
- •65 Технология бурения нефтяных и газовых скважин,
- •Технология бурения нефтяных и газовых скважин
- •Институт природных ресурсов – ипр
- •Раздел 1. Общие сведения о бурении скважин
- •1.1. Назначение, цели бурения, конструкция скважин
- •1.2. Технологические циклы бурения и строительства скважин
- •1.3. Основные способы бурения скважин
- •1.4. Основные способы бурения скважин на нефть и газ
- •1.5. Перспективы использования новейших энергетических источников для целей бурения скважин
- •1.6. Способы направленного бурения скважин на нефть и газ
- •1.7. Бурение на акваториях
- •Раздел 2. Основные закономерности поведения горных пород при механическом разрушении
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Механические и абразивные свойства горных пород
- •2.3. Влияние всестороннего давления и температуры на некоторые свойства горных пород
- •2.4. Основные закономерности разрушения горных пород
- •2.5. Влияние забойной гидродинамики на процессы разрушения горных пород при бурении скважин
- •2.6. Влияние показателей свойств буровых растворов и их типов на эффективность разрушения породы на забое скважины
- •2.7. Влияние режима промывки на скорость бурения
- •2.8. Энергетика процессов разрушения горных пород
- •3. Гидроаэромеханика в бурении
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Методы определения основных реологических характеристик буровых растворов
- •3.3. Гидродинамика при спускоподъемных операциях
- •3.4. Местные гидравлические сопротивления
- •(Буровые долота)
- •8.1. Классификация буровых долот:
- •8.2. Шарошечный породоразрушающий инструмент (при):
- •9.1. Лопастные долота
- •9.2. Фрезерные долота
- •9.3. Долота исм
- •9.4. Алмазные долота
- •9.5. Породоразрушающий инструмент режуще-скалывающего действия типа pdc с алмазно-твердосплавными пластинами (атп)
- •9.5.1. Общие положения
- •9.5.2. Изготовление резцов атп
- •9.5.3. Геометрия долот pdс
- •9.5.4. Технико-технологические характеристики отечественного породоразрушающего инструмента режуще-скалывающего действия с импортными алмазно-твердосплавными пластинами
- •10.1. Шарошечные бурильные головки
- •10.2. Лопастные, фрезерные и твердосплавные бурильные головки
- •10.3. Алмазные бурильные головки и бурильные головки исм
- •10.4. Керноприемныи инструмент
- •10.5. Расширители
- •10.6. Калибрующе-центрирующий инструмент
- •11.1. Общие положения:
- •11.2. Трубы бурильные ведущие
- •11.3. Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним
- •11.4. Замки для бурильных труб с высаженными концами
- •12.1. Трубы бурильные с приваренными замками
- •12.2. Легкосплавные бурильные трубы
- •12.3. Утяжеленные бурильные трубы
- •12.3.1. Утяжеленные бурильные сбалансированные трубы убтс-2
- •12.3.2. Утяжеленные бурильные трубы (горячекатаные)
- •12.3.3. Утяжеленные бурильные трубы с замками убтсз
- •12.4. Переводники для бурильных колонн
- •12.5. Резиновые кольца для бурильных труб
- •12.6. Обратные клапаны для бурильных труб
- •12.7. Опорно-центрирующие элементы
- •13.1. Проектирование бурильной колонны
- •13.1.1.Основные определения
- •13.1.2. Нагрузки, действующие на бурильную колонну
- •Общий порядок проектирования и расчета бурильных колонн
- •13.1.4. Расчет убт
