Умови міцності виконуються.

Для того, щоб встановити верхній кінець труб четвертої секції підберемо труби для п’ятої.

Візьмемо труби , для яких Ркр = 22,3 МПа

По епюрі Рзн = 22,3 МПа відповідає глибині 2120 м.

L4  - 2120  м.

;

.

Коректуємо довжину четвертої секції

м

кН;

Отже, умова міцності від дії надлишкового тиску не виконується.

Знаходимо довжину четвертої секції з умови розтягу

м

Приймаємо =1370 м. Інтервал 2220 – 850 м.

Для п’ятої секції візьмемо труби з більшою товщиною стінки, оскільки вони працюють в верхній частині колони,

для яких ;

Довжину п’ятої секції знайдемо з умови розтягу:

Приймаємо l5 = 850 м. Тоді

Всі проведені розрахунки звводимо в таблиці. Аналогічно проводимо розрахунки під проміжну колону і кондуктор. Отримані результати зводимо в таблицю.

№ секції | Група міцності | Товщина стінки, мм | Інтервал установки, м | Довжина секції, м | Вага секції, кН | Наростаюча вага секції | Коефіцієнт запасу міцності,

від | до |

Експлуатаційна колона d=140 мм

К | 10,5 | 3960 | 3560 | 400 | 154,35 | 154,35 | 1,1 | 1,15

Д | 10,5 | 3560 | 3180 | 380 | 130,34 | 284,69 | 1,0 | 1,15

Д | 9,2 | 3180 | 2220 | 960 | 289,92 | 574,51 | 1,0 | 1,15

Д | 7,7 | 2220 | 850 | 1370 | 353,46 | 928,07 | 1,0 | 1,15

Е | 9,2 | 850 | 0 | 850 | 256,7 | 1184,77 | 1,0 | 1,15

Проміжна колона d = 245 мм

Е | 11,1 | 2800 | 2700 | 100 | 65,7 | 65,7 | 1,0 | 1,15

Л | 10,0 | 2700 | 1500 | 1200 | 718,2 | 783,9 | 1,0 | 1,15

Д | 10,0 | 1500 | 300 | 900 | 538,2 | 1322,7 | 1,0 | 1,15

Д | 10,0 | 600 | 100 | 500 | 300 | 1622,1 | 1,0 | 1,15

Д | 11,1 | 100 | 0 | 100 | 65,7 | 1687,8 | 1,0 | 1,15

Кондуктор d = 324 мм

1 | Д | 12,4 | 200 | 0 | 200 | 190,5 | 190,4––

2.10 Цементування експлуатаційної колони.

Вихідні дані:

Глибина свердловини, Н=3960 м

Висота підйому цементу, hцр = 3960 м

Глибина спуску проміжної колони, L0 = 2800 м

Внутрішній діаметр проміжної колони, db1 = 0,225м

Висота цементного стакана, he = 20 м

Діаметр долота, Дц = 0,1905 м

Коефіцієнт кавернозності, КL = 1.1

Густина продавочної рідини, Fпр = 1160

Тиск гідро розриву пласта, Рпр.п = 45,3 МПа

Динамічне напруження зсуву,

Для цементування експлуатаційної колони вибираємо прямий спосіб заливки і оцінюємо можливість цементування колони в один прийом. Оскільки в розрізі свердловини н задано поглинаючого горизонту, то в розрахунках будемо брати тиск гідророзриву порід на висоті.

Визначаємо густину цементного розчину з двох умов:

(2.18)

де – мінімальна густина цементного розчину з умови забезпечення якісного заміщення бурового розчину та цементний.

(2.82) –

максимальна допустима густина з умови недопущення гідророзрису пласта найменш міцного в розрізі

(2.83)

де Воср – усереднений коефіцієнт гідравлічних витрат в кільцевому просторі;

Нn – глибина залягання найменш міцного пласта; –

висота підйому цементного розчину над поглинаючим горизонтом; м

(2.84)

де В01, В02 – коефіцієнт гідравлічних витрат відповідно в не обсадженій і обсадженій частині свердловини. Це величини залежать від режиму руху рідин і визначаються:

(2.85)

де л – коефіцієнт гідравлічних витрат;

; ; ; –

швидкість руху в не обсадженій частині, –

зовнішній діаметр експлуатаційної колони;

Визначаємо швидкість руху цементного розчину в кільцевому просторі

(2.86)

де а – коефіцієнт безпеки:

(2.87); ;

визначимо мінімальну допустиму швидкість, яка буде забезпечувати турбулентний режим руху.

(2.88); (2.89)

;

приймаємо ;

;

(2.90) (2.91)

;

;

;

Оскільки , то зацементувати свердловину в один прийом не можемо через небезпеку гідророзриву пласта. Виходячи з цього приймаємо двохступеневий спосіб цементування. Для цементування візьмемо цементний розчин з густиною . Визначимо місце встановлення цементувальної муфти з умови, що тиск на цементувальній головці в місці цементування можної ступені будуть однаковими.

Висота встановлення визначається з наступного виразу:

(2.92)

де А0 - узагальнений коефіцієнт гідравлічних витрат при проектування розчину в середині обсадних труб.

(2.93); (2.94)

;

м;

(2,95);

(2.96); ;

м

приймаємо hn = 1760 м

Розрахунок цементування нижньої ступені експлуатаційної колони.

Розрахунок потрібної кількості тампонажних матеріалів

Визначаємо потрібну масу сухого цементного порошку:

(2.97)

де д – коефіцієнт втрат при ВРР

; т

Визначаємо необхідну кількість води

(2.98); т (18,74 м3)

Визначаємо необхідний об’єм продавлю вальної рідини:

(2.99)

м3

Закачування всього цементного розчину та частини продавлю вальної рідини будемо проводити при турбулентному режимі руху рідин. З моменту виходу цементного розчину через башмак колони переходимо на структурний режим руху, який буде до кінця продавки. На початку замочування цементного розчину на турбулентному режимі буде мати місце максимальний тиск, який визначається з наступного виразу:

(2.100)

;

При структурному режимі руху рідин максимальний тиск буде мати місце в кінці процесу цементування (2.101)

де – Рс – втрати тиску, які необхідні для подолання опору від різниці густин рідин в середині експлуатаційної колони і за нею;

Ргс – втрати при структурному режимі руху

(2.102)

де Аопр – узагальнений коефіцієнт гідравлічних витрат в трубах при переміщенні продавлювальної рідини в структурному режимі

(2.103)

де в коефіцієнт, який залежить від критерію Сен-Венана

(2.104)

де Wc – швидкість руху рідини всередині труд при структурному режимі руху. Візьмемо Wк.п = 0,3 м/с

(2.105)

За графіком в =0,3

Максимальний тиск буде мати місце в кінці цементування.

Підбираємо тип ЦА і тип насосу.

Вибираємо ЦА-320М з насосом 9Т. для нашого випадку вибираємо діаметр втулок 115 мм.

розраховуємо режими закачування цементного розчину.

Для того, щоб виконати цей розрахунок необхідно порівняти Ртт з тиском, який розвиває ЦА на різних