Вопрос №2 Методика расчета траектории скважины с 4-х интервальным профилем.

Исходными данными для расчета профиля являются:

H – проектная глубина скважин;

h – глубина зарезки наклонного участка;

А – проектное смещение забоя от вертикали;

i₁, R₁ – интенсивность и радиус на участке набора зенитного угла с отклонителем;

i₂, R₂ – интенсивность и радиус на участке неориентируемого набора;

i₃, R₃ – интенсивность и радиус на участке уменьшения зенитного угла;

α_о– угол набора кривизны с отклонителем;

h_в – глубина второго вертикального участка;

α_к– угол в конце участка уменьшения зенитного угла.

R_доп- радиус круга допустимого отклонения от пректной точки в горизонтальной плоскости.

Расчет четырехинтервального профиля

Исходными данными для расчета являются (см. рис. 2) H, h, A, α_o, i₁ (R₁),

i₂ (R₂), i₃ (R₃), αk.

Рисунок 2 – Четырехинтервальный профиль

1. Определяют проекции вертикального участка.

2. Определяют проекции участка 2а – набора зенитного угла с отклонителем по формулам:

h₁ = R₁. sin α_o ; а₁= R₁ . (1 – cos α_o); l1 = α_o/i₁..

3. Определяют проекции участка 2б – набора зенитного угла неориентируемой компоновкой:

a₂= R₂ . (cos α_о – cos α); h₂= R₂ . (sin α– sin α_о); l₂ = (α – α_о) / i₂.

4. Определяют проекции участка 4 – уменьшения зенитного угла:

a₄= R₃ . (cos αк – cos α); h₄ = R₃ . (sin α – sin αк); l₄ = (α – αк) / i₃.

5. Определяют проекции участка 3 – прямолинейно-наклонного участка.

Вертикальная проекция определяется как разность между проектной глубиной скважины и суммой проекций на участках ориентированного и неориентированного набора угла, уменьшения угла и глубиной зарезки, т. е.

h₃ = H – h – h₁ – h₂ – h₄.

Затем определяем горизонтальную проекцию и длину по стволу:

a₃ = h₃ ^. tg α; l₃ = h₃ / cos α .

6. Проверяют выполнение условия А = а₁+ а₂ + а₃ +a₄, если оно не выполняется, изменяют угол α и пересчитывают проекции участков 2б, 4 и 3. Процедуру выполняют до тех пор, пока не будет выполнено условие:

Σ аi = А ± 10.

7. Результаты расчетов представляют в виде таблицы

Расчёт бурильной колонны.

Используя данные таблицы 4.1. выбрать тип ( диаметр) турбобура, диаметр и длину УБТ, выполнить проверочный расчёт бурильной колонны на прочность, на основании расчёта выбрать оптимальную толщину стенки и группу прочности труб. При расчёте допустимой длины колонны принять толщину стенки10 мм. По результатам расчёта составить графическую схему компоновки бурильной колонны, с указанием интервалов установки бурильных труб и элементов КНБК.

Скважина вертикальная, условия бурения неосложненые.

Особенностью расчёта бурильной колонны при использовании забойных двигателей является то, что касательными напряжениями в силу их незначительности пренебрегают. Расчёт начинают с определения допустимой глубины спуска одноразмерной колонны или секции бурильных труб с учётом коэффициента запаса прочности на разрыв, затем производят расчёт на избыточное внутреннее и при необходимости наружное давления, а также проверочный расчёт на прочность в клиновом захвате.

Исходные данные

• Проектная глубина скважины Н - 3000 м

- КНБК и типоразмер бурильных труб приняты по опыту бурения и с учетом оснащенности бурового предприятия - турбобур ТРМ-195 18 м, вес 3100 кг + УБТ 178 - 10 м, q – 145,0 кг/п.м.

Длина УБТ определяется из условия для бурения забойными двигателями

- Плотность бурового раствора - 1150 кг/м³.

• Бурильные трубы 127 мм группа прочности Дх9,2; приведённый вес 1п.м, q = 31,22 кг.

• Коэффициент запаса прочности на разрыв К₃ = 1,3.

- Коэффициент, учитывающий силы инерции и сопротивления при подъеме - К_д - 1,15.

- Перепад давления на КНБК - 5,9 МПа

- Максимальное давление в бурильных трубах на устье 10 мПа.

• Глубина опорожнения бурильной колонны при работе ИП - 1000м

1.Определяем допустимую глубину спуска бурильной колонны, составленной из труб 127 мм группа прочности Дх9,2 из выражения:

,

где - допускаемая растягивающая нагрузка с учётом запаса прочности;

G - вес КНБК и забойного двигателя кг;

Р₀ - перепад давления в КНБК кГ/см²;

So - площадь сечения канала бурильной трубы см²;

F - площадь сечения трубы по металлу

q - вес 1 метра бурильной трубы кГ;

, - плотность промывочной жидкости и материала труб соответственно;

Определяем допустимое растягивающее усилие для данного типоразмера труб

Определяем допустимую длину бурильных труб длинного типоразмера

Произведем проверочный расчет на разрыв с учетом растягивающего усилия от перепада давления в ГЗД и долоте

Напряжение в теле трубы, площадь сечения которой составляет 0,0043 м² определяем из выражения

Коэффициент запаса прочности составит

Условие запаса прочности выполнено.

Проверка на внутреннее избыточное давление.

Расчёт производится путём определения величины напряжения, обусловленного максимально возможным внутренним избыточным давлением и его сравнением с допустимым для данного типоразмера труб.

где - ожидаемое внутреннее избыточное давление в колонне бурильных труб на рассчитываемой глубине;

- внутренний диаметр труб;

t — толщина стенки трубы;

Кр - коэффициент разностенности труб (принимается 0, 875).