Порядок расчета эксплуатационных колонн

1. На основании исходных данных выбирают расчетную схему и определяют значения внутренних, наружных и избыточных наружных и внутренних давлений на устье (P_У) и на глубинах h, L₀, H, S, L.

2. При мощности продуктивного горизонта свыше 200 м (при расчетах по пластовому давлению) дополнительно определяют Р_НИZ на кровле и подошве пластов.

3. Строятся эпюры этих давлений, причем для Р_НИZ строится обобщенный эпюр.

4. Определившись в запасе прочности на смятие (n₁) для первой (нижней) секции определяют требуемое наружное давление для этой секции Р _1ТР = Р_НИL× n₁. По таблице 2 или инструкции по расчету обсадных колонн (1989 г. изд.) подбирают трубы для секции 1 с учетом Р_1КР> Р_1ТР.

5. Выбирают длину 1 секции (l₁ ), которая принимается равной мощности продуктивного горизонта (N) плюс длина зумпфа (l₃) и длина деталей низа эксплуатационной колонны l_Н

l₁ = N + 50+l₃ + l_H

l₃ = 10 - 25 м

l_H = 10- 25 м

где: 50 м - выше кровли продуктивного горизонта.

Для наклонно-направленных участков l¢ = l₁/cosa₁

a₁ = зенитный угол в этом интервале.

6. Для выбранных труб определяют запас прочности на внутреннее давление n₂ и проверяют первую секцию на внутреннее давление на глубине «головы» первой секции. Если запас прочности окажется меньше допустимого, то подбор труб для первой секции производят по внутреннему давлению

(Р_1Т - определяют по табл. 4 инструкции).

7. По эпюру Р_НИZ на «голове» нижней секции (10-ой) или на подошве второй и поэтому давление по табл. 2 инструкции подбирают трубы для второй секции с Р_2КР> Р_2НИZ.

8. Определяют вес первой секции

Q₁ = q₁× l₁

где q₁ - вес 1 пог. метра труб 1 секции, определяют по таблице 12 инструкции.

9. Определяют Р¢ _2КР для труб 2 секции по формуле для двухосного нагружения с учетом веса первой секции. Если Р¢ _2КР > Р_НИ, то 2-ю секцию оставляют, если нет, то заменяют на более прочную.

10. Для определения длины 2-ой секции, выбирают трубы для 3-ей секции с меньшей прочностью, чем вторая (на группу прочности ниже или 1 мм тоньше по стенке), из таблицы 2 инструкции с Р_ЗКР и по эпюре Р_НИZ определяют на какую глубину (Z_З) эти трубы можно спустить. Разность между глубиной спуска второй секции (Z₂) (головы первой секции) и глубиной спуска третьей будет длина 2-ой секции

,

.

11. Определяют вес второй секции по таблице 12 инструкции находят q₂:

12. Определяют величину Р¢ _ЗКР для труб 3-ей секции для условий двухосного нагружения с учетом влияния растягивающих нагрузок от веса первой и второй секций

13. Далее производят проверочный расчет второй секции на внутреннее давление:

(Р_2Т - определяют по таблице 4 инструкции).

14. Для определения длины 3-ей секции, необходимо выбрать трубы 4-ой секции менее прочные, чем 3-я (по табл. 2 инструкции).

15. По эпюру Р_НИZ определяют глубину спуска 4 секции (Z₄) для условий двухосного нагружения от веса 3-х секций (Р¢ _4КР). По этому давлению по эпюру Р_НИZ уточняют глубину спуска четвертой секции.

16. Определяют глубину третьей секции как

и вес Q₃.

17. Производят проверочный расчет 3-ей секции на внутреннее давление.

18. Примерно на 4 секции расчет Р_НИZ заканчивают и предполагают, что колонна будет завершена 4-ой секцией.

19. Определяют вес 4-х секций, т. е. всей колонны

20. Проверяют подобранную колонну на страгивание

Если запас прочности ниже допустимого, то дли четвертой секции определяется на условия страгивания:

.

21. Проверяется 4-я секция на внутреннее давление.

22. Определяются длины следующих 5, 6 (более прочных, чем 4-ая), и т. д. на условиях страгивания до завершения колонны.

23. Проверяются 5, 6 и т. д. секции на внутреннее давление.

24. Составляется итоговая таблица (форма таблицы приведена в табл.3):

Таблица 3