Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет эксплуатационной колонны на смятие. Методы расчета
При расчете обсадных колонн на смятие необходимо чтобы выполнялось условие: , где: - допустимое избыточное наружное давление, при котором напряжения в теле трубы не будут превышать предела текучести: ; - избыточное наружное давление, рассчитанное по формуле Саркисова, при котором напряжения в теле трубы равны пределу текучести, - коэффициент запаса прочности на смятие, принимается равным 1 Для интервала, расположенного против эксплуатационного объекта, представленного неустойчивыми породами принимается равным 1, 15-1, 3. Существующие методики расчета отличаются между собой расчетом наружного давления. Методика ВНИИТнефти В основу положены следующие исходные положения. 1. Наружное давление на колонну в нецементированном интервале создается столбом промывочной жидкости . 2. В цементируемом интервале наружное давление создается составным столбом тампонажного раствора и промывочной жидкости. В конечный момент цементирования оно равно: . где: h - глубина кровли цементного камня. 3. Схватывание и твердение происходит без объемных изменений, поэтому наружное давление на колонну в период твердения остается неизменным. 4. Цементный камень и окружающие горные породы являются упругими телами с одинаковыми модулями упругости и коэффициентами Пуассона, поэтому их можно рассматривать как единую упругую систему. 5. При уменьшении давления внутри колонны наружное также снижается: вызванная уменьшением внутреннего давления радиальная деформация происходит без нарушения целостности сцепления цементного камня с колонной. Для упругих пород относительная деформация подчиняется закону Гука: . Рассматривая задачу как плоскую, т.е. имеем: . Подставив значения и , из формулы Лямэ имеем: . Приняв, что , а изменение на поверхности , имеем: . Поскольку принято, что отрыва обсадной колонны не происходит, то и решая имеем: , где: ,
Обычно принимают Ккр = 1, 25. Пусть внутреннее давление в колонне в конце цементирования равно . После снижения давления в колонне на величину внутреннее давление стало равным , а наружное давление , тогда избыточное наружное давление: . Найдем значения и из условия момента окончания цементирования: , где: - устьевое давление можно определить из условия равенства давлений на забое (при ). , . Тогда избыточное наружное давление: Внутреннее давление в конце освоения скважины , - плотность жидкости в скважине: . По методике ВНИИТнефти избыточное давление у башмака колонны, т.е. при : . Считают, что распределение в зацементированной зоне линейно, то для любого сечения справедливо: . В рассмотренной методике ошибочны следующие положения - постоянство наружного давления в процессе твердения тампонажного раствора, - одинаковые упругие характеристики горной породы и цементного камня, - не возможность нарушения целостности цементного камня с породой. В свете этого МИНХ и ГП предложил свою методику, согласно которой они представляют, что цементный камень обладает весьма высокой проницаемостью и считают необходимым принимать в случае устойчивых пород за наружное давление пластовое в соответствующих горизонтах. При установке пакера в надпакерной зоне: , где: - плотность жидкости затворения в подпакерной зоне Внутреннее давление рассчитывается аналогично. Для разведочных скважин учитывают возможность полного опорожнения колонны, т. е., принимают .
|