Сурет 2.2-сурет 2 страница

(5.24)

максимальді мәнін (5.23), (5.24) формулалардан жағдайында табамыз.

1/ Тізбектің цементтелмеген бөлігінде

. (5.25)

. (5.26)

- сынау /гидравликалық/ қысымы, мәндері құбыр диаметрлеріне байланысты кестеде беріледі.

2/ Тізбектің цементтелген бөлігінде, түбіне

. (5.27)

(5.25) формуладан анықтаймыз деп алып.

Сағасына дейін цементтелген тізбектер үшін:

(5.28)

мәнін қойып

(5.29)

Ішкі артық қысымдар эпюрасын тұрғызамыз. Шегендеуші құбырлар тізбегін таңдауды төмендегі саты бойынша жүргіземіз:

а/ сыртқы артық қысымдар эпюрасын және ішкі артық қысымдардың, тізбекті пакерсіз бір мезгілде, саңылаусыздыққа сынағандағы нәтижесі арқылы эпюра тұрғызамыз;

б/ сыртқы артық қысымның тізбектің төменгі I – бөлігіне беріктік қор коэффициенті тағайындап , өнімді қабат коллекторы жыныстарының орнықтылығына байланысты, критикалық қысымның мөлшерін табамыз:

, (5.30)

мәні бойынша тізбектің I – бөлігі үшін: құрыштың беріктік тобын, құбырдың қалыңдығын қабылдаймыз.

I – бөліктің ұзындығын өнімді қабаттың қалыңдығына /асты – үсті тең 50м/ N+50м қосып анықтаймыз. Егер қабат қалындығы өте көп болса, II – бөлігін де таңдаймыз. I – бөліктің салмағы Q табамыз. I – бөліктің жоғары құбыры үшін анықтаймыз;

в/ эпюра бойынша I – бөліктің жоғары шетіндегі анықтап 632-80 МеСТ бойынша II – бөлікке құбырлар таңдаймыз;

г/ II – бөліктің ұзындығын табу үшін III – бөліктің құбырларының қалыңдығын, екінші бөлік құбырларының қалыңдығына 1мм қосып тағайындаймыз. Бұл қалыңдыққа сәйкес - эпюрадан табамыз / /. II – бөліктің жоғары құбыры үшін анықтаймыз, егер жеткілікті болмаса, онда құбырларды ішкі артық қысым бойынша есептейді. Жоғарыға ұқсас

IV – бөліктің құбырларының қалыңдығын тағайындап, III бөліктің ұзындығын табамыз.

Ішкі артық қысымды тексереміз. Әр уақытта жағдайын тексереміз:

,

егер ,

тең деп қабылданады.

Егер мәні жақын болса, келесі бөліктің ұзындығын былай анықтайды /шектеуші бөлік/:

(5.31).

Шектеуші бөліктің мүмкін ұзындығы бойынша, келесі бөліктерді сағаға дейін /тізбектің жоғарғы жағын/ остік созылуға есептейді.

Пайдалану құбырлар тізбегін керуге есептеу

Пайдалану құбырын цементтегеннен кейін, оны алдында түсірілген құбырмен ұштастырады. Бұл жағдайда пайдалану құбырын керу күшімен тартады. Құбырды керу ұңғыны игеру және пайдалану кезінде оның, цементтелмеген бөлігін ұзына бойы иілуден сақтайды. Керу күшін анықтағанда құбырдың ішкі қысымы мен температурасының өзгеруінен оның түзу сызықты күйін ескереді. Егер керу күшінің мәні құбырдың беріктік жағдайын қанағаттандырмаса, онда не құбырдың беріктігін, не цементтің көтерілу биіктігін өсіру керек.

Керуге есептеу – тек тік ұңғыларға пайдаланады. Егер бағытталынып қазылатын ұңғылар болса, онда олардың тік учаскелеріндегі болатын керу күшін есептеу қажет. Егер құбыр тізбегі пайдалану кезінде қызуға /салқындауға/ және ішкі артық қысымға шалдықпаса, сонымен қатар оның жұмыс жағдайы /Р,Т/ беймәлім болса – онда құбырдың күшін мына теңсіздіктен анықтайды:

, (5.32)

мұнда, - керу күші, кН;

- құбырдың цементтелмеген бөлігінің салмағы, кН.

