Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
К различным видам нагрузок
Анализ условий работы обсадных колонн позволяет заключить, что основными нагрузками действующими на обсадную колонну являются: - сминающие (возникают от действия избыточных наружных давлений); избыточное внутреннее давление и усилие страгивания. По этим нагрузкам и осуществляют подбор обсадных труб. Основными условиями выбора обсадных труб являются: , , , , , где: - расчетные значения коэффициентов запаса прочности на смятие, разрыв и страгивание; - допустимые значения коэффициентов запаса прочности на смятие, разрыв и страгивание. Значения для секций, находящихся в пределах эксплуатационного объекта принимают равным 1, 0 ¸ 1, 3 в зависимости от устойчивости, коллекторов. Для остальных секций . Значения допустимой величины коэффициента запаса прочности на внутреннее давление принимают в зависимости от диаметра труб и их типа. Для труб диаметром 114...219 мм. в исполнении А и Б . Для труб диаметром свыше 219 мм в исполнении Б - , в исполнении А - 1, 15. Значения допустимого коэффициента запаса прочности на страгивания зависит от диаметра колонны, длины колонны и профиля ствола скважины. При их выборе следует руководствоваться таблицей.
Таблица 6.1. Значения коэффициентов запаса прочности на страгивание для труб с треугольным профилем резьбы
Для труб с трапецеидальным профилем резьбы исполнения A , исполнения Б - 1, 80. При этом. допустимая нагрузка на тело гладкой части трубы в первом случае не должна превышать 80 % (), во втором 77 % () от нагрузки, при которой напряжения достигают предела текучести. Для наклонных скважин определяется зенитным углом и рассчитывается по формуле: ; . = критическое давление, при котором наибольшее напряжение при избыточном наружном нагружении достигает предела текучести материала труб. Определяют по формуле Саркисова Г.М.: ; ; где: D - наружный диаметр труб, мм; - предел пропорциональности, который принимают равным пределу текучести материала труб, МПа; Е - модуль упругости (Ест = 2, 1 × 105 МПа); е - овальность трубы; - номинальная толщина стенки трубы, мм; - расчетные толщины стенок, которые определяют по формулам: ; ; . или по упрощенным выражениям: ; - для труб исполнения Б и - исполнения А - 1, 034 (трубы исполнения Б) - (трубы исполнения А). Критическое давление с учетом растягивающих нагрузок при двухосном нагружении определяют по формуле: , где: - критическое давление, определенное по формуле Г.М.Саркисова (без учета растяжения); Q - осевая растягивающая нагрузка на трубу; - растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигают предела текучести; - избыточное внутреннее давление, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести, определяют по формуле Бэрлоу. ; 0, 875 - коэффициент, учитывающий отклонение толщины стенки; - растягивающее усилие, при котором в наиболее опасном сечении резьбового соединения напряжения достигают предела текучести ; - средний диаметр сечения по впадине первого полного витка резьба (в основной плоскости), мм ; h - глубина резьбы; мм; b - толщина стенки трубы по впадине того же витка, мм; l - длина резьбы с полным профилем (до основной плоскости), мм; l - угол между опорной поверхностью резьбы и осью трубы, равный 60°; a - угол трения. Принимается в расчетах равным 7°; h - коэффициент разгрузки ; - предел текучести материала труб, МПа. Расчет на растяжение колонн труб с резьбой трапецеидального профиля производят по разрушающей нагрузке, наименьшей из подсчитанных, исходя из условия разрушения по телу трубы в опасном сечении, условия выхода резьбы из сопряжения, вследствие уменьшения поперечных размеров трубы от удлинения при растяжении, и условия разрушения по муфтовой части соединения в опасном сечении. Разрушающую нагрузку по телу трубы в опасном сечении определяют по формуле: . Разрушающую нагрузку при выходе резьбы из сопряжения рассчитывают по формуле: . Разрушающую нагрузку по муфтовой части соединения в опасном сечений определяют по формуле: . Для колонн составленных из труб типа ОГ с толщиной стенки до 10 мм включительно, разрушающую нагрузку определяют исходя из прочности ниппельной части по формуле: . Для труб типа ОГ с толщиной стенки 11 мм и более разрушающую нагрузку определяют исходя из прочности муфтовой части по формуле: . В этих формулах: Д - наружный диаметр трубы, мм.; - толщина стенки., мм.; - наименьший предел прочности при растяжении, МПа; - наименьший предел текучести при растяжении, МПа; - высота профиля резьбы. Принимают равным 1, 6 мм; - средний диаметр тела трубы в опасном сечении: ; - диаметральный натяг свинченного соединения, мм.; - модуль упругости. Для труб группы прочности, =4900 МПа, К и Е -3430 МПа, и Л, М - 2450 МПа; - рабочая высота профиля резьбы. Принимают равным 1, 2 мм; - коэффициент Пуассона. Для пластической области = 0, 5; - угол наклона стороны профиля резьбы ; - угол трения ; l - длина резьбы, находящейся в сопряжении l = L - 14 мм; L - общая длина резьбы; - наружный диаметр муфты, мм; - наружный диаметр резьбы муфты в опасном сечении: ; - длина наружной резьбы с полным профилем, мм. Значения осевой растягивающей нагрузки, при которой напряжения в теле трубы, закрепленной в клиновом захвате, достигают предела текучести, определяют по формуле: , где: F - площадь сечения трубы, мм; - предел текучести материала труб, МПа; - средний диаметр трубы, мм; l - длина плашек клинового захвата, мм.; a - угол уклона клина (уклон 1: 16); j - коэффициент трения (j = 0, 2); x - коэффициент охвата трубы плашками () x - определяется в зависимости от типа клинового захвата ; g - угол охвата трубы плашками одного клина (60°) m - число клиньев. Эти виды разрушающих обсадную колонну нагрузок просчитаны для каждой трубы в зависимости от ее диаметра, толщины стенки, вида резьбового соединения, группы прочности материала труб и представлены в соответствующих справочниках и руководящих документах.
|