Определение количества облегчённого цемента и воды для затворения ведется аналогичным формулам аналогичным формулам
Для расчета реологических параметров растворов воспользуемся следующими формулами
;
Цементный
раствор:
;
.
Облегченный цементный раствор:
;
Буровой
раствор:
;
В качестве буферной жидкости будет применяться техническая вода с плотностью 1050 кг/м3.
4. Определение количества цементировочной техники:
Определяется
число смесительных машин для каждого
вида тампонажного материала (псм):
,
где тНАС - насыпная масса сухой тампонажной смеси,кг/м3;
VБУНК- ёмкость бункера смесительной машины, м3.
Цементный раствор (смесители 2МСН-20)
Облегченный цементный раствор (смесители 2МСН-20)
Производительность смесителя 2СМН-20 по цементному раствору:
где QВ – производительность водяного насоса, л/с;
Производительность смесителя 2СМН-20 по облегченному цементному раствору
Для приготовления и закачки цементного раствора выбраны цементировочные агрегаты (ЦА-320). Так как производительность смесителя по цементному раствору 20,1 л/с, а максимальная производительность ЦА-320 - 14,5 л/с, то с каждым смесителем должно работать по два агрегата:
Общая потребность в цементировочной технике.
Для приготовления цементного и облегчённого цементного растворов необходимо 6 машин 2СМН-20. Для закачки цементного и облегчённого цементного растворов необходимо 12 ЦА-320. Кроме того, для подачи воды и начала продавки необходимо по одному агрегату ЦА-320. Всего 14 агрегатов ЦА-320. Также для цементирования используется блок манифольдов 1БМ -700 и станцию контроля цементирования СКЦ-2М-80.
6
5
1 – цементировочная головка; 2 – блок манифольдов; 3 – станция контроля цементирования; 4 – линия подачи воды и продавочной жидкости;
Рис. 4. Схема расстановки тампонажной техники
1 – цементировочная головка; 2 – блок манифольдов; 3 – станция контроля цементирования; 4 – линия подачи воды и продавочной жидкости;
линия
высокого давления (подача цементного
раствора);
линия
низкого давления (откачка-подача жидкости
затворения).
Таблица 1
Распределение тампонажных материалов
|
Смеситель |
ЦА |
Материал |
Цемент, т |
Вода, м3 |
Буф. ж., м3 |
Продавка, м3 | |
|
1 |
1 |
ЦР |
14,35 |
3,6 |
3 |
| |
|
2 |
ЦР |
3,6 |
|
| |||
|
2 |
3 |
ЦР |
14,35 |
3,6 |
|
| |
|
4 |
ЦР |
3,6 |
|
| |||
|
3 |
5 |
ОЦР |
14,0 |
5,6 |
|
| |
|
6 |
ОЦР |
5,6 |
|
| |||
|
4 |
7 |
ОЦР |
14,0 |
5,6 |
|
11,0 | |
|
8 |
ОЦР |
5,6 |
|
11,0 | |||
|
5 |
9 |
ОЦР |
14,0 |
5,6 |
|
11,0 | |
|
10 |
ОЦР |
5,6 |
|
11,0 | |||
|
6 |
11 |
ОЦР |
13,7 |
5,5 |
|
11,6 | |
|
12 |
ОЦР |
5,5 |
|
| |||
|
- |
13 |
Подача воды | |||||
|
- |
14 |
|
|
|
|
2 | |
Далее приведем расчеты, сделанные в программе Zement.exe.