Егер құбыр тізбегі пайдалану кезінде қызуға /салқындауға/ және ішкі артық қысымның әсеріне душар болса, онда төменгі формулалар арқылы анықтап, оның көп мөлшерін қабылдайды:

; , (5.33)

мұнда, - құбыр тізбегіндегі қызудың өзгеруімен байланысты пайда болатын остік созылу күші:

, (5.34)

- сызықтың ұлғаю коэффициенті 1/К;

- құбыр материалының серпімділік модулі , Па;

- құбыр қимасының орта ауданы, м²;

- қызудың /салқындаудың/ орта температурасы, К;

- құбыр тізбегінде ішкі сағалық қысымнан болған остік созылу күші /тізбек әлі керілген жоқ, қисық учаскелері бар/:

, (5.35)

- құбыр тізбегінде сыртқы және ішкі гидростатикалық қысымдардың әсерінен пайда болған остік созылу күші:

(5.36)

- құбырдың цементтелмеген бөлігінің ұзындығы, м;

- құбырдың сыртқы және ішкі диаметрлері, м;

- құбырдың сыртындағы және ішіндегі сұйықтардың тығыздығы, кг/м³.

Құбыр тізбегін кергеннен кейін төмендегідей беріктік жағдайы қамтамасыз етілуі қажет:

, (5.37)

остік салмақтың мүмкін шегі.

- ұңғы сағасынан есептелетін қимаға дейінгі құбыр салмағы.

Сағада ; , мұнда - сағадан қаралатын қимаға дейінгі ара қашықтық, м.

қисайған учаскелер жоқ. (5.38)

(5.39).

Құбырдағы ішкі қысым шегін есептеу

Сағаға бекітілген құбырға ішкі қысымды пакерсіз бір мезгілде жасағанда (5.37) формуладан:

, (5.40)

/ / құбыр керілгеннен кейінгі формулаларымен анықтайды:

. (5.41)

Ішкі қысым мәнін құбырдың әр бөлігіне анықтау керек. (5.40, 5.41) формулалар бойынша алынған шамалардың кішісін ішкі қысымның мүмкін шегі ретінде қабылдайды.

Нег: 1[194-224]

Бақылау сұрақтары:

1. Сыртқы қысымды анықтау.

2. Ішкі қысымды анықтау.

3. Тартылуға есептеу.

4. Шегендеші тізбекке әсер етуші артық қысымдарды анықтау.

№ 9 дәріс. Мекеме және ұңғыға түсіретін шегендеуші құбырдың режимі.

Щегендеуші құбырдың ұңғы конструкциясының төменгі жағына мыналар кіреді: бағыттаушы башмақ пробка, башмақ немесе қысқа келте құбырлар, кері клапан, упорное сақина, қатты сақиналар және турбулизаторлар. Пайдаланушы және аралық құбырларының төменгі қондырғыларына центрлеуші фонарлар және скребка жатады.

Бағыттаушы тығындар бірнеше типті ағаштан, бетоннан және шойыннан жаланған материалдар қолданылады (9.1 – сурет).

Алғаш тығындар екі түрлі болады: кресті 8-10 см шегенде тақтайдан жасалып жонылған, емен және т.б. қатты ағаштардан жасалады. Алғаш тығындар башмаққа толық кигізіліп және олармен тығыз және берік байланыс құрайды. Кресті тығындар берік болмағандықтан және конструкциялық жеткіліксіздігінен және 377 мм диаметрлі кондукторларды, терең емес ұңғыларға түсіру кезінде қолданылады.

Кейбір жағдайларда пайдаланушы құбырларды түсіру кезінде немесе шегендеуші құбырларда хвостовик башмақ орнына паукпен аяқталған бағыттаушы тығынмен аяқталады. Шегендеуші құбырларды ұңғыға түсіру кезінде алғашқы құбырға орнатылып және ол қашауды ескерді; 0,5 м қалың келте құбырды құрайды. Башмақтық сыртқы диаметрі шегендеуші құбырдың ішкі диаметріне тең.

