Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин

Для дальнейших расчетов определяем параметры b и k линейной зависимости

                             Мпа/м

 

Во врямя эксплуотации снижается пластовое давление и  соответственно уменьшается наружно  избыточное давление на колонну. В интервале  z =Н и ниже это учитывается коэффициентом разгрузки k_p. Величина k_p= 0,25 для обсадной колонны диаметром 146 мм.

На глубине z=Н (т.В) р_ни= р_н, а на глубине z= z_к (т.Е)

 

  МПа

МПа

Определяем параметры  b и k в т.С 

 

 

МПа

Тогда избыточное давление в т.С будет равно

 

Для продуктивного пласта берем повышенный запас прочности  на смятие

 

 

 

 

  Рисунок 4.  К расчету наружного избыточного давления на эксплуатационную колонну

 

 

 

 

 

2.3. Конструирование равнопрочной обсадной колонны.

Формирование первой секции.

Давлению 23,7 МПа соответствуют ближайшие трубы с толщиной стенки  . Обсадные трубы предполагаем сделать из стали группы прочности D. Вторая секция будет составлена из труб  , так как с уменьшением глубины снижается . Находим предварительную глубину спуска второй секции труб

 

Предварительная длина первой секции 

 

Предварительный вес первой секции

 

где вес погонного метра трубы первой секции.

Растяжение труб под действием  собственного веса снижает их сопротивление  смятию. Уточнение

 

где нагрузка, соответствующая пределу текучести трубы на растяжения.

Уточним глубину спуска труб второй секции и длину первой секции

 

 

Уточненный вес первой секции составит

 

Трубы на границе секций надо проверить на страгивание резьбы. Рассчитаем запас прочности резьбы второй секции, т.е. резьбы трубы на границе секций с меньшей толщиной стенки:

 

На этом формирование первой секции заканчиваем.

 

Формирование третий секции.

Выше ставим трубы с меньшей толщиной стенки , т.к. величина с уменьшением глубины снижается.

Уточним сминающее давление для трубы третьей секции

 

и глубину спуска третьей  секции, которая составит

 

Тогда длина второй секции равна

 

и ее вес

                

Проверим резьбу трубы  третьей секции на страгивание:

 

т.е. трубы второй секции выдержали проверку на страгивание.

 

Формирование третий секции.

Рассчитаем длину третьей  секции

 

Вес третьей секции составит

 

Z4=1478-792=686  м

Выше следует устоновить трубы с большей тольщиной  стенки

Формирование четвертой  секции.

Четвертая секция из труб

Вычисляем длину четвертой  секции

 

Вес четвертой секции составит

 

глубина спуска четвертой секции

 

Формирование пятой секции.

Пятая секция из труб .

Вычисляем длину пятой секции

 

Глубина спуска четвертой секции

 

Вес пятой секции составит

 

 

85,8Кн

3 Выбор типа и класса долота.

3.1. Предварительный выбор долота и расчет мощности для его вращения при бурение

Шарошечные долота выпускаются  разных типов в соответствии с  твердостью горных пород и двух классов  в соответствии с их абразивностью. Факторами, определяющими тип долота, являются средняя и наибольшая величины твердости горных пород с заданной вероятностью (принимаем Р = =0,95 [1]  ). В нашем случае сделано 10  замеров, тогда

 

 

среднее значение твердости:

 

Среднее квадратическое отклонение:

 

 

1.75

Высчитываем величину наибольшего  с заданной вероятностью

 

где - среднее значение твердости;

      - среднее квадратическое отклонение;

;

По величинам  и    подбираем тип долота (таблица 3.1 [5])

Выбераем долото:

второго класса – 190.5ТЗ – ГН(130)

Эмпирическая формула  для расчета мощности для вращения долота

 

 где – чатота вращения долота, об/мин;

       - диаметр долота, мм;

       _Д – осевая нагрузка на долото,   _Д

       с –  коэффициент, зависящий от твердости горных пород и скалывающей способности долота

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Оценка долговечности вооружения и опор шарошек. Решение о классе долота

Долото для заданного  интервала бурения должно удовлетворять  следующим условиям:

1) соответствовать твердости  горных пород;

2) обеспечивать наиболее  высокую область разрушения пород  по сравнению с альтернативными  долотами;

3) вооружение шарошечного  долота первого класса должно  обеспечивать использование ресурса  опоры, т.е. стойкость его вооружения  при абразивном изнашивании должна  быть не менее стойкости опоры.

