32. Расчет обсадной колонны на смятие.

Проектирование конструкции обсадной колонны начинают с расчета её на сопротивляемость смятию.

Основой расчета явл. уравнение: , где - наружное давление, - внутреннее давление Р_к - критическое давление при котором напр. в теле трубы достигает предельного состояние трубы достигает предельного состояния; k -коэф. запаса прочности на смятие. Согласно инструкции по расчету обсад. колонны k =1,0-1,3 в зависимости от устойчивости породы.

В пределах нижнего участка (зацементированного) за наружнее давление принимают пластовое давление, а , где – коэф. аномальности, ρ_в-плотность воды, h-глубина залегания точки замера наружного давления.

Если разрез скважины сложен устойчивыми породами, то наружное давление в сред. участке (зацементированном) не может превышать пластового и его можно рассчитывать по пред. формуле. Зa наружное давление в верхнем незацементированном участке приним. давление столба бур. раствора в кольцевом пространстве, т.е. .

В интервалах залегания пластинчатых горных пород склонных к выпучивании (отложении солей, засаленных и пластинчатые) наружное давление на колонну может достигать значений равных горному давлению: , где ρ_об.- средневзвешенное значение объемной массы выше лежащей толщи горных пород (ρ_об.=2300 кг/м³).

Внутреннее давление в обсад. колонне опред. как пластовое в том горизонте из которого в колонну поступает жидкость, газ или смесь. где h - глубина измерения давления h_ж - глубина снижения уровня жидкости. При этом учитывается, что внутр. давление по длине колонны распред. по гидростат. закону при поступлении жидкости и по экспоненциальному закону при поступлении газа.

В расчетах на смятие учитывается возм. наиб. снижение внутр. давление, которое отмеч. в конечный период экспл. скважины, те. соотв. наиб. понижению уровня жидкости в колонне либо её полному осушению. Расчет колонны ведут путем последовательного подбора труб по её длине.

33. Расчет обсадной колонны на страгивание.

Проверяем верхнее сечение колонны на страгивание по формуле: где - коэффициент запаса прочности на страгивание (берется из таблиц); - страгивающая нагрузка, при которой в резьбовом соединении трубы напряжение достигает предела прочности (берется из таблиц); -фактическая нагрузка на резьбовое соединение (всей обсадной колонны): где q – вес 1 м. труб отдельных секции,т; l – длина отдельных секции труб,м.

Если k_стр для верхнего сечения равен или больше табличного, считаем колонну прочной по всей длине на страгивание.

В противном случае (если k_стр<k_стр таб.). Производится расчет колонны на страгивание в следующем порядке. Для каждый секции, в ее верхнем сечении от устья, определяется коэффициент запаса прочности на страгивание до тех пор, пока коэффициент запаса прочности превысит допустимое значение (или буден равен ему). С этого момента, двигаясь теперь от этого сечения, вверх определяемый длины секущий колонны, которые будут удовлетворять условию прочности на страгивание. При этом каждый раз (для каждой секции) следует или увеличивать толщину труб (на 1-2 мм), или менять марку стали в сторону большой прочности.

Расчет ведется по формуле: где Р_фак – фактический суммарный вес нижележащих (от рассматриваемого сечения) секций труб; - длина искомый секции.

Расчет проводится до тех пор, пока суммарная длина секции не станет равный длине эксплуатационной колонны.