9.1 - сурет. Бағыттаушы башмақ пробкалар  

а — ағаштан; б — бетоннан; в — чугунная; г — стальная «паук»; 1 — башмақ

9.2 - сурет. Табақшалы клапан: 1 — стержень; 2 — серіппе; 3 — отырғызылу клапан; 4 — табақша

Бірінші, екінші және келесі шегендеуші құбырлардың секцияларын түсіру кезінде бұрғылау және цемент ерітіндісін өткізу үшін башмақтық орнына жанынан құйылған келте құбырлар (патрубка) қолданылады.

Ең көп таралған түрі табақшалы клапан (9.2 – сурет). Ол отырғызылу клапанынан (3), бұралу муфтасынан, табақшалардан (4), стерженнен (1) және (2) серіппелерден тұрады. Серіппені гайка және контрагайка көмегімен қатайтады.

9.3 - сурет. ЦКОД-140-1 типті кері дроссельді клапан конструкциясы ВНИИКРнефть бойынша: I — тұрқы; 2 — басқыш сақина; 3 — қималы шайба; 4 — резенке диафрагма; 5 — қайтарма сақина; 6 — шар; 7 — тежегіш; 8 — эластикалық мембрана; 9 — дроссель.

Дроссельді және шарлы кері клапандар қолданылады (9.3 – сурет). Кері клапандар башмақ 2-12 метр қашықтықта орнатылады. Шегендеуші құбырларды түсіру кезінде оның керекті ұзындығы және хвостовиктармен (секциялық түсіру кезіндегі бірнеше секция) екі кері клапандар бір-бірінен 2...14 м қашықтықта орналасады. Кері клапандар құбырлардың түсіру тереңдігіне және мүмкін газ білінуге байланыссыз орналастырып, құбырларды түсіру процесінде және цементтеу кезілдегі құбыр арқылы газ атқылауға қарсы орнатылады. Кері клапанды ұңғыға түсіру алдында, алдымен оны 1,5 есе өзінің жұмыс қысымына жоғары етіп престеп, сынап көреді.

Шегендеу құбырларын кері клапанменақырын түсіріп, оны әр 100...200 м аралығында бұрғылау сұйығымен толтырып асыру керек. Егер бұны істемеген жағдайда сыртқы қысым шекті мәніне жетіп, құбырға әсері тиюі немесе кері клапанды істен шығуына алып келуі мүмкін.

Тіреуіш сақина («тоқтату» сақинасы) кері клапаннан 6...12 м қашықтықта орналасып цементтеу процесін дәл аяқталғанын көрсету үшін орналастырады. Муфталық қосылыс кезінде тіреуіш сақина арнайы ұзартылған муфтада орналастырады. Шегендеуші құбырларының ішінен 30...40 мм торцадан қиылып жасалағн резбаға бұралып орнатылады. Тіреуіш сақина 12...15 мм қалыңдықта шайбаны шойын дайындалады. Ішкі диаметрі 60...75 мм сыртқы диаметрден кішірек етіп істеледі, кейбір жағдайларда тіреуіш сақина сында бір, екі немесе төрт тесік болады. Тіреуіш сақиналары кондукторды немесе аралық тізбекке орнатылуға негізделген немесе негізделіп жасалған. Шегендеу құбырларының төменгі бөлігін қатайту және беріктігін арттыру үшін 4....5 құбырға келте (100...200 мм) келте құбырлар кигізіледі және олардың муфталық қосылыстарын электросваркаларымен пісіріліп қатайтылады. Олар көбінесе шегендеу құбырынан аяқталып шегендеу колоннасының размері нен немесе сақтандыру сақинасы ниппельдік шегендеу құбырына арналған.

Турболизаторлар негізінен бұрғылау сұйығының цементпен жақсы араласуы үшін арналған. Турбулизатор 30⁰-50⁰ өсінен көлбейтілген бұрышпен орналасқан майысқақ резинадан құралып, қатайтылған шегендеу құбырында тұрқыдан тұрады. Жуу сұйығы мен цемент ерітіндісінің шығар ағынының бағытын өзгертіп, жиіргілікті вихр және забойды зоналарда құрылымын бұзылуына алып келеді. Турбулизаторлар тағы да құбырдың центрі ауытқитын жерлерінде, ұңғыма оқпанының ауырлау конфигурациялық интервалдарында және өте үлкен жарықшақ кездесетін аудандар да қолданылады.