- •Соотношения диметров долот и основной ступени убт, мм
- •Рекомендуемые соотношения диаметров обсадных и бурильных колонн, мм
- •Отношение диаметров долот и наибольших поперечных размеров промежуточных опор, мм
- •Рекомендуемые моменты свинчивания убт, кГс·м
- •13.1.5. Общие положения проектирования колонны бурильных труб
- •Расчет запасов прочности по усталости колонны бурильных труб
- •Механические свойства материала бурильных труб
- •Геометрические и весовые характеристики бурильных труб
- •Определение длины секции бт
- •13.1.7.1. Определение наибольшей допустимой длины секции бт
- •13.1.7.2. Корректировка допускаемой длины секций исходя из действующих эквивалентных напряжений
- •Расчет бурильных труб на избыточное давление
- •Расчет замковых соединений
- •13.1.10. Расчет допустимой глубины спуска кбт на клиновых захватах
- •13.1.11. Проверочный расчет бк
- •14.1. Общие положения
- •14.2. Выбор способа бурения
- •14.3. Забойные двигатели
- •14.3.1. Турбобуры. Турбинное бурение
- •15.1. Турбины современных турбобуров
- •15.2. Регулирование характеристики турбобура
- •15.3. Проектирование характеристики турбобура
- •15.1. Общие положения:
- •15.2. Методологическая концепция процесса проектирования турбобуров:
- •15.3. Методика расчета энергетических характеристик турбобуров:
- •Пример расчета характеристики турбобура
- •16.1. Бурение винтовыми забойными двигателями
- •16.2. Турбовинтовые гидравлические двигатели
- •17.1. Электробуры. Электробурение
- •17.2. Роторное бурение
- •18.1. Механическое углубление: показатели и параметры режимов бурения
- •1. Вводные понятия
- •2. Влияние различных факторов на процесс бурения
- •18.2. Влияние дифференциального и угнетающего давлений на разрушение горных пород
- •19.1. Перспективы внедрения способов местного регулирование давления в зоне разрушения (дифференциального давления) в практику бурения.
- •20.1. Проектирование режимов бурения
- •20.1.1. Обоснование класса и типоразмеров породоразрушающих инструментов по интервалам бурения:
- •Статистический анализ отработки долот в аналогичных геолого-технических условий.
- •20.1.4. Расчет необходимого расхода очистного агента
- •20.2. Рациональная отработка долот
- •Список нормативно-справочных и инструктивно-методических материалов, рекомендуемых при изучении технологии бурения нефтяных и газовых скважин
Геометрические и весовые характеристики бурильных труб
Тип БТ |
Наружный (условный) диаметр трубы, мм |
Толщина стенки, мм |
Внутренний диаметр, мм |
Площадь поперечного сечения, мм2 |
Площадь опасного сечения, мм2 |
Осевой момент инерции поперечного сечения, мм2 |
Осевой момент сопротивления, см3 |
Приведенный вес 1 м трубы, кГс/м |
Тип замкового соединения |
||
тела |
канала |
гладкой части трубы |
высажен. конца в опасном сечении |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ТБВ |
114,3 (114) |
7 8 9 10 11 |
100,3 98,3 96,3 64,3 92,3 |
2360 2672 2977 3277 3570 |
7901 7589 7284 6984 6691 |
3225 3774 4299 4798 5039 |
341,0 379,5 415,7 449,7 481,6 |
59,67 66,40 72,73 78,68 84,26 |
73,69 83,25 91,55 98,72 101,90 |
21,7 24,2 26,0 28,3 30,6 |
ЗШ-146 |
127,0 (127) |
7 8 9 10 |
113,0 111,0 109,0 107,0 |
2639 2991 3336 3676 |
10029 9677 9331 8992 |
3587 4218 4825 5406 |
