1.1. Расчет убт
1.1.1. Диаметр основной ступени УБТ находим, по формуле (1):
при Dд =295,3 А =0,85·295,3=251 . Тогда (см. приложение 4) допустимы трубы диаметром 299 и 254 мм. Выбираем УБТ для первой (основной) ступени диаметром D01 = 254 мм . Внутренний диаметр d01 = 10 мм , вес погонного метра трубы q01 = 3,361
1.1.2. Проверка на
жесткость производится по условию (2),
принимая толщину стенки обсадной колонны
мм.
;
,
,
т.е. необходимая жесткость конструкции
обеспечена.
1.1.3. Для нахождения диаметров промежуточных ступеней УБТ необходимо знать диаметр 1-й секции бурильных труб (первой от низа бурильного инструмента), его определяем из условий (3) . Dок = 245 мм, что меньше 300, тогда 139,7· Dок ≤ dб1 ≤ 0,67· Dок.-15. В соответствии с таблицей наличия труб выбираем dб1 =112,7мм. Кроме того, для обеспечения плавного перехода по жесткости, следует выбрать трубу с максимальной толщиной стенки и повышенным пределом выносливости. Этим требованиям отвечает труба № 13 (см. таблицу 4.1)
1.1.4. Диаметр последней (примыкающей к бурильным трубам) ступени УБТ находим из соотношения (4)
,
Тогда, используя приложение 4 для последней ступени УБТ, выбираем трубу диаметром 178 мм.
Из
соотношения (5) получаем для ступени,
следующей за основной:
,
т.е.
согласно приложению 4
мм.
Для следующей ступени
,
т.е.
мм.
Итак, компоновка УБТ состоит из трех ступеней:
1-я диаметром 254 мм, 2-я – 203 мм и 3-я – 178 мм.
1.1.5.
Длину основной ступени определяем по
формуле (6) считая, что длина переходных
(
)
ступеней по 25 м
м.
Принимаем
м.
Общая
длина компоновки УБТ
м.
Общий вес УБТ Q0 = 3361·40 + 2146·25 + 1560·25 = 227,1 кн, вес в буровом растворе Qкнбк = 227,1· (1-1,6/7,85) = 181,7 кн.
1.1.6.
Количество центрирующих опор для
основной ступени находим, используя
условия (7).
Для этого определяем:
по формуле (10)
м4;
по формуле (9)
м;
по формуле (8)
м;
по формуле (7)
;
Количество опор
,
принимаем
.
Итак: основная ступень центрируется двумя центраторами, и еще один устанавливается между 2-й и 3-й ступенями.
1.2. Расчет бурильных труб 1-й секции
1.2.1.
Трубы для 1-й секции уже выбраны (см.
3.1.3) с учетом обеспечения перехода по
жесткости. Длину этой секции рекомендуется
брать 250-300 м. Согласно таблице 1 исходных
данных принимаем
м и производим проверки согласно разделам
2.2-2.5.
1.2.2. По наружному диаметру и диаметру замковых соединений трубы 13 удовлетворяют условиям (3) раздела 1.3.
1.2.3. По избыточным давлениям.
По формуле (11) определяем предельное внутреннее давление для трубы (σт берем из приложения 1).
МПа.
Допустимое внутреннее давление определяем по формуле (12)
.
Поскольку максимальное давление на насосах согласно исходным данным 25 МПа, то требования по внутренним избыточным давлениям удовлетворены.
1.2.4.
По статической прочности.
П
оскольку
длина 1-й секции бурильных труб определена
м, то переходим к расчету коэффициента
запаса по формуле (15), для этого по формуле
(29), используя приложение 3, определяем
кН.
Далее
по формуле(18) находим растягивающую
нагрузку, принимая ∆P
равным перепаду давления на долоте, а
вес компоновки УБТ в буровом растворе
см п. 3.1.5.
Н.
по формуле (18)
кН;
по
формуле (17)
МПа;
по формуле (16)
МПа;
по формуле (15)
,
что больше нормативного.
Таким образом, труба № 13 проходит по статической прочности.
1.2.5. Запас прочности по усталости.
Согласно примечанию к п.2.9.1 формула (19) для 1-й секции бурильных труб приводится к виду n1 = nσ
Для определения nσ рассчитываем:
по формуле (10)
м4;
по формуле (9)
м;
по формуле (8)
м.
Для
первой секции принимается
.
Далее:
по формуле (26)
м;
м;
по
формуле (25), принимая для стали
МПа
Н/м;
по формуле (24)
м3;
по формуле (23)
МПа;
по ф (21) σa= 30·0,5 =15 Мпа ;
по формуле (20), учитывая, что для 1-й секции σ’р = 0, а из приложений.2 и 1 σ-1=130 , σв= 637 Мпа, получим
.
В
данном частном случае
n1=nσ
т.е. n1
=6,2, что больше нормативного значения
1,5.
Таким образом, труба № 13 удовлетворяет всем условиям. Расчет первой секции окончен. Результаты необходимо записать в общую таблицу, см.прил.5:
интервал установки секции на конец бурения 3900-3650;
длина секции 250м;
тип трубы – ТБВК;
диаметр трубы 139,7 мм;
толщина стенки 11 мм;
группа прочности Д;
тип замка 3ШК-178;
вес секции Q1 = 400*250=100000 н=100 кн;
нарастающий вес Q∑ =100+227,1 =327,1кн;
запас прочности:
на внутреннее давление – n2= PT /Pн=69,3 / 25 = 2,8;
на статическое растяжение - n =3,32;
на усталостные напряжения - n1 =6,2.