Определение диаметра обсадных колонн и диаметра долота
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Северо-Кавказский федеральный университет»
РАСЧЕТНО - ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
По дисциплине «Горные машины»
На тему:
«Определение диаметра обсадных колонн и диаметра долота»
Ставрополь 2013
«Конструкция скважины»
Конструкция скважины - это число спущенных в него обсадных колон, их длина, диаметр и интервал цементирования.
.Направление - первая обсадная колонна, которая закрепляет самые не устойчивые горные породы, находящиеся в близи дневной поверхности.
.Кондуктор - строят для того, что бы продукты бурения не могли попасть в выше лежащие водяные пласты, которые используются для промышленного применения и питья.
.Промежуточная колонна, используются для того, что бы изолировать 2 и более продуктивных горизонта друг от друга.
.Эксплуатационная колонна - для эксплуатации продуктивного горизонта, для надежного канала по которым будет подниматься нефть или газ на поверхность.
Назначение обсадных колон.
·Закрепление стенок скважины с помощью цементного камня между стенкой скважины и стенкой колоны.
·Предохранять водяные промышленные пласты от попадания в них продуктов бурения.
·Изолировать водяные и нефтяные пласты друг от друга.
·Изолировать отдельные продуктивные пласты друг от друга.
Обсадная колонна в процессе эксплуатации испытывает следующие нагрузки:
Растягивающие;
Избыточное наружное и внутреннее давление.
Раздел 2 «Определение диаметров обсадных колон и долот».
Диаметры обсадных колонн выбирают в соответствии с величиной кольцевого зазора между долотом и спускаемой обсадной колонной и кольцевого зазора между обсадной колонной и спускаемым в нее долотом для бурения последующего интервала.
Диаметры обсадных колонн и долот выбирают снизу вверх, начиная с эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны зависит от способа закачивания скважины, условий её эксплуатации и задается заказчиком на буровые работы.
Диаметральные разрезы конструкции скважины рассчитываются по следующим соотношениям:
Диаметр долота для бурения ствола под обсадную колонну с наружным диаметром dн.
д = dм + ∆, (1)
где dм - наибольший наружный диаметр обсадной колонны (обычно наружный диаметр её муфты); ∆ - разность между диаметрами скважины и муфты обсадной колонны, мм.
пред. = dд + 2∆в, (2)
где ∆в - радиальный зазор между долотом и внутренней поверхностью той колонны, через которую оно должно проходить при бурении скважины (∆в ≥ 3…5)
Наружный диаметр предыдущей обсадной колонны.
(dн)пред = dпред + 2δ, (3)
где δ - наибольшая возможная толщина стенки труб данной колонны, мм.
Расчетные значения диаметров долот уточняют по ГОСТ 20692-75, а долот уточняют по ГОСТ 632-80.
Минимально допустимая разность диаметров муфт обсадных труб и скважин приведена в таблице 1.
Таблица 1. Размеры колонн, муфт и зазор, мм
dн114,3127,0139,7146,0168,3178,0193,7219,1244,5dм13314615966288198216245270∆151520202525252525dн273,1298,5323,9339,4351,0377,0406,4425,5508dм299324351365376402432451533∆353539-4539-4539-4539-4539-4539-4539-45
Диаметры шарошечных долот, выпускаемых промышленностью, приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Диаметры долот
Dд, мм112,0120,6132,0139,7146,0151,0165,1190,5Dд, мм215,9244, 5269,9295,3320, 0349,2393,7490,0обсадная колонна долото скважина
Исходные данные: диаметр эксплуатационной колонны - 168,3 мм.
.Рассчитываем диаметр и долот под эксплуатационную колонну
2.Рассчитываем диаметр и долот под промежуточную колонну
.Бурение диаметра и долота под кондуктор.
1. Рассчитываем диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну по формуле 1: dд = dм + ∆, dм - наружный диаметр соединительной муфты для эксплуатационной колонны, определяемый по ГОСТ 632-80м = 187,7 мм; ∆ = 25 (из таблицы 1)
Тогда д = 187,7 +25=212,7 мм.
На основании произведенного расчета диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну должен составлять 212,7 мм. По каталогу долот (таблица 2) ближайший диаметр долота 215,9 мм.
.Рассчитываем диаметр долота под промежуточную колонну по формуле 2: dпред. = dд + 2∆в пред. = 215,9 +2*5=225,9 мм
Соответственно выбираем обсадную трубу диаметром 244,5, внутренний диаметр которой составляет 226,7 мм и толщиной стенок 8,9 мм.
Необходимый диаметр долота для бурения под 244,5 мм колонну. По каталогу находим ближайший диаметр долота по ГОСТ 20692-75 D = 244,5 мм. Следовательно, принимаем dд = 244,5 мм.
.Внутренний диаметр обсадной трубы под кондуктор выбираем по следующей формуле 2: dпред. = dд + 2∆в пред = 244,5+2*5=254,5 мм
Внутренний диаметр обсадной колонны по ГОСТ 632-80 dпред= 255,3 мм;
По формуле 3: (dн)пред = dпред + 2δ
(dн)пред = 255,3+2*8,9=273,1 - наружный диаметр обсадной колонны под кондуктор.
Далее находим по расчету диаметр долота для бурения под кондуктор:д = 299+35=334 мм (данные из таблицы 1)
Следовательно, по каталогу долот (таблица 2) ближайший диаметр долота к расчетным данным по ГОСТ 20692-75 составляет 393,7 мм
Список используемой литературы
1.Баспрыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Заканчивание скважин: Учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. - 670с.
2.Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин / Под общей редакцией проф. А.И. Булатова - М.: недра, 1981.