Рис 5.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Характеристики наиболее распространенных типоразмеров обсадных труб, необходимые для расчета обсадных колонн, взятые из приложений к «Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин» Москва,1997. Нумерация приложений сохранена согласно "Инструкции …"
Приложение 2
Критические давления для обсадных труб
по ГОСТ 632-80, МПа
Трубы исполнения Б
|
Условный диаметр трубы, мм |
Толщина стенки, мм |
Группа прочности | ||||||||
|
Д |
К |
Е |
Л |
М |
Р |
Т | ||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
|
Овальность 0,01 | ||||||||||
|
114 |
6,4 7,4 8,6 |
26,7 33,6 41,8 |
32,6 42,3 53,4 |
35,2 46,2 59,0 |
- 52,3 68,0 |
- - 76,2 |
- - 87,8 |
- - 93,7 | ||
|
127 |
6,4 7,5 9,2 |
22,1 29,1 39,6 |
26,4 36,0 50,5 |
28,1 39,0 55,7 |
- 43,5 63,9 |
- - 71,2 |
- - 81,5 |
- - 86,6 | ||
|
140 |
6,2 7,0 7,7 9,2 10,5 |
17,3 21,9 25,9 34,5 41,8 |
20,0 26,1 31,7 43,4 53,3 |
21,1 27,8 34,1 47,5 58,9 |
- - 37,5 53,9 67,9 |
- - 40,3 59,3 76,0 |
- - 43,6 66,6 87,6 |
- - 45,1 70,0 93,5 | ||
|
146 |
6,5 7,0 7,7 8,5 9,5 10,7 |
17,4 20,1 24,0 28,4 33,8 40,2 |
20,1 23,7 28,9 35,0 42,5 51,3 |
21,2 25,2 31,1 37,9 46,6 56,7 |
- 27,2 34,0 42,2 52,6 65,1 |
- - - 45,6 57,8 72,6 |
- - - 50,0 64,7 83,2 |
- - - 51,9 67,9 88,6 | ||
|
168 |
7,3 8,0 8,9 10,6 12,1 |
16,4 19,7 24,1 32,3 39,2 |
18,9 23,2 29,1 40,3 49,9 |
19,9 24,7 31,3 44,0 55,0 |
21,2 26,6 34,2 49,5 63,0 |
- - 36,6 54,2 70,2 |
- - 39,3 60,2 80,2 |
- - 40,5 63,0 85,2 | ||
|
178 |
6,9 8,1 9,2 10,4 11,5 12,7 |
12,8 18,1 23,2 28,6 33,6 38,8 |
14,5 21,2 27,9 35,4 42,2 49,4 |
15,1 22,4 29,9 38,3 46,1 54,4 |
- 24,0 32,5 42,6 52,2 62,4 |
- - 34,6 46,2 57,3 69,4 |
- - 37,2 50,6 63,9 79,2 |
- - 38,2 52,5 67,1 84,0 | ||
|
194 |
7,6 8,3 9,5 10,9 12,7 |
13,2 16,0 21,0 26,9 34,3 |
14,9 18,4 24,9 32,9 43,1 |
15,5 19,3 26,6 35,5 47,3 |
- 20,5 28,7 39,3 53,5 |
- - 30,4 42,3 58,8 |
- - 32,3 46,0 66,0 |
- - 33,1 47,6 69,3 | ||
|
219 |
7,7 8,9 10,2 11,4 12,7 14,2 |
10,2 14,2 19,0 23,4 28,2 33,7 |
11,3 16,2 22,3 28,2 34,8 42,3 |
11,7 17,0 23,5 30,2 37,6 46,3 |
- 17,8 25,3 33,0 41,9 52,4 |
- 18,5 26,6 35,1 45,2 57,4 |
- - 28,1 37,6 49,4 64,2 |
- - 28,7 38,8 51,4 67,4 | ||
Продолжение приложения 2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
245 |
7,9 8,9 10,0 11,0 12,0 13,8 |
8,2 11,1 14,5 18,0 21,1 27,1 |
9,0 12,4 16,5 21,1 25,0 33,1 |
9,3 12,7 17,3 22,3 26,6 35,8 |
- 13,3 18,2 23,7 28,7 39,6 |
- 13,7 18,9 24,9 30,4 42,5 |
- - 19,7 26,3 32,4 46,3 |
- - 20,1 26,9 33,2 47,9 |
Приложение 3
Растягивающие нагрузки, при которых напряжения
в теле труб по ГОСТ 632-80 достигают предела текучести, кН
|
Условный диаметр трубы, мм |
Толщина стенки, мм |
Группа прочности | ||||||
|
Д |
К |
Е |
Л |
М |
Р |
