаруватість, сланцюватість, тріщинуватість г
Свердловин
Буріння похилонаправлених свердловин ведеться у таких випадках:
- при необхідності пробурити свердловину під дно моря, озера, річки, каналу, а також під яри і гори;
- коли буріння
Профілі похилих свердловин
Велике значення при похилонаправленому бурінні має правильний вибір профілю свердловини. Раціональний профіль дозволяє скоротити до мінімуму роботи з відхилювачем, забезпечує необхідне зміщення виб
Види буріння похилих свердловин
У даний час застосовують такі види буріння свердловин:
а) послідовне буріння декількох похилих свердловин з одного майданчика, або так зване кущове буріння;
б) паралельне буріння
Та її елементи
Під конструкцією свердловини мається на увазі схема її побудови, яка включає сукупність даних про:
– кількість обсадних колон та інтервали їх спуску;
– діаметри обсадних колон та
Принципи проектування конструкцій свердловини
Вибір кількості і глибин спуску обсадних колон. В основі методики проектування конструкції свердловини є питання встановлення кількості і глибин спуску обсадних колон, які визначаються на ос
Та iндексу тиску гiдророзриву
При проектуванні конструкції перших пошуково-розвідувальних свердловин необхідно передбачити в конструкції можливість спуску резервної колони.
Вибір діаметрів обсадних колон і доліт
Таблиця 10.2 - Газові свердловини
Сумарний дебіт, тис. м3/добу
до 75
до 250
до 500
до 1000
до 5000
Прибли
Таблиця 10.3 – Рекомендовані значення радіального зазору
Зовнішній діаметр обсадної колони,мм
114-127
140-168
178-194
219-245
273-299
324-351
Обсадні труби та їх з’єднання
Обсадну колону компонують із стальних суцільнокатаних труб, які з’єднуються між собою з допомогою різьби або зварки. Обсадні труби для нафтових і газових свердловин виготовляють у відповідності з
Умови роботи обсадних колон у свердловині
Умови роботи обсадних колон залежать від виду колони, періоду її експлуатації і призначення свердловини. Навантаження, що діють на обсадну колону в процесі будівництва і експлуатації, змінюються.
Принципи розрахунку обсадних колон на міцність
Максимальних значень основні навантаження досягають у різний період роботи колони труб, причому найбільші зовнішні надлишкові тиски, як правило, діють на нижню ділянку колони, а найбільші внутрішні
Визначення зовнішніх і внутрішніх надлишкових тисків
Зовнішній надлишковий тиск pзн , що діє на нижню частину експлуатаційної колони, буде найбільшим на кінцевій стадії роботи свердловини, тобто коли внутрішній тиск у колоні буде мі
Надлишкових тисків
в) в зацементованй зоні відкритого ствола зовнішній тиск на колону після ОЗЦ визначають із врахуванням пластового тиску
Обсадних колон
Діаметр колони, мм
114 -127
140 -146
178 -194
219 -245
273 -351
377 -508
Визначення міцнісних характеристик обсадних труб
За характеристику опору труби, зім’ятої під дією рівномірного зовнішнього тиску, беруть так званий критичний тиск pзкр, тобто такий зовнішній тиск, при якому напруження на внутріш
Таблиця 10.5 – Значення коефіцієнтів запасу міцності
на розтяг n3
Діаметр
труби, мм
Довжина
колони, м
Коефіцієнт запасу міцності
Оснащення низу обсадних колон
У конструкцію низу обсадної колони входять направляюча пробка, башмак, башмачний патрубок, зворотний клапан та упорне кільце (кільце “стоп”).
Направляюча пробка прикріплюється до башмака (
Мета та способи цементування свердловин
Цементуванням називають процес заповнення заданого інтервалу свердловини суспензією в’яжучих матеріалів, здатної загустівати у стані спокою і перетворюватися в тверде, практично непроникне тіло.
Тампонажні матеріали, їх класифікація
Тампонажними називають матеріали, які при змішуванні з водою або водними розчинами солей, утворюють суспензії, здатні в умовах свердловини з часом перетворюватися в практично непроникне тверде тіло
Таблиця 11.1 - Речовинний склад цементу
Тип
цементу
Вміст
клінкеру,
%
Вміст добавки, %
Мінеральна добавка
Спеціальна добавка, яка полегшує або
Властивості сухого тампонажного порошку
1 Густина. Під густиною тампонажного цементу, що містить у своєму складі частинки різної густини, розуміють середньозважену густину речовин, які входять до його складу.
Властивості тампонажного розчину
При змішуванні порошкоподібного портландцементу з рідиною утворюється суспензія тієї чи іншої концентрації, яка характеризується водоцементним відношенням (W) - відношення маси води (або інш
Властивості тампонажного каменю
Основними фізико-хімічними характеристиками цементного каменю є його міцність, проникність, об’ємні зміни і корозійна стійкість.
Міцність цементного каменю характеризується тимчасовим опор
Обладнання для цементування свердловин
Для цементування свердловин використовують спеціальну техніку: змішувальні машини, насосні цементувальні агрегати, станцію контролю цементування (СКЦ), блок маніфольдів, спеціальну ємність для змі
Вплив промивальної рідини на колекторські властивості продуктивного пласта
Тривалі промислові спостереження і спеціальні дослідження показали, що промивальна рідина може суттєво вплинути на термін освоєння свердловини і величину припливу нафти або газу. Існує багато прикл
Горизонтів
Під первинним розкриттям розуміють комплекс робіт, пов’язаний з розбурюванням продуктивного пласта, забезпеченням міцності і стійкості привибійної частини свердловини. Існує декілька способів розкр
Продуктивних горизонтів
Після розбурювання продуктивного пласта закріплюють його експлуатаційною колоною і цементують. Для сполучення внутрішньої порожнини обсадної колони з продуктивним пластом у колоні і
Завдання та способи випробування перспективних горизонтів
Одним з найважливіших завдань при бурінні на нових або мало вивчених площах є виявлення всіх горизонтів, в яких вміщується нафта чи газ, оцінка промислових запасів вуглеводнів у них. У значній мірі
З допомогою пластовипробувача
За крутизною кривої припливу в другому відкритому періоді можна судити про інтенсивність надходження рідини з пласта. Чим швидше зростає тиск в цей період, тим інтенсивніший приплив. Якщо манометр
Перфорацією
Для гідродинамічного зв’язку експлуатаційної колони з продуктивним пластом після затвердіння тампонажного розчину необхідно пробити достатню кількість отворів через обсадну колону, тампонажний камі
Свердловин
Під освоєнням розуміють комплекс робіт пов’язаний з викликом припливу рідини з продуктивного пласта, очищенням приствольної зони від забруднення і забезпеченням умов для одержання вищої продуктивно
ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ
1 Коцкулич Я.С. Буріння нафтових і газових свердловин: Підручник / Я.С. Коцкулич, Я.М. Кочкодан.– Коломия: ВПТ "Вік", 1999. – 504 с.
2 Коцкулич Я.С. Закінчування
Новости и инфо для студентов