476,6 531,8 584,4 633,5 |
75,06 83,75 91,98 99,77 |
93,40 106,4 117,9 128,0 |
24,0 26,8 29,5 32,1 |
ЗУ-155 |
|
139,7 (140) |
8 9 10 11 |
123,7 121,7 119,7 117,7 |
3310 3695 3695 4448 |
12018 11632 11632 10880 |
4963 5652 6316 7264 |
720,3 792,8 861,9 927,6 |
103,1 113,5 123,4 132,6 |
141,5 156,6 170,1 132,8 |
31,0 34,6 37,0 39,9 |
ЗШ-178 |
|
ТБН |
114,3 (114) |
8 9 10 11 |
98,3 96,3 94,3 92,3 |
2672 2977 3177 3570 |
7589 7284 6984 6691 |
3338 3662 3979 4290 |
379,5 415,7 449,7 481,6 |
66,40 72,73 78,68 84,26 |
88,00 96,00 101,6 107,8 |
24,2 26,5 28,8 31,1 |
ЗУ-155 |
139,7 (140) |
8 9 10 11 |
123,7 121,7119,7 117,7 |
3310 3695 4075 4448 |
12018 11632 11253 10880 |
4561 4963 5359 5748 |
720,3 792,3 861,9 927,6 |
103,1 113,5 123,4 132,8 |
148,7 159,6 170,1 180,1 |
30,4 33,3 36,2 39,1 |
ЗУ-185 |
|
ТБВК |
114,3 (114) |
9 10 11 |
96,3 94,3 92,3 |
2977 3277 3570 |
7284 6984 6691 |
- - - |
415,7 449,7 481,6 |
72,73 78,68 84,26 |
- - - |
26,6 28,9 31,1 |
ЗУК-146 |
127,0 (127) |
9 10 |
109,0 107,0 |
3336 3676 |
9331 8992 |
- - |
584,1 633,5 |
91,98 99,77 |
- - |
29,5 32,1 |
ЗУК-155 |
|
139,7 (140) |
9 10 11 |
121,7 119,7117,7 |
3695 4075 4448 |
11632 11253 10880 |
- - - |
792,8 861,9 927,6 |
113,5 123,4 132,8 |
- - - |
34,4 37,2 40,0 |
3ШК-178 |
|
ТБПК |
114,3 (114) |
8,6 10,9 |
97,1 92,5 |
2856 3541 |
7405 6720 |
- - |
401,5 418,5 |
10,25 83,72 |
- - |
27,37 33,19 |
ЗП-159-83 ЗП-159-76 |
127,0 (127) |
9,2 12,7 |
108,6 101,6 |
3405 4560 |
9263 8107 |
- - |
594,2 153,9 |
93,57 118,7 |
- - |
31,22 40,60 |
ЗП-162-95 ЗП-162-89 |
|
ТБПН |
114,3 (114) |
8,6 10,9 |
97,1 92,5 |
2856 3541 |
1405 6720 |
- - |
401,5 478,5 |
70,25 83,72 |
- - |
26,90 32,77 |
ЗП-162-95 ЗП-162-89 |
127,0 (127) |
9,2 12,7 |
108,6 101,6 |
3405 4560 |
9263 8107 |
- - |
594,2 753,9 |
93,57 118,7 |
- - |
33,00 43,00 |
ЗП-178-102 ЗП-178-95 |
|
ЛБТ |
114 |
10 |
94 |
3267 |
6940 |
- |
445,8 |
78,21 |
87,75 |
11,2 |
ЗЛ-140 |
129 |
9 11 |
111 107 |
3393 4078 |
9677 8992 |
- - |
614,2 715,2 |
95,22 111,0 |
118,3 129,7 |
12,2 14,0 |
ЗЛ-152 |
|
147 |
9 11 13 15 17 |
129 125 121 117 113 |
3902 4700 5473 6220 6943 |
13070 12272 11499 10751 10029 |
- - - - - |
992,8 1094,0 1240,0 1372,0 1492,0 |
126,9 148,8 168,7 186,7 203,0 |
161,1 177,7 199,7 212,3 223,6 |
14,4 16,5 18,6 20,6 22,5 |
ЗЛ-172 |
В общем случае крутящий момент МК может быть определен как сумма моментов, затраченных на вращение колонны бурильных труб и разрушение горной породы на забое скважины по известной методике.
Однако в проектировочных расчетах приближенное значение МК может быть определено по формуле
,
(45)
где Кτ – коэффициент, учитывающий влияние касательных напряжений на уровень напряженного состояния трубы, для вертикальных скважин Кτ= 1,04, для наклонно направленных Кτ = 1,1;
σр ‑ напряжение растяжения в теле трубы, кГс/мм2..
Значение σр рассчитывается по следующей формуле:
σр = Q/F, (46)
Где величина растягивающей нагрузки рассчитывается по формулам (14), (28), (37-38), (41) в зависимости от типа профиля скважины и типа участка профиля скважины.
WK - полярный момент сопротивления сечения по телу трубы, см3 (см. формулу (44). Касательные напряжения (Мпа, кгс/см2) в рассматриваемом сечении рассчитываются:
τ= МК / WK‑ (46-а)