Рпл 32,70 Ч 106 сГС 1100

Ка = –––––––––– = ––––––––––––––––– =1,12; –––– = –––––– = 1,1;

сВ Ч g Ч Н 1000 Ч 9,81 Ч 3000 сВ 1000

Оскільки Ка = 1,23 > сГС/сВ = 1,1, то розрахунок проводимо за формулою

Рвн = Роп + сОП Ч g Ч Н – Рпл;

Рвн = 29,50 Ч 106 + 1000 Ч 9,81 Ч 3000 – 32,70 Ч 106 = 26,23 Ч 106 Па.

За одержаними величинами Рзн та Рвн будуємо епюру, на якій відображено характер зміни цих величин з глибиною свердловини.

2.10.2 Розрахунок міцнісних характеристик обсадних труб

В процесі експлуатації обсадної колони вона піддається дії високих зовнішніх та внутрішніх надлишкових тисків та осьового навантаження, тому обсадні труби повинні мати достатню міцність при дії таких сил.

Опір труб зовнішньому надлишковому тиску характеризується критичним тиском, при якому найбільше напруження досягає межі текучості матеріалу труб. Критичний тиск знаходимо за формулою Г.М.Саркісова:

3 Ч е

Ркр = 1,1 Ч Кmin Ч { уТ + Е Ч Ко2 Ч с Ч (1 + ––––––––––––– ) –

2 Ч с3 Ч Кmin

3 Ч е

– ?[ уТ + Е Ч Ко2 Ч с Ч (1 + ––––––––––––– ) ] 2 – 4 Ч Е Ч Ко2 Ч с Ч уТ };

2 Ч с3 Ч Кmin | (3.83)

дmin

Кmin = –––––– ;

d | до

Ко = ––––– ;

d | до

с = ––––– ;

дmin

дmin = 0,875 Ч д;

дО = 0,905 Ч д; с = 1,034 (труби виконання Б);

дО = 0,918 Ч д; с = 1,049 (труби виконання А);

де d – зовнішній діаметр обсадних труб;

д, дО, дmin – відповідно номінальна, середня та мінімальна розрахункові товщини стінок;

уТ – межа текучості матеріалу труб;

с – коефіцієнт різностінності;

е – овальність труб; е = 0,0075 (виконання А);

при виконанні Б для труб діаметром ? 245 мм е = 0,010;

? 245 мм е = 0,015.

Критичний тиск для труб із врахуванням розтягуючих навантажень визначають за формулою:

G

Р’кр = Ркр Ч (1 – 0,3 Ч –––––);

Gт | (3.83)

де Ркр – критичний тиск за формулою Г.М.Саркісова;

G – осьове розтягуюче навантаження на трубу;

Gт – розтягуюче навантаження, при якому напруження в тілі труби досягають межі текучості.

р

Gт = –––– Ч (d2 – dв2) Ч уТ = рЧ (d – д) Ч д Ч уТ;

4 | (3.84)

Надлишковий зовнішній тиск в будь-якому перерізі свердловини для труб розрахункової секції не повинен перевищувати допустимий, тобто

Ркр Ркр

Рзн ? ––––– ; Рзн ? ––––– ;

n1’ n1 | (3.85)

де n1’ – коефіцієнт запасу міцності для секцій, які знаходяться в межах експлуатаційного об’єкту;

n1’ = 1,0 ... 1,3 (встановлюється в залежності від стійкості колекторів). Для решти секцій n1 = 1,0.

Внутрішній надлишковий тиск, при якому напруження в тілі труби досягає межі текучості, визначають за формулою:

д

Рт = 1,75 Ч ––––– Ч уТ;

d | (3.86)

Надлишковий тиск в будь-якому перерізі свердловини для труб розрахункової секції не повинен перевищувати допустимий, тобто

Рт

Рвн ? ––––– ;

n2 | (3.87)

Для труб виконання Б діаметром 114 – 219 мм n2 = 1,15, а діаметром більше 219 мм n2 = 1,45.

Для труб виконання А всіх діаметрів n2 = 1,15.

Розрахунок на розтяг колони труб з різзю трикутного профілю виконують за формулою Яковлєва-Шумілова. Зрушуюче навантаження, при якому в найбільш небезпечному перерізі різьбового з’єднання напруження досягають межі текучості, становить:

р Ч d1 Ч в Ч уТ

Gзр = –––––––––––––––––––––––––– ;

d1

1 + з Ч –––––– Ч ctg (б + ц)

2 Ч l | (3.88)

де d1 = d – 2 Ч t – в – діаметр по западині першої повної нитки нарізки;

в = д – t – товщина стінки труби по западині тієї ж самої нитки;

t – глибина різі;

в

з = –––––– – коефіцієнт розвантаження різі;

д + в

? – довжина різі із повним профілем;

б = 60є – кут між опорною поверхнею різі і віссю труби;

ц = 7є – кут тертя.

Розрахунок на розтяг колони із нарізкою трапецієвидного профілю здійснюють на руйнуюче навантаження по тілу труби в небезпечному січенні і визначають за формулою:

Gр = 0,785 Ч [(d – 0,0022)2 – (d – д)2] Ч уВ(MIN); | (3.89)

Вага обсадних колон не повинна бути більше допустимого значення:

а) для трикутної різі [G] = Gзр / n3;

б) для трапецієвидної різі:

[G] MIN = { | Gр / 1,75;

1,25 Ч Gт;– | виконання А

[G] MIN = { | Gр / 1,8;

1,3 Ч Gт;– | виконання Б

де n3 – коефіцієнт запасу міцності на розтяг.

а) для трикутної різі подано в таблиці 4.1 [11];

б) для трапецеїдальної різі n3 = 1,75 – виконання А; n3 = 1,8 – виконання Б.

Значення Ркр, Рт, Gзр, Qт також подані в довідковій літературі.

Так як розрахунок міцнісних характеристик для обсадних труб різних груп міцності та товщин стінок є однотипним, то використаємо комп’ютерну програму для подальшого розрахунку і вирахувані значення занесемо в таблицю.

Значення критичних тисків для обсадних труб Ркр; розтягуючих навантажень, при яких напруження в тілі труби досягають межі текучості Gр; внутрішніх тисків, при яких напруження в тілі труби досягають межі текучості Рт; допустимих розтягуючих навантажень [G] та теоретичної ваги колони приведені для труб ОТТГ 146 мм та ОТТГ 168 мм у таблиці 3.16.

Таблиця 3.16 – Значення міцнісних