Т | ||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
114 |
5,2 5,7 6,4
7,4
8,6
10,2 |
666 744 824 (804) 940 (920) 1078 (1058) - |
- -
(1058)
(1216)
(1392) - |
- - 1196
1372
1568
- |
- - 1412
1628
1862
2176 |
- - 1646
1882
2156
2530 |
- - -
2314
2646
3098 |
- - -
-
2942
3452 |
|
127 |
5,6 6,4
7,5
9,2
10,7 |
804 920 (902) 1058 (1038) 1294 (1274) 1490 |
-
(1176)
(1372)
(1666) |
- 1332
1548
1882
2156 |
- 1588
1842
2236
2548 |
- 1842
2138
2568
2960 |
- -
2608
3156
3628 |
- -
29-2
3510
4040 |
|
140 |
6,2
7,0
7,7
9,2
10,5 |
980 (960) 1098 (1078) 1216 (1196) 1430 (1412) 1608 (1588) |
(1274)
(1430)
(1568)
(1842)
(2078) |
1430
1608
1764
2078
2352 |
-
1902
2078
2470
2784 |
-
2216
2412
2862
3236 |
-
-
2960
3510
3962 |
-
-
3294
3902
4412 |
Продолжение приложения 3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
146 |
6,5
7,0
7,7
8,5
9,5
10,7 |
1078 (1058) 1156 (1136) 1274 (1254) 1392 (1372) 1548 (1510) 1726 (1686) |
(1392)
(1490)
(1646)
(1804)
(2000)
(2234) |
1568
1686
1842
2020
2234
2510 |
-
2000
2196
2412
2666
2980 |
-
2314
2530
2784
3078
3452 |
-
-
-
3412
3784
4236
|
-
-
-
3804
4216
4706 |
|
168 |
7,3
8,0
8,9
10,6
12,1 |
1392 (1372) 1510 (1490) 1686 (1666) 1980 (1960) 2254 (2216) |
(1804)
(1962)
(2176)
(2568)
(2902) |
2040
2216
2450
2882
3274 |
2412
2628
2922
3432
|
-
-
3372
3980
4490 |
-
-
4138
4884
5510 |
-
-
4608
5432
6138 |
|
178 |
5,9 6,9
8,1
9,2
10,4
11,5
12,7
13,7 15,0 |
1216 1412 (1372) 1626 (1608) 1842 (1824) 2078 (2038) 2274 (2234) 2490) (2450) - -
|
-
(1804)
(2118)
(2392)
(2686)
(2942)
(3216) - - |
-
2038
2372
2686
3020
3314
3628 3882 - |
-
-
2824
3196
3568
3922
4314 4628 4980 |
-
-
3686
4138
4550
4980 5354 5766 |
-
-
-
4530
5080
5588
6118 6570 7100 |
-
-
-
5040
5648
6216
6806 7296 7884 |
|
194 |
7,6
8,3
9,5
10,9
12,7
15,1 |
1686 (1646) 1824 (1804) 2078 (2038) 2372 (2334) 2744 (2686) - |
(2176)
(2372)
(2686)
(3058)
(3530) - |
2450
2666
3020
3452
3980
- |
-
3156
3588
4098
4726
5550 |
-
3666
4158
4746
5472
6412 |
-
4490
5118
5824
6706
7884 |
-
5000
5688
6472
7472
8766 |
Продолжение приложения 3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
219 |
6,7 7,7
8,9
10,2
11,4
12,7
14,2 |
1686 1940 (1902) 2234 (2196) 2530 (2490) 2824 (2764) 3118 (3058) 3470 (3392) |
-
(2510)
(2196)
(3274)
(3648)
(4040)
(4470) |
- 2824
2882
3686
4098
4530
5040 |
- -
3236
4372
4864
5392
5982
|
- -
4452
5060
5628
6236
6922 |
- -
-
6216
6922
7648
8492 |
- -
-
6922
7688
8512
9452 |
|
245 |
7,9
8,9
10,0
11,1
12,0
13,8
15,9 |
2216 (2176) 2490 (2450) 2784 (2744) 3078 (3020) 3314 (3254) 3784 (3726) - |
(2882)
(3236)
(3638)
(3980)
(4294)
(4902) |
3236
3628
4060
4470
4824
5510
- |
-
4314
4824
5334
5746
6550
7472 |
-
4980
5570
6158
6628
7570
8648 |
-
-
6844
7570
8158
9296
10610 |
-
-
7610
8414
9060
10336
11806 |