1.

де Роп – тиск опре совки, МПа

За тиск опре совки береться максимальне значення із трьох значень тисків.

а) ; (2.81)

б)

в) (2.82)

(2.83)

де

Рс – тиск, який створюється за рахунок різниці густин цементу і бурового розчину в колоні і за нею.

Рг - тиск, який затрачається на подолання гідравлічних опорів при цементуванні експлуатаційної колони.

З трьох значень Роп приймаємо максимальне

Роп=59,66 МПа

2.

3.

На основі одержаних результатів будуємо епюру надлишкових внутрішніх тисків (рис. 2.5).

Підбір труб здійснюється “знизу-вверх” з використанням графоаналітичного методу. Першу (нижню) секцію труб підбирають з умови міцності від дії зовнішнього надлишкового тиску, тобто

(2.84)

У відповідності з даними табл. 2.16 підбирають труби, які задовольняють даній умові.

Таблиця 2.16 – Зовнішні критичні тиски, Рзкр, МПа

Умовний діаметр труби, мм | Товщина стінки, мм | Група міцності сталі

Д | К | Е | Л | М | Р | Т

146 | 6,5

7,0

7,7

8,5

9,5

10,7 | 17,4

20,1

24,0

28,4

33,8

40,2 | 20,1

23,7

28,9

35,0

42,5

51,3 | 21,2

25,2

31,1

37,9

46,6

56,7 | -

27,2

34,0

42,2

52,6

65,1 | -

-

-

45,6

57,8

72,6 | -

-

-

50,0

64,7

83,2 | -

-

-

51,9

67,9

88,6

Довжину першої секції, як правило, приймають рівною товщині продуктивного горизонту, якщо вона не перевищує 200 м.

Тоді

(2.79)

де l1 – довжина першої секції, м

Н1=Н – глибина спуску колони, м

Н2 – глибина покрівлі продуктивного горизонту, м

Вага секції G1 визначається за формулою:

(2.80)

де q1 – теоретична вага одного метра колони, Н/м (табл. 2.17).

Таблиця 2.17 – Теоретична приведена вага одного

метра колони, q, кг/м

Умовний діаметр труби, мм | Товщина стінки, мм | Тип з’єднання

Трикутна різьба | Трапецієподібна різьба

ОТТМ | ОТТГ

146 | 6,5

7,0

7,7

8,5

9,5

10,7 | 0,226

0,243

0,265

0,290

0,321

0,358 | 0,226

0,243

0,265

0,290

0,321

0,358 | -

-

-

0,292

0,322

0,360

Рис. 2.5 – Епюри надлишкових зовнішніх і внутрішніх тисків

За епюром (рисунок 2.5) визначають величину зовнішнього надлишкового тиску Рзн на верхній межі першої секції і підбирають труби для другої секції з умови , прийнявши n1=1,0

Визначають значення:

(2.85)

де G1 – осьова розтягуючи сила, від ваги першої секції труб, Н;

- розтягуюча сила, при якій напруження в тілі труби досягають межі текучості (табл. 2.18), Н.

Таблиця 2.18 – Розтягуючи навантаження, при яких

напруження в тілі труби досягають межі

текучості, Gт, кН

Умовний діаметр труби, мм | Товщина стінки, мм | Група міцності сталі

Д | К | Е | Л | М | Р | Т

146 | 6,5

7,0

7,7

8,5

9,5

10,7 | 1058

1136

1254

1372

1510

1686 | 1392

1490

1646

1804

2000

2234 | 1568

1686

1842

2020

2234

2510 | -

2000

2196

2412

2666

2980 | -

2314

2530

2784

3078

3452 | -

-

-

3412

3784

4256 | -

-

-

3804

4216

4706

Для отриманого значення за епюром (рис. 2.5) визначають уточнену глибину спуску другої секції Н’2 і уточнену довжину першої секції “l1” та її вагу “G1”

(2.86)

Після цього перевіряють труби першої секції на внутрішній надлишковий тиск

(2.87)

де - внутрішній критичний тиск для першої секції (табл. 2.19).

