Принцип расчета бурильной колонны

При бурении с забойным двигателем расчет бурильной колонны сводится к определению ее допустимой длины

, (6.9)

где Р_доп1 - допустимая растягивающая нагрузка, действующая на первую секцию, Па

, (6.10)

где s_т - предел текучести материала труб, Па; k - коэффициент запаса прочности.

Если рассчитанная по формуле (6.9) длина l₁ окажется меньше длины скважины, то необходимо над первой секцией устанавливать вторую секцию допустимую длину которой определяют по формуле

, (6.11)

где m_бт2 - масса 1 м бурильных труб второй секции, кг/м; Р_доп2 - допустимая растягивающая нагрузка действующая на вторую секцию, Па.

В этом случае Р_доп2 определяется по формуле (6.10) в которую подставляется новое значение , если решено увеличить диаметр бурильной колонны второй секции.

Во второй секции возможно применение труб такого же диаметра, как и в первой секции, но с повышенным s_т.

Не исключено для второй секции применение труб большего диаметра и с повышенным s_т.

Если общая длина первой и второй секции вновь окажется меньше длины скважины, то необходимо определить длину третьей секции по формуле

, (6.12)

где m_бт3 - масса 1 м бурильных труб второй секции, кг/м; Р_доп3 - допустимая растягивающая нагрузка, действующая на третью секцию, Па.

Так поступают до тех пор, пока общая длина секции станет равной длине скважины.

При роторном бурении бурильную колонну рассчитывают с учетом действия на нее сил собственного веса крутящего момента и центробежных сил. Поэтому после определения по фор мулам (6.9) (6.11) и (6.12) допустимой длины колонны необходимо проверить полученную конструкцию в отношении возможности ее эксплуатации в условиях сложного напряженного состояния.

Для этого определяют коэффициент запаса прочности в верхнем сечении колонны по формуле

, (6.13)

где s_в - приведенные напряжения в верхнем сечении колонны, Па

, (6.14)

Значения s_р и t определяют по формулам (6.2) и (6.4) и вычисляют s_в, и k₂.

Коэффициент запаса прочности в нижнем сечении колонны определяют по формуле

, (6.15)

где s_и - приведенные напряжения в нижнем сечении колонны, Па

(6.16)

Значения t и s_из определяют по формулам (6.4) и (6.8) и вычисляют s_и и k₃.

Коэффициент запаса прочности k₁ принимают равным 1,3 в неосложненных и 1,35 в осложненных условиях бурения, a k₂ и k₃ - соответственно 1,4 и 1,45. При бурении наклонных скважин коэффициенты запаса прочности увеличивают на 0,05.

Дата добавления: 2014-01-03