Menu

Розрахунки труб

Труби з потовщеними кiнцями (однаковомiцнi) розраховують із умови межі мiцностi з врахуванням власної ваги за коефiцiєнта запасу Kз, що дорiвнює 1,5, а решту (неоднаковомiцнi) – із умови зрушуючого навантаження, тобто

[image];

[image],

де Gmax – розтягуюче зусилля, за якого напруження в тiлi труби досягає межi текучостi (довiдкова величина); qтр – маса 1 м труби з врахуванням потовщень i муфт (довiдкова величина); L – довжина колони труб; P – навантаження на нижньому кiнцi колони труб; Gзр – зрушуюче навантаження рiзьової з’єднини (довiдкова величина).

Гранична глибина опускання НКТ у газову чи фонтанну свердловину в залежностi вiд дiаметра, групи мiцностi та товщини стiнки складає 1780–4250 м.

Розрахунок труб на внутрішній тиск здійснюють за формулою Барлоу:

[image],

де p – допустимий внутрішній тиск; f – межа текучості матеріалу; d – товщина стінки труби; D – зовнішній діаметр труби.

 

Задача 3.15. Визначити видовження експлуатаційної колони труб під дією власної ваги в кінці процесу опускання її в пробурений стовбур свердловини. Відомо: діаметр колони D = 0,168 м; глибина опускання колони L = 2342 м; товщина стінки δ = 0,0106 м; густина глинистого розчину ρгл = 1250 кг/м3. Силами тертя знехтувати. Довідкові дані: густина матеріалу труб ρст = 7800 кг/м3; маса одного погонного метра труб разом з муфтою q = 49,7 кг/м; модуль Юнга Е = 2·1011 Па; прискорення вільного падіння g = 9,81 м/с2.

Розв’язування. Внутрішній діаметр експлуатаційної колони по металу:

dвн = D – 2δ = 0,168 – 2·0,0106 = 0,1468 м.

Площа перерізу експлуатаційної колони:

[image] м2.

Вага експлуатаційної колони в повітрі:

Pк.пов = Lqg = 2342·49,7·9,81 = 2,25481·105 Н.

Вага експлуатаційної колони в глинистому розчині:

[image] Н.

Тоді визначаємо шукане видовження експлуатаційної колони труб:

[image] м.

Задача 3.16. Підібрати технологічні НКТ для промивання свердловини до вибою на глибині H = 3600 м. Відомо: зовнішній діаметр експлуатаційної колони D1 = 0,146 м.

Розв’язування. Підбираємо технологічні НКТ за двома умовами: а) повинна забезпечуватись циркуляція промивної рідини і вільне переміщення НКТ у свердловині; б) колона труб не повинна обірватись під дією власної ваги. Задаємо коефіцієнт запасу міцності рівним kз = 1,5. Оскільки зовнішній діаметр експлуатаційної колони 146 мм, то за товщини стінки 10,7 мм внутрішній діаметр складає 124,7 мм.

Для виконання першої умови беремо гладкі НКТ з умовним діаметром 73 мм, товщиною стінки 5,5 мм і внутрішнім діаметром 62,0 мм. Маса одного погонного метра труби qтр = 9,2 кг/м. Перевіряємо колону труб за другою умовою, визначивши максимально допустиму глибину опускання труб за формулою:

[image] м,

де Gзр – зрушуюче навантаження різьової з’єднини гладкої труби (для труб групи міцності Д Gзр = 289·103 Н); g = 9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння.

Оскільки [image], то беремо труби вищої групи міцності Е, для яких Gзр = 427·103 Н. Тоді [image] м.

Оскільки знову [image], то беремо труби ще вищої групи міцності Л, для яких Gзр = 506·103 Н. Тоді [image] м, тобто друга умова виконується, а значить для промивання піщаної пробки необхідно взяти гладкі нерівноміцні труби: НКТ–73х5,5 Л.

Задача 3.17. Визначити найбільшу глибину опускання триступінчастої колони гладких НКТ для цементування свердловини. Відомо: діаметри труб 60, 73 (товщина стінки 5,5 мм) і 89 мм, які виготовлено зі сталі марок відповідно Д, К, Е. Коефіцієнт запасу міцності кз взяти рівним 1,5.

Розв’язування. Для заданих труб діаметром 60, 73 та 89 мм із довідникових таблиць вибираємо відповідно зрушуюче навантаження на різьову з’єднину Qзр і масу q погонного метра труб з урахуванням муфт, тобто

Qзр1 = 208·103 Н; q1 = 7,13 кг;

Qзр2 = 387·103 Н; q2 = 9,7 кг;

Qзр3 = 645·103 Н; q3 = 14,03 кг.

Для кожної секції колони труб здійснюємо розрахунок гранично допустимої довжини за умови розтягу від сили власної ваги для нижньої секції, а для верхніх секцій і від ваги нижче опущених труб за формулами (розрахунок секцій колони труб ведеться знизу від найменшого діаметра і відповідно найменшої міцності):

[image] м;

[image] м;

[image] м,

де g = 9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння.

Тоді шукана найбільша глибина опускання триступінчастої колони гладких НКТ: L = l1 + l2 + l3 = 1981 + 1261 + 1258 = 4500 м.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5010 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8202 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5018 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Вибирання допустимої величини депресії

Вибирання допустимої величини депресії тиску під час викликання припливу   Допустима величина депресії тиску на пласт під час викликання вибирається за таких умов: міцності цементного каменю в кільцевому просторі; міцності обсадної колони;...

19-09-2011 Просмотров:4678 Підземний ремонт свердловин

Излияния в вулканических поясах

В позднеальпийскую эпоху вулканизм развивается в вулканических поясах, приуроченных к зонам горообразования, охватившего не только геосинклинальные области, но также континентальные и океанические платформы. Вулканический пояс следует рассматривать как часть активизированного пояса...

19-08-2010 Просмотров:7287 Структурная вулканология

Вулканические аппараты и их строение

Извержения вулканических продуктов происходит из вулканических аппаратов – вулканов, строение которых сложно и разнообразно. Вулканы – это возвышающиеся над окружающей местностью сооружения, построенные из пород извергавшейся магмы. 5.1.1. Элементы вулканического аппарата Главные...

14-10-2010 Просмотров:16172 Геологическое картирование, структурная геология