- внутрішній надлишковий тиск на глибині знайдений за епюром (рис. 2.5)

Таблиця 2.19 – Внутрішні критичні тиски. Рвкр, МПа

Умовний діаметр труби, мм | Товщина стінки, мм | Група міцності сталі

Д | К | Е | Л | М | Р | Т

146 | 6,5

7,0

7,7

8,5

9,5

10,7 | 29,0

31,3

34,3

37,9

42,4

47,7 | 38,1

41,1

45,2

49,9

55,8

62,8 | 42,9

46,2

50,8

56,1

62,7

70,6 | -

53,5

60,4

66,7

74,5

83,9 | -

54,9

69,9

77,2

86,3

97,2 | -

-

-

94,7

105,9

119,2 | -

-

-

105,3

117,7

132,5

n2 – коефіцієнт запасу міцності на внутрішній надлишковий тиск

Труби першої секції перевіряють також на міцність від розтягуючої сили:

(2.88)

де - вага нижче розташованих секцій

n3 – допустимий коефіцієнт запасу міцності на розтяг

Для труб з трапецієвидною різьбою замість Gзр беруть величину розтягую чого навантаження з таблиці 2.20 з відповідним коефіцієнтом запасу міцності.

Таблиця 2.20 – Допустимі розтягуючи навантаження для обсадних труб ОТТМ і ОТТГ (з трапецієвидною різьбою)

з коефіцієнтом запасу міцності 1,8, Gр, кН

Умовний діаметр труби, мм | Товщина стінки, мм | Група міцності сталі

Д | К | Е | Л | М | Р | Т

146 | 7,7

8,5

9,5

10,7 | 961

1049

1167

1304 | 1088

1206

1363

1539 | 1088

1216

1372

1549 | 1196

1333

1510

1706 | 1363

1520

1706

1941 | -

1765

1981

2245 | -

1941

2186

2481

Для визначення довжини другої секції необхідно підібрати труби для третьої секції з меншою, порівняно з другою секцією, міцністю (Рзкр3<Рзкр2).

За епюром (рис. 2.5) визначають допустиму глибину спуску цих труб Н3.

Визначають довжину другої секції l2 із умови одноосьового навантаження, її вагу G2, а також сумарну вагу двох секцій

(2.89)

Визначають величину для труб третьої секції за формулою (2.85) для умови двоосьового навантаження з урахуванням впливу розтягую чого навантаження від ваги першої та другої секції ().

Для знайденого значення за епюром (рис. 2.5) визначають уточнену глибину спуску третьої секції , уточнену довжину другої секції l2’, її вагу G2’ і сумарну вагу секції (G1’+G2’).

Перевіряють труби другої секції на внутрішній надлишковий тиск та на розтяг за формулами (2.87) та (2.88). Якщо ці дві умови виконуються, то аналогічно продовжують підбір наступних секцій труб з умови міцності від дії зовнішнього надлишкового тиску.

Якщо не виконується умова (2.87), то довжину даної секції уточнюють з умови міцності на внутрішній тиск. Для цього визначають допустимий внутрішній тиск для труб даної секції і за епюром внутрішнього надлишкового тиску встановлюють верхню межу секції. Визначають довжину даної секції, її вагу, а також сумарну вагу колони () і перевіряють умову (2.88). Довжини наступних секцій визначають з умови міцності на внутрішній надлишковий тиск з перевіркою умови (2.88).

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

(2.90)

де - допустиме розтягуюче навантаження для труб даної секції, Н;

- сумарна вага секцій, розміщених нижче, без ваги перевіюваної секції, Н;

Для труб з різьбою трапецієвидного профілю береться з табл.

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

(2.91)

Підібрані секції перевіряють на внутрішній надлишковий тиск.

Підбір секцій труб проводять до