Центрлеуші фонарлар (центраторлар) бұрғылау сұйығының мүмкіндігінше сығылуын жақсартады. Егер шегендеу құбыры дұрыс центрленбесе (орталықтандырылмаса), онда цемент ерітіндісі сақиналы кеңістікке қуыстар пайда болып, бұрғылау ерітіндісінің қалып кетуіне әкеліп соғады. Центрлеуші фонар шегендеу құбырын ұңғыда центрлеп, цемент ерітіндісінің құбыр айналысында сақиналы болып цементтелуіне мүмкіндік береді. Центрлеуші фонарлардың негізгі екі түрі қолданылады: керіппелі құрастырылатын және қатаңды құрастырылмайтын. Біздің жерде ең көп қолданылатын серіппені центраторлар (9.4- сурет).

Бұл конструкциядағы шам (центратор) екі сақинадан 2 тұрады. Оларға рессорлы болаттан дайындалған бес немесе алты планкалар электропісіргішпен пісіріледі. Шам шегендеу құбырына 7 емін-еркін кигізіледі және онда шамның сақиналары 2 арасына орнатылатын тірек сақинасымен 5 ұсталынады және денедегі үш-төрт саңылау 3 арқылы шегендеу құбырына пісіріледі.

Шамның сыртқы диаметрі ұңғыманы бұрғылаған қашау диаметрінен 50 мм –ге артық болу керек. Егер ұңғыма қисықтығы 3⁰ және қуыстар болмаса, онда қашау диаметрінен 30 мм-ге дейін кіші диаметрлі шамдар қолданылады. Нақты жағдайда түсірілетін шегендеу тізбегіндегі шамдардың санын аралық қуатымен анықтайды. Бірақ өнімді горизонттың астүстінде бағыттаушы шамдардың саны екіден кем болмауын ескеру қажет. Шамдарды кавернограмма ұңғыма оқпанының кеңеймеген көрсететін жерлерге орналастыру керек.

9.4 - сурет. Центрлеткіш шам (центратор) конструкциясы. ГрозНИИ: 1 — шегендеу құбыры; 2 — сақина; 3 — пісіру үшін саңылау; 4 — планкалар; 5 — тірек сақина.	9.5 - сурет. Скребок

Шегендеу тізбегін түсіру кезінде ұңғыма қабырғаларынан фильтрациялық сазды қабатшаларды жою үшін скребкалар қолданылады (9.5 сурет). Оларды да центрлегіш шамдар (центратор) орналасатын жерлерге орналастырады. Скребкалар мен центраторларды бірге қолданғанда эффект жоғары болады.

Шегендеу тізбегіне орналастырылатын пакерлер. Жоғарыда қарастырылған, шегендеу тізбегінің төменгі бөлігін қамтамасыз етуге арналған құрал – жабдықтардың толық жағдайлары мұнай газ қабатын су қабатынан сапалы ажыратуға жеткіліксіз. Егер олар үлкен емес (6...8 м артық емес) қабатшалармен ажыратылса, онда бұл қабатшалар белдемінде қалған беріксіз сазды қосындылар (қат, пленка, сазды жыныстық қабырғалық ылғал қабатты) қысым өзгеруі әсерінен үзілуі мүмкін. Одан басқа, біріккен белдемдердегі ұңғыма қабырғасында қалыңдығы шамалы фильтрациялық қатардың бар кезінде тізбек пен тау жыныстық байланысы нашарлайды және пайдалану тізбегінің перфорациясынан пайда болатын шамалы соққы салмақтардың әсерінен де кіші цементтік ерітінді тұтастығы бұзылуы мүмкін.

Ұңғыманың жоғарыда көрсетілген аралықтарда сенімді бекіту үшін қабаттарды ажыратудың таңдымалы әдісі қолданылады. Бұл әдістің мәні мұнда, бұл аралықтардағы шегендеу тізбегі жоғарыда аталған құрал-жабдықтарға қосымша, осы аралықтағы сенімді бекітуді қамтамасыз ететін, пакерлермен және арнайы құралдармен жабдықталады.

