Расчет прихватов

Лабораторная работа №2

Задача 1

Рассчитайте длину свободной части бурильных труб, если в скважине произошел прихват. В скважину спущены трубы ТБПК 127х9,19 мм, G 105, на глубину 2800 м. При усилии натяжения бурильной колонны на 20 тонн сверх собственного веса ее удлинение составило 750 мм. Масса 1 п.м. трубы без учета массы замка составляет 26,8 кг/м.

Найти: 1) определить длину свободной части бурильных труб;

2) рассчитать массу 1 п.м. трубы, плотность стали 7840 кг/м.

3) рассчитать глубину прихвата, используя расчетное значение массы 1 п.м. трубы.

Метод 1 Определение верхней границы прихвата по массе 1 погонного метра трубы без учета массы замка:

𝐿 = (2683∙∆𝐿*q )/ ∆𝑃 =(2683*0,75*26,8)/20=2696м

 где L – длина неприхваченной части бурильной колонны, м;

ΔL – удлинение бурильной колонны под действием растягивающей нагрузки ΔР, м;

q – масса 1 погонного метра бурильной колонны без учета массы замка, кг/м;

ΔP – натяжение бурильной колонны сверх собственного веса, тонн.

Масса 1 п.м. труб можно рассчитать по формуле: 𝑞 = 0,7854 ∙ ( 𝐷2нар –𝑑2внутр ) ∙ 1 м ∙ 𝜌стали =0.7854*(1272-108,622)*1*7840=26,7 кг/м

где Dнар – наружный диаметр трубы, м;

Dвнутр – внутренний диаметр трубы, м;

ρстали – плотность стали трубы, которую примерно можно принять равной 7840-7850 кг/м3 .

Ответ:

1) длина свободной части бурильных труб равна 2696м

2) По расчетам масса 1 п.м. трубы, при плотность стали 7840 кг/м равна 26,7 кг/м

3) глубина прихвата, по расчетному значению массы 1 п.м. трубы (26,7 кг/м) равна 2686м

Задача 2

Метод 2  Применив данный метод рассчитать или найти: 1) рассчитать площадь поперченого сечения трубы, в см; 2) рассчитать глубину прихвата.

Определить неприхваченную часть колонны через модуль Юнга. Длина неприхваченной части бурильной колонны определяется по формуле:

 𝐿 = (1,05 − 1,1) ∙(( 𝐸∙𝑆∙∆𝑙 )/(∆𝑃∙100)) =(1,05-1,1)* 2,1 ·104 * 34,01*75/(20*9,81*100)=2731м

где (1,05-1,1) – коэффициент, учитывающий наличие замков и сил сопротивления при движении колонны вверх, безразмерный;

L – глубина места прихвата, м;

E – Модуль Юнга. Для стали Е = 2,1 ·104 кН/см2 ; для алюминия (Д16Т) Е = 0,724·104 кН/см2 .

S – площадь поперечного сечения тела трубы, см2  (S=0,7854 ∙ ( 𝐷2нар –𝑑2внутр )= 0.7854*(1272-108,622)=34,01 см2)

ΔL – удлинение бурильной колонны, см;

ΔP – натяжение бурильной колонны сверх собственного веса, кН. Для перевода тонн в кН необходимо значение в тоннах умножить на 9,80665 или 9,81.

Ответ:

 1) площадь поперченого сечения трубы равна  S=34,01 см2

 2) глубина прихвата равна 2731м

Задача 3

При забое 3500 м произошел прихват.

Компоновка колонны бурильных труб снизу-вверх:

1 ТБПВ 114,3 х8,56  L1 = 600 м, q1 = 23,4 кг/м

2 ТБПВ 114,3 х10,92 L2 = 500 м, q2 = 25 кг/м

3 ТБПК 127х9,19 L3 = 1000 м, q3 = 29 кг/м