2. Предварительные расчеты

• Жесткость труб обсадной колонны, кгс·м²

EI = 2,1·10¹⁰· ·[1-( )⁴]

= 2,1·10¹⁰· ·[1-( )⁴] = 155346

• Объем вытесненного тампонажного раствора на 1 метре, м³

V_Т = 0,785·

= 0,785·

• Вес вытесненного тампонажного раствора на 1 метре, кгс

q_т = V_Т · ρ_т

= 0,0167 · 1900 = 31,73

• Внутренний объем 1 метра обсадной колонны, м³

V_В = 0,785 · d

= 0,785 · 0,132 = 0,0137

• Вес продавочной жидкости на 1 метре, кгс

q_п = V_В · ρ_п

= 0,0137·1000 = 13,7

• Вес 1 метра обсадной колонны с продавочной жидкостью, кгс

q_к = q + q_п

= 24,3 + 13,7 = 38

• Вес 1 метра обсадной колонны с продавочной жидкостью в цементном растворе, кгс

q_ж = q_к - q_т

= 38-31,73 = 6,27

• Прижимающее усилие, действующее на центратор при расстоянии между центраторами 10 метров , кгс

P₁ = 14,3 · q_ж · sin α₁ ,

α₁ =27,5: P₁ = 14,3 · q_ж · sin α₁ = 14,3·6,27·0,46 = 41,4;

α₂ =55: P₁ = 14,3 · q_ж · sin α₁ = 14,3·6,27·0,819 = 73,446;

α₃ =45: P₁ = 14,3 · q_ж · sin α₁ = 14,3·6,27·0,7 = 63,4;

α₄ =35: P₂ = 14,3 · q_ж · sin α₂ = 14,3·6,27·0,574 = 51,427;

α₅ =60,5: P₃ = 14,3 · q_ж · sin α₃ = 14,3·6,27·0,87 = 78;

α₁ – зенитный угол наклона ствола скважины на участке расположения рассматриваемой трубы.

• Расстояние между центраторами по допустимой нагрузке на один центратор, м

l₁ =

l₁ = ;

l₂ = ;

l₃ = ;

l₄ = ;

l₅ =

3. Расчет расстояний между центраторами и количество центраторов.

3.1. Сопоставить значения l₁ и h_Ц = h_Н – h_В;

при l₁ < h_Ц расчет продолжить с п. 3.2.

при l₁ ≥ h_Ц расчет продолжить с п. 3.7.

h_Ц = 2572 – 950 = 1622 м

3.2. Стрела прогиба части обсадной колонны длиной l₁ от собственного веса, мм

f₀ =

f₁ = ;

f₂ = ;

f₃ = ;

f₄ = =43.3;

f₅ = ;

3.3. Растягивающее усилие от нижележащего участка обсадной колонны, кгс

N = 0,3 · q_ж · (L-h_н) · cos α ,

N₁ = 0,3 · 6,27 · (2572-467) · 0,46 = 1821,3

N₂ = 0,3 · 6,27 · (2572-1839) · 0,819 = 1129,15

N₃ = 0,3 · 6,27 · (2572-1972) · 0,7 = 790

N₄ = 0,3 · 6,27 · (2572-2322) · 0,574 = 269,9

N₅ = 0,3 · 6,27 · (2572-2572) · 0,7 = 0

где α₂ – средневзвешанный зенитный угол ствола скважины в интервале от h_Н до L

3.4. Критическая сила (по Эйлеру), кгс

P_КР = ,

где μ = 1

P_{КР 1} = ;

P_{КР 2} = ;

P_{КР 3} = ;

P_{КР 4} = ;

P_{КР 5} = ;

3.5. Стрела прогиба труб между центраторами с учетом растягивающего усилия, мм

f =

f 1= ;

f 2= ;

f 3= ;

f 4= ;

f 5= ;

3.6. Выбор расстояния между центраторами l по сопоставлению значений f и [f]:

при f [f] принять l = l₁, расчет продолжить по п. 3.8.

при f > [f] расчет продолжить с п. 3.7.

[f] = 0,33 (D-d_Н)/2, мм

= 0,33 (0,2159-0,146)/2 = 0,011

3.7. Определение расстояний между центраторами по значению допустимой стрелы прогиба обсадной колонны, м

l =

l ₁=

l ₂=

l ₃=

3.8 Необходимое количество центраторов в рассматриваемом интервале, шт

n = [(h_Н – h_В)/l] + 1

n₁ = [95/4] + 1 = 25;

n₂ = [1973/3] + 1 = 659;

n₃ = [662/3] + 1 = 222.