Рисунок 17.6. Пакер типа ППГ конструкции ВНИИБТ:

Көбінесе берілген интервалда (аралықтарда) тізбек жанындағы кеңістікті изоляциялық қабаттарды радикальді әдіспен жақсарту кезінде аралық пакерлерді қолданады. ВНИИБТ бойынша ППГ, ПК және ГГП типті тізбек аралық пакерлер жасалынады. Мысал ретінде ППГ пакерін қарастырайық (9.6 – сурет). Шегендеу тізбегіне бұл пакерлердің кез – келген түрлі санды қойылуы мүмкін. Бұл пакерлер шегендеу тізбегінде ағын каналын жаппайды және ұңғы оқпанын кебуден сақтайды. ППГ типті пакер негізгі екі бөліктен тұрады: жағалық тығыздауыш және клапанды бөліктен. Жағалық тығыздауыш тұрқыдан және резеңке металды тығыздауыш элементтен жаралық түрі 2 және басқыш стаканынан 3 тұрады. Тұрқы бойында сұйықты беру үшін тұрқы мен тығыздауыш элемент аралығында сақиналы (жұмысшы) каналы қойылған.

Клапанды бөлік тұрқы 1, келтеқұбыр 4-ке кіретін дифференциалды втулка 5 және қосымша элементтер: кесілгіш-ауысымды винт, серіппелі фиксатор, біржақты жұмыс істейтін резеңкелі өткізгіш манжет 6, сақтандырғыш втулка 7 және кесілгіш штифті 8 тұрады. Пакерді шегендеуші құбырына аударма 9 арқылы қондырады.

Пакер келесідей іске қосылады. Цементтеу тығыны өту кезінде қондырылған сақтандырғыш втулкада 7 штифт 8 қиылады да дифференциалды втулка 5 арқылы шегендеу құбырына қысым беру үшін канал ашылады. Осылайша клапанды бөлік жұмыс істеуге дайындалады. Шегендеу құбырында тампонаж сұйығын басып, қысымды келтіріп дифференциалды втулка 5 клапанды бөлік тұрқысын жалғастырып втулка 5 ауысуымен шегендеу құбырында сақинаны қуыс А жағалық тығыздаушы Б каналы арқылы және В радиалды қабат байланысын қамтамасыз етеді.

Шегендеу құбырында клапанды бөлік Б манжетін сұйық басып, жағалық тығыздауышқа сұйық келіп, осы кезде құбыраралық кеңістікте пакер іске қосылады. Содан кейін цементтеу басындағы қысымды төмендетеді. Осы кезде клапанды бөлік манжетіне 6 жағалық тығыздауыш тарапынан қысым әсер етеді. Осының нәтижесінде дифференциалды втулка 5 кері жүріс міндетіне ауысады. Дифференциалды втулка 5 серіппелі фиксатормен соңғы жағдайға қатайтылады.

Шегендеу құбырының жоғарғы жақ құралдары. Шегендеу құбырларының түсіру түрінен қарай оның жоғарғы жақ құралдары келесідей аяқталады:

- хвостовиктермен немесе құбырды секциямен түсіруге арналған.

- Хвостовиктер немесе секциялар құрылымына арналған.

Аралық және пайдалану тізбегін секциялық түсіру негізінде секциялық түсіру кезінде секциялардың герметизациясын қамтамасыз ететін түрі құралдарды пайдалануға болады (9.7 – сурет).

9.7 - сурет. Құбырларды секциялық түсіруге арналған құралдар: а-бірінші секцияны бұрғылау құбырымен жалғау; б-екі секцияны жалғау 1-шегендеу құбыры; 2-арнайы муфтаҢ 3 – сол бұрандалы аудармаҢ 4 – арнайы муфтаның жоғарғы жағыҢ 5 – бұрғылау құбырының аудармасыҢ 6 – сақтандырғыш втулка; 7 – бұрғылау құбыры; 8 – муфтаҢ 9 –башмақтық келтеқұбыр; 10 – бағыттау тығыны.

Шегендеу құбырларын немесе хвостовиктерді өзінің секциясының массасынан деформацияға ұшыратпау үшін және бұрғылау құбырларын күштеп бұрау кезінде құбырдың беріктігін арттыру үшін оны цементтасына немесе құбырдың төменгі бөлігіне немесе хвостовиктің воронкасына ілу қажет. Бұл тапсырмаларды орындау үшін түсірілетін құбырлардың жоғарғы бөлігіне орналастырылатын түрі құралдар қолданылады. Мысал ретінде алдыңғы хвостовик воронкасына ілінген секцияның құралдырын қарастырамыз (9.8 - сурет).

Дата добавления: 2015-07-13