4.3 Підбір труб для експлуатаційної колони

Підбір труб здійснюєм “знизу-вверх” з використанням графо-аналітичного методу.

Першу секцію труб підбираємо з умови міцності на зовнішній надлишковий тиск.

Р = 38,4 МПа

Р n₁  Р ; (4.15)

38,4 · 1,2 = 46,08 МПа

У відповідності з таблицею 4.1 підбираємо труби, які задовільняють умову (4.15).

Отже І-шу секцію комплектуємо із труб групи міцності “Е” , з товщиною стінки  = 10,5 мм, для яких Ркр₁ = 63,6 МПа.

Довжину першої секції приймаємо на 50м більшою товщині продуктивного горизонту :

,

де – товщина продуктивного горизонту.

.

Вага цієї секції

(4.16)

q - вага 1-го погонного мета труб (табл.4.5);

G₁ = 370 · 0,336 = 124,32 кН

Таблиця 4.5 - Теоретична вага 1м колони, кН.

Зовнішній діаметр труби мм	Товщина стінки мм	Тип з`єднання - ОТТГ
140	9,2	0,296
	10,5	0,336
168	7,3	-
	8,9	0,355
	10,6	0,415
	12,1	0,466

За епюрою (рис 2,1) визначаємо зовнішній надлишковий тиск на глибині Н₁=3300м: Р_ЗН=34,4МПа.

Цьому тиску відповідають труби групи міцності “Д” з товщиною стінки

δ = 9,2мм, для яких Р_КР2=37,9МПа.

Оскільки труби І-ї секції працюють на двоосне навантаження, то величину зовнішнього критичного тиску уточнюють за умовою:

Р` = Р (1 – 0,3 ) ; (4.17)

G - розтягуюча сила, при якій напруження в тілі труби досягають границі текучості (табл. 4.3);

Р’ = 37,9·(1 – 0,3 · ) = 36,91 МПа

Оскільки Р’_КР2 більше за Р^Н1_ЗН, то довжину першої секції залишаємо без змін.

Перевіряємо труби першої секції на внутрішній надлишковий тиск:

 n ; (4.18)

- внутрішній критичний тиск для І-ї секції (табл. 4.2);

= 2,3  1,15 - умова виконується

Перевіряємо труби І-ї секції на міцність від дії розтягуючої сили:

(4.19)

- найменше допустиме розтягуюче навантаження для обсадних труб (табл. 4.4);

=1594 кН

124,32 кН < 1303 кН - умова виконується.

Для того щоб визначити довжину другої секції підбираємо менш міцніші труби для 3 – тої секції. Але труби ОТТГ з товщиною стінки δ<9,2 не виготовляються, тому довжину другої секції визначаємо з умови міцності на внутрішній тиск. Для цього визначаємо допустимий внутрішній тиск для труб другої секції:

І за епюрою внутрішнього надлишкового тиску (рис 2,1) видно, що труби другої секції можуть бути використанні до устя свердловини. Оскільки ми запроектували спуск експлуатаційної колони по частинах з стикуванням на глибині Н_ст=1850м, то довжина другої секції буде складати:

Визначаємо вагу ІІ-ї секції та сумарну вагу 2-ох секцій:

G = l q = 1450 · 0,296 = 429,2 кН

G= 124,32+ 429,2 = 553,52 кН

Перевіряємо труби ІІ-ї секції на міцність від дії розтягуючої сили:

- умова виконується.

Переходимо до підбору труб для верхньої частини колони діаметром 168 мм. На глибині стиковки 1850 м МПа, а МПа.

Цим тискам з урахуванням коефіцієнтів запасу міцності:

МПа МПа відповідають обсадні труби групи міцності "Д" з товщиною стінки δ=10,6 мм, для яких МПа і МПа. Оскільки з висотою внутрішній надлишковий тиск зростає, то підбір труб проводимо з умови міцності на внутрішній тиск. Для цього визначаємо допустимий внутрішній тиск для труб першої секції і за епюрою внутрішнього надлишкового тиску (рис.2,1) встановлюємо верхню межу першої секції . Отже, довжина першої секції буде складати:

.

Вага цієї секції:

.

Перевіряємо труби першої секції на розтяг за формулою (4,19):

кН – запас міцності достатній.

Останні 100 метрів експлуатаційної обсадної колоні як правило комплектуємо трубами групою міцності "Д" з найбільшою товщиною стінки 12,1 мм для яких [G]₂=1800 кН, Р_ЗКР=42,7МПа, Р_ВКР=47,7МПа.

Отже довжина другої секції складає:

.

Вага цієї секції:

.

Сумарна вага двох секцій:

.

Перевіряємо труби другої секції на розтяг за формулою (4,19):

кН – запас міцності достатній.

Результати розрахунків експлуатаційної колони заносимо у таблицю 4.6

Таблиця 4.6 - Результати розрахунків експлуатаційної колони.

№ сек-ціїї	Діаметр секціїї, мм	Група міц-ності	Товщи-на стінки, мм	Довжи-на секції, м	Інтервал встановлення, м		Вага секції, кН	Нарос-таюча вага колони кН
					від (низ)	до (верх)
І-а нижня секція
1	140	Е	10,5	370	3670	3300	124,32	124,32
2	140	Д	9,2	1450	3300	1850	429,2	553,52
ІІ-а верхня секція
1	168	Д	10,6	1750	1850	100	726,25	726,25
2	168	Д	12,1	100	100	0	46,6	772,85

Рисунок 4.4 - Схема конструкції експлуатаційної колони