Підбір труб із встановленими коефіцієнтами запасу міцності

Встановлення коефіцієнтів запасу міцності

Згідно з інструкцією рекомендуються такі значення коефіцієнта запасу міцності при розрахунку на зовнішній надлишковий тиск: n₁ = (1,0-1,3) - для секцій труб, що розташовані в інтервалі експлуатаційного об’єкта (залежно від стійкості колектора); – для секцій, що розташовані вище експлуатаційного об’єкта.

При розрахунку на внутрішній надлишковий тиск рекомендовано такі значення коефіцієнта міцності: n₂ = 1,15 - для труб діаметром (114-219) мм виконання А та Б; для труб діаметром понад 219 мм: n₂ =1,45 (виконання Б); n₂ =1,15 (виконання А).

При розрахунку на розтяг колони труб з різьбою трикутного профілю коефіцієнт запасу міцності n₃ вибирають у залежності від діаметра і довжини колони (таблиця 10.5).

Таблиця 10.5 – Значення коефіцієнтів запасу міцності

на розтяг n₃

Діаметр труби, мм	Довжина колони, м	Коефіцієнт запасу міцності
вертикальних свердловин	похилих свердловин
114-168	до 3000	1,15	1,3
більше 3000	1,3
178-245	до 1500	1,3	1,45
більше 1500	1,45
273-324	до 1500	1,45	1,6
більше 1500	1,6
більше 324	до 1500	1,6	1,75
більше 1500	1,75

Для труб з трапецієвидною різьбою виконання А коефіцієнт запасу міцності беруть n₃ = 1,75, а для труб виконання Б – n₃ = 1,8.

Підбір труб здійснюється «знизу-вверх», використовуючи графоаналітичний метод. Першу (нижню) секцію труб підбирають з умови міцності від дії зовнішнього надлишкового тиску, тобто

. (10.23)

Відповідно до величини p_{з кр}, підбирають труби, які задовільняють умову (10.23).

Довжину першої секції, як правило, приймають рівною товщині продуктивного горизонту

l₁ = H₁ - H₂, (10.24)

де l₁ - довжина першої секції, м;

H₁=H - глибина спуску колони, м;

H₂ - глибина покрівлі продуктивного горизонту, м.

Вага секції (G₁) визначається за формулою

, (10.25)

де q₁ - приведена вага 1 п.м. колони, Н/м.

За епюром (рисунок 10.7 а) визначають величину зовнішнього надлишкового тиску p_зн2 на верхній межі першої секції (на глибині H₂) і підбирають труби для другої секції з умови (10.23), прийнявши = 1,0.

Визначають значення для труб другої секції із врахуванням розтягувальних навантажень від ваги першої секції (двоосьового навантаження)

, (10.26)

де p_{з кр2} - критичний тиск без врахування розтягу, Па;

G₁ - осьова розтягувальна сила від ваги першої секції труб, Н;

G_т2 - розтягувальна сила, при якій напруження в тілі труби досягають границі текучості, Н.

Для одержаного значення за епюром (рисунок 10.7 а) визначають уточнену глибину спуску другої секції і уточнену довжину першої секції та її вагу

. (10.27)

Після цього перевіряють труби першої секції на внутрішній надлишковий тиск:

, (10.28)

де p_{в кр1} - внутрішній критичний тиск для першої секції;

p_вн1 - внутрішній надлишковий тиск на глибині H'₂, знайдений за епюром (рисунок 10.7 б).

Труби першої секції перевіряють також на міцність від розтягуючої сили:

, (10.29)

де - вага нижчележачих секцій труб, Н;

G_зр1 - зрушуюче навантаження для труб першої секції з трикутною різьбою, Н.

Для визначення довжини другої секції необхідно підібрати труби для третьої секції з меншою, порівняно з другою секцією, міцністю (p_{з кр3} < p _{з кр2}). За епюром (рисунок 10.7 а) визначають допустиму глибину спуску цих труб H₃. Визначають довжину другої секції із умови одноосьового навантаження, її вагу, а також сумарну вагу двох секцій

. (10.30)

Визначають величину для труб третьої секції за формулою (10.26) для умови двоосьового навантаження з врахуванням впливу розтягувального навантаження від ваги першої та другої секцій (S G_1-2).

Для знайденого значення за епюром (рисунок 10.7 а) визначають уточнену глибину спуску третьої секції , уточнену довжину другої секції , її вагу і сумарну вагу двох секцій ().

Перевіряють труби другої секції на внутрішній надлишковий тиск та на розтяг за формулами (10.28) і (10.29). Якщо ці дві умови виконуються, то аналогічно продовжують підбір наступних секцій труб з умови міцності від дії зовнішнього надлишкового тиску.

Якщо не виконується умова (10.28), то довжину даної секції уточнюють з умови міцності на внутрішній тиск. Для цього визначають допустимий внутрішній тиск для труб даної секції p_{в кр} / n₂ і за епюром внутрішнього надлишкового тиску (рисунок 10.7 б) встановлюють верхню межу секції. Визначають довжину даної секції, її вагу, а також сумарну вагу колони (SG _i) і перевіряють умову (10.29). Довжини наступних секцій визначають з умови міцності на внутрішній тиск з перевіркою умови (10.29).

Якщо не виконується умова (10.29), то довжину даної секції уточнюють з умови розрахунку на розтяг:

, (10.31)

де [G]_i - допустиме розтягуюче навантаження для труб даної секції, Н.

Для труб з різьбою трикутного профілю

. (10.32)

Для труб з різьбою трапецієвидного профілю

, (10.33)

де - мінімальне значення розтягуючого навантаження, вибране з трьох величин (G_т, G_р, G_вир), Н;

SG_i-1 - сумарна вага секцій, розміщених нижче, Н.

Дану секцію називають розмежовуючою, і довжини наступних секцій (розміщених вище) вибирають з умови міцності на розтяг із міцніших труб:

(10.34)

Підібрані секції перевіряють на внутрішній надлишковий тиск за формулою (10.28).

Підбір секцій труб проводять до того часу, поки сумарна довжина всіх підібраних секцій не стане рівною довжині обсадної колони.

Дата добавления: 2014-11-29