Особенности расчета обсадных колонн при бурении с плавучих средств

Спуск обсадных колонн с плавучих средств приводит к значительным нагрузкам, связанным с перемещением судна. В общем на колонну действуют: растягивающая нагрузка от собственного весаQ, изгибающий момент от смещения и поворота, (качки) судна М, нагрузки при посадке колонны в клиновый захват и инерционные нагрузки, связанные с вертикальным колебанием .

Наибольшие нагрузки, действующие у устья на уровне поверхности акватории, определяют из выражений:

()

()

()

()

где: Q - осевая нагрузка от собственного веса; кН;

Р - осевая нагрузка, , кН;

- веса 1м секций колонны, кН/м;

- длины секций колонны, м;

q - вес 1м колонны на глубине акватории, кН/м;

l - глубина акватории; м;

- смещение судна в горизонтальном направлении, м;

- угловое смешение судна, рад;

E - модуль упругости, кН/м²;

J - момент инерции сечения, м⁴;

F - площадь сечения колонны, м²;

- площади сечений секций колонны;

- скорость (м/с) и ускорение (м/с²) колонны в момент посадки на клиновой захват;

а - скорость продольных колебаний (скорость звука в металле), м/с;

А - амплитуда вертикальных колебаний судна, м;

- частота вынужденных колебаний судна, 1/с;

К - коэффициент, учитывающий жесткость крепления колонны на устье при спуске ().

Торможение колонны в конце спуска трубы значительно уменьшаем при посадке колонны в клиновой захват или на элеватор.

Выражение в квадратных скобках в формуле (.4) определяет условие, при котором колебание судна может достичь больших значений. Обычно частота вынужденных колебаний существенно отличается от определяемых по выражению собственные колебаний колонны, вызванных возмущающими силами, и поэтому в большинстве случаев выражением в квадратных скобках можно пренебречь.

Формула (2) приемлема, при и .

Условие прочности для обсадной колонны из труб с треугольной резьбой записывается следующим образом:

()

,

где: - страгивающая нагрузка, кН;

- осевой момент сопротивления сечения по основной плоскости (по первому полному витку), м³:

;

- внутренний диаметр резьбы в основной плоскости, мм;

d - внутренний диаметр трубы, мм;

Расшифровка величин приведена в п.п. 2.20-2-27.

Условие прочности обсадных труб с трапециидальной резьбой типа " Батресс", УАМ, " Экстрем лайн", ОТТМ, ОТТГ записывается следующим образом:

()

где: W - осевой момент сопротивления сечения по телу трубы, м³;

(трубы ОТТГ, ОТТМ) и (трубы импортного производства).