10.6.2 Визначення міцнісних характеристик обсадних труб

За характеристику опору труби, зім’ятої під дією рівномірного зовнішнього тиску, беруть так званий критичний тиск p_зкр, тобто такий зовнішній тиск, при якому напруження на внутрішній поверхні труби досягає межі текучості. Величину критичного тиску визначають за формулою Г. М. Саркісова, яка враховує овальність і різностінність труб.

Якщо одночасно із зовнішнім надлишковим тиском на трубу діє розтягуюча сила, то величина критичного тиску зменшується.

Якщо в трубі створити рівномірний внутрішній тиск, то вона може розірватись, як тільки величина приведеного напруження перевищить межу текучості. За міцнісну характеристику опору труби розриву від дії внутрішнього тиску приймають тиск p_вкр, при якому напруження на внутрішній поверхні труби досягне границі текучості. Величину цього тиску визначають за формулою Барлоу.

В трубах з трикутною різьбою найнебезпечніші напруження від дії осьової розтягувальної сили виникають у перерізі по першому витку різьби повного профілю. За міцнісну характеристику таких труб беруть ту осьову силу, при якій приведені напруження на найнавантаженішій стороні профілю різьби у вказаному перерізі (основній площині) досягають межі текучості. Цю силу називають зрушуючим навантаженням G_зр і визначають за формулою Яковлєва-Шумілова.

Міцність на розтяг труб з трапецієвидною різьбою характеризують трьома величинами:

- G_т - осьове навантаження, при якому напруження в тілі труби (за межами різьби) досягають границь текучості;

- G_вир - осьове навантаження, при якому відбувається виривання труби з муфти;

- G_р - осьове навантаження, при якому труба може обірватись в перерізі на впадині різьби першого витка з повним профілем.

Для розрахунків беруть осьове навантаження найменше із трьох величин.

Значення міцнісних характеристик обсадних труб наводяться в довідковій літературі.

10.6.3 Встановлення коефіцієнтів запасу міцності

Згідно з інструкцією рекомендуються такі значення коефіцієнта запасу міцності при розрахунку на зовнішній надлишковий тиск: n₁ = (1,0-1,3) - для секцій труб, що розташовані в інтервалі експлуатаційного об’єкта (залежно від стійкості колектора); – для секцій, що розташовані вище експлуатаційного об’єкта.

При розрахунку на внутрішній надлишковий тиск рекомендовано такі значення коефіцієнта міцності: n₂ = 1,15 - для труб діаметром (114-219) мм виконання А та Б; для труб діаметром понад 219 мм: n₂=1,45 (виконання Б); n₂=1,15 (виконання А).

При розрахунку на розтяг колони труб з різьбою трикутного профілю коефіцієнт запасу міцності n₃ вибирають у залежності від діаметра і довжини колони (таблиця 10.5).

Таблиця 10.5 – Значення коефіцієнтів запасу міцності

_{на розтяг n}3

Діаметр труби, мм	Довжина колони, м	Коефіцієнт запасу міцності
		вертикальних свердловин	похилих свердловин
114-168	до 3000	1,15	1,3
	більше 3000	1,3
178-245	до 1500	1,3	1,45
	більше 1500	1,45
273-324	до 1500	1,45	1,6
	більше 1500	1,6
більше 324	до 1500	1,6	1,75
	більше 1500	1,75

Для труб з трапецієвидною різьбою виконання А коефіцієнт запасу міцності беруть n₃ = 1,75, а для труб виконання Б – n₃ = 1,8.