Расчет обсадных труб при сооружении скважин

Качество сооружения скважин, срок её службы во многом зависит от прочности обсадных труб. Одним из таких факторов является предельно допустимая глубина спуска обсадной колонны, при которой не происходит обрыва труб от собственного веса.

Разрывное усилие от веса труб можно определить:

, (4)

где Р_р - разрывное усилие, Н;

-предельно допустимая глубина спуска, м;

- масса 1 п.м гладкой части обсадных труб, кг;

-ускорение свободного падения, м/с²;

-коэффициент увеличения веса колонны за счет соединений ( =1,1 при муфтовом соединении, =1,05 при ниппельном и при соединении «труба в трубу» за счет высадок на концы труб);

ү_ж - плотность промывочной жидкости, кг/м³;

ү_м - плотность материала обсадных труб, кг/м³.

С другой стороны разрывное усилие определяется

(5)

где - предел текучести материала труб, Мпа;

- площадь сечения обсадной колонны по впадине её резьбовой части, м²;

Приравняв правые части выражений (1) и (2) и решив относительно получим зависимость для определения предельно допустимой глубины спуска обсадной колонны

(6)

Здесь необходимо, что предельная глубина спуска обсадных труб из полиэтилена не ограничивается, так как плотность полиэтилена (0,92 0,96т) меньше плотности воды (1,0 0,3т) или глинистого раствора (1,15-1,2 т/м³) и эти трубы не тонут в скважине. Для их спуска применяют утяжелители или задавливают при помощи бурового снаряда.

В данном случае обсадные трубы рассчитываются на смятие. Кольцевой зазор между стенками скважины и обсадной колонкой, как правило, цементируется. За счет веса цемента раствора в затрубном пространстве может произойти смятие труб.

Возникающие сминающие напряжения можно определить из следующей зависимости:

(7)

где - сминающее напряжение, возникающее в трубах, Па;

- плотность цементного раствора, кг/м³;

- плотность промывочной жидкости, кг/м³;

-глубина спуска обсадной колонны, м;

- высота промывочной жидкости, находящейся внутри обсадной колонны, м.

Расчетное значение сминающего напряжения сравнивают с пределом прочности материала труб и естественно, чтобы не произошло смятия труб предел прочности материала труб должно быть больше возникающих напряжений, т.е. должно соблюдаться следующее условие

(8)

Дата добавления: 2015-07-13