49. Определение внутренних и наружных избыточных давлений.

Определение внутренних давлений

а)Pвz= PплL - н g (L – z) при 0  z  L

б,в) Pвz = 0 при 0  z  Н

Pвz = н. g (z - Н) при Н  z  L.

г ) Рвz = PплL/еS при 0  z  L

д) при Н  z  L;

при 0  z  Н,

Определение наружных давлений

Pн_z=_пж^. g ^. z при 0  z  h,

Pн_z=_пж^. g ^. h + _цр^. g ^.( z-h)

Pн_z=_пж^. g ^. h + _гс . g. (z – h) при h  z  L

Pн_z = _гп ^. g ^.z

Определение избыточных давлений

Рни_L = [(Pгст.ц.р. + Ргст.пр.ж.) – Ргст.нефт.] ^. (1-К),

где: Pгст.ц.р – гидростатическое давление цементного раствора за обсадной колонной; Ргст.пр.ж. - гидростатическое давление промывочной жидкости за обсадной колонной;

Ргст.нефт. – гидростатическое давление столба нефти в скважине; К - коэффициент разгрузки цементного кольца.

Рви = {(1,1Ру + _ож . gL) – [_ц . g . (L – h) + g_пж. gh] (1 – K)

50. Принципы расчета обсадных колонн для нефтяных скважин.

51. Особенности расчета обсадных колонн для газовых скважин.

52. Особенности расчета промежуточных колонн и кондукторов. Промежуточные и эксплуатационные колонны, как правило, обвязываются с кондуктором, так чтобы эти колонны были в растянутом состоянии. Следовательно, на кондуктор будут действовать сжимающие осевые силы. Если хотя бы небольшой верхний участок, кондуктора является не зацементированным, то эти силы могут вызвать потерю устойчивости кондуктора, во избежании предельного изгиба выступающей части кондуктора необходимо выполнять условие: где: - сумма осевых сил приложенных к верхнему концу , кондуктора; - площадь поперечного сечения тела кондуктора; - допустимое напряжение осевого сжатия, величина которого зависит от жесткости свободного конца: Свободный конец кондуктора можно рассматривать как стержень с одним защемленным концом, а другим шарнирно опертым концом. В пределах свободного конца нежелательно иметь трубы, с неутолщенными концами на которых имеется резьба,, поскольку площадь сечения нарезанного , конца уменьшается, и следовательно, допустимая сжимающая нагрузка значительно меньше, чем собственно тело, трубы.

Весьма большое значение для устойчивости кондуктора имеет соосность колонн и кондуктора при обвязке. Если ось колонны смещена или имеет некоторый наклон к оси кондуктора, то сжимающая сила будет приложена также эксцентрично и устойчивость кондуктора существенно измениться.

53. Особенности расчета обсадных колонн в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах. Расчет обсадных колонн для наклонно направленных скважин производят согласно с учетом планируемого профиля на стадии проектирования или по фактическим данным инклинометрии ствола скважины.

Производят расчет наружного и внутреннего избыточного давлений. При этом расчетные глубины определяют как проекции глубин по стволу скважины на вертикальную плоскость. Расчетные глубины допускается определять графическим методом по проекции на вертикальную плоскость проектного или фактического профиля скважины. Проекцию участка скважины глубиной z` на вертикальную плоскость z определяют по формуле: z = z` -  z`, где  z` - удлинение на глубине z`. Определяется по фактическим данным инклинометрии ствола, а стадии проектирования – расчетным путем. При общем удлинении колонны не более чем на 50 м допускается расчет давлений производить так же, как для вертикальных скважин. Для построения эпюры избыточных давлений на вертикальной оси откладывают значения глубин по стволу скважины z`, соответствующие характерным точкам L, h`,H`, а в горизонтальном направлении от точек 1,2,3, откладывают значения давлений, определенных по значениям вертикальных проекций L, H₁, L₁. Полученные точки последовательно соединяют между собой.

Рассчитывают допускаемые растягивающие нагрузки для резьбовых соединений определяют согласно. Влияние изгиба Учитывается увеличением запаса прочности в зависимости от интенсивности искривления, размера и прочности соединения.

Интенсивность искривления ствола скважины (искривление на длине 10м в градусах) на стадии проектирования определяют по формуле _о = 573/ R, где R – проектный радиус искривления, м.

Для пробуренного ствола _о определяют по результатам инклинометрии. Коэффициент запаса прочности на растяжение для обсадных труб с треугольной резьбой на изогнутом участке ствола определяют по формуле:

где n₃ – коэффициент запаса прочности на растяжение, принимаемый для вертикальной колонны;  - коэффициент, учитывающий влияние размеров соединения и его прочностные характеристики 10; _{о -} интенсивность искривления. Допустимую нагрузку рассчитывают по выражению [P] = Pcт / n₃^`, Для труб с резьбами трапецеидального профиля и нормальным диаметром муфт (ОТТМ, ОТТГ, ТБО и импортных труб с резьбой «Батресс», «Экстрем Лайн», «VAM» и др.): -при интенсивности искривления скважин до 5⁰/10 м для труб диаметром до 168 мм и до 3⁰/10 м для труб диаметром выше 168 мм расчет на прочность соединения при растяжении производят так же, как для вертикальных скважин без учета действия изгибающих напряжений; -при интенсивности искривления от 3 до 5⁰/10 м для труб диаметром выше 168 мм допускаемая нагрузка на растяжение уменьшается на 10%.