Расчет долговечности  вооружения выполняется только для  долот первого класса, т.к. долговечность  вооружения второго класса при абразивном изнашивании заведомо больше долговечности  современных опор.

        На  долговечность рассчитывается один  зуб долота, имеющий средневзвешенные  геометрические размеры. Рассчитываем  долото МС.

Расчетная формула для  осадочных обломочных горных пород:

 

где А,В параметры зависимости скорости изнашивания стали а от удельной мощности трения которая для кристалических пород имеет вид:

      

       

 

 

 

  − интенсивность мощности трения, определяемой по формуле

 

 

где - мощность, реализуемая долотом;

     - доля мощности трения ;

    -сумма зубьев долота;

  - коэффициент, учитывающий увеличение рабочей площадки зуба за            счет скругления его вершины ( = 1,4);

     – средневзвешенная длина рабочей поверхности

 

- сумма длин  рабочих поверхностей зубьев  по одному с каждого венца;  - число венцов на шарошках.

 

Вооружение долота считается  изношенным, если

 

Половина угла при вешине зуба зависит от типа вооружения.

Для типа ТЗ = 24…26 градусов. Берем

 

=22,5ч

 

 

 

4 Обоснование промывки скважины

4.1 Выбор расхода промывочной жидкости

Расход бурового раствора предварительно подбирается из двух условий:

1 Из условия очиски  забоя

 

где - удельный расход бурового раствора м/с, для кристаллических                    пород  ;

- площадь забоя  скважины:

 

 

2 Из условия подьема  шлама в кольцевом зазоре между  буриьными трубами и стенкой  скважины

 

где - необходимая скорость восходящего потока жидкости, м/с;

 – площадь  кольцевого зазора:

/с

 

Из двух полученных расходов принимается наибольший.

 

4.2 Гидравлический расчет гидромониторного долота.

В гидромониторной системе  промывки долота необходимо обеспечить скорости истечения жидкости из насадок от 60 до 120 м/с.

По величине выбранного расхода  жидкости и скорости истечения рассчитаем диаметры насадок и перепад давления на гидромониторном долоте.

Площадь канала насадки трехшарошечного долота равна

 

 

 

Рассчитаем площадь  по велищене и по величине

 

 

 

По величинам  выбираем стандартные насадки ближаших больших диаметров. Принимаем:

       

          

По параметрам выбранных  насадок рассчитаем соответствующие  им перепады давления на долоте

 

 

 

    Заключение

В данной курсавой работе выполнено  приблизительное решение основных технологических задач бурения. Не были учтены определенные значения и факторы влияющие на расчеты, т.е. провели ознакомительную работу.

Несмотря на это по исходным данным и условиям было рационально  подоброно конструкция скважины и плотности бурового раствора, рассчитаны внутреннее и наружные избыточные давления и по этим данным определили параметры эксплуотационной колонны, выброно долото для пятого интервала и обоснована промывка скважины.

 

      Список использованных источников.

1. Технология бурения  нефтяных и газовых скважин.  Методические указания к решению  задач для студентов специальности  17.02. Попов А.Н.УНИ 1991.

2. Технология бурения  нефтяных и газовых скважин.  Учеб.для вузов/ А.Н.Попов, А.И.Спивак, Т.О.Акбулатов и др. под общей  ред. А.И.Спивака М.ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003.

3. Спутник буровика: Справочник. Иогансен К.В 3-е изд., перераб.  и доп. М.: Недра 1990.

4. Типовые задачи и  расчеты в бурении. Элияшевский  И.В., Сторонский М.Н., Орсуляк Я.М.,Учебное  пособие для техникумов. -2 изд., перераб.  и доп.-М., Недра, 1982, 296 с.           

5. Техника и технология  бурения нефтяных и газовых  скважин. Попов А.Н., Жулаев В.П..Учебно-методическое  пособие. УГНТУ 2010.