36. Сопротивляемость труб наружному давлению и осевой нагрузке.

Средние части обсадных колонн работают под действием растягивающих нагрузок и наружного давления. Анализируя график, видно, что растягивающая нагрузка снижает сопротивляемость наружному давлению.

Q – осевая растягивающая нагрузка от веса (в воздухе) нижерасположенной части колонны;

QТ – растягивающая нагрузка, при которой напряжения в теле трубы достигают предела текучести.

Если труба тонкостенная, форма поперечного сечения ее может измениться под влиянием избыточного наружного гидравлического давления даже в том случаи, если эквивалентное напряжение на внутренней поверхности меньше предела текучести. Известно, что критическое избыточное давление, при котором круглая равностенная труба теряет устойчивость, можно найти по формуле Леви:

Приравнивая можно найти граничное значение коэффициента стенности разделяющее области применяемости этих формул: .

Решение задачи, когда на обсадную трубу совместно действует и осевая сила, и боковое давление имеет несколько вариантов.

При рассматриваемой схеме нагружения в теле возникает сложное напряженное состояние. Можно воспользоваться одной из теорий прочности, найти эквивалентное напряжение, и, приравняв его пределу текучести, решить полученное уравнение относительно предельного давления.

В наибольшей степени для этого подходит энергетическая теория прочности. Согласно этой теории моменту перехода из упругого состояния в пластическое соответствует равенство между удельной потенциальной энергии формоизменения при сложном нагружении и одноименной энергией при простом растяжении.

37. Импортные трубы и их соединения. Сравнительная оценка с отечественными трубами.

Они выпускаются по стандарту API в соответствии с которой изготавливаются с длинной и короткой резьбой треугольного и трапециидального профиля Диаметром 114-508мм выпускают трубы с треугольной резьбой. Импортные трубы в большинстве в своем совпадают по характеристикам с трубами выпускаемыми по ГОСТ 632-80, это касается труб с треугольной резьбой аналогично ОТТМ. ОТТМ – являются трубы соединенным Батрекс. аналогом ОТТГ является трубы VAM (разработан фирмой Валурек). Экстремлайн - безмуфтовые трубы выпускающиеся по стандарту API не имеет аналога среди отечественных из-за того что размер резьбы соединенным экстремлайн изменяется в зависимости от диаметра трубы. В маркировке буквы означают область их применения а цифры предел текучести Условное обозначение резьбового соединения должно включать диаметр трубы толщину стенки группу прочности, для труб с длинной резьбой характеризовать длину резьбы а также характеризовать диаметр муфты.

38. Факторы, учитываемые при определении наружных давлений, действующих на обсадные колонны.

В незацементированной зоне наружное давление на колонну на глубине z (от устья скважины до уровня цемента) определяют по формуле

Pн_z=_пж^. g ^. z при 0  z  h,

где _пж - плотность промывочной жидкости, за обсадной колонной;

h - глубина незацементированной части колонны (по вертикали).

До затвердевания цементного раствора наружное давление по всей длине колонны (h  z  H) на глубине z определяют на момент окончания процесса продавливания тампонажного раствора и рассчитывают с учетом давления составного столба промывочной жидкости и тампонажного растворов. Pн_z=_пж^. g ^. h + _цр^. g ^.( z-h).

После затвердевания цемента в зацементированной зоне в интервале межколонного пространства (h  z  L₀) (закрепленном предыдущей колонной), наружное давление на глубине z (Pн_z) определяют по давлению составного столба бурового раствора и гидростатического столба воды плотностью _гс = 1100 кг/м³. При затворении цементного раствора минерализованной водой вместо _гс используется плотность этой жидкости (но в любом случае ее значение должно быть не менее 1100 кг/м³). Pн_z=_пж^. g ^. h + _гс . g. (z – h), при h  z  L. В зацементированной зоне открытого ствола наружное давление на колонну после ОЗЦ определяют с учетом пластового или горного давления, а против непроницаемых устойчивых пород – по формуле . Pн_z=_пж^. g ^. h + _цр^. g ^.( z-h)

В интервале пластов с известным пластовым давлением наружное давление принимают равным пластовому и определяют для середины пласта, при его толщине менее 200 м.

Pн_z = Рпл_z В пластах толщиной более 200 м наружное давление в интервале пласта распределяется между кровлей и подошвой по линейной зависимости. Расчет наружного давления в интервале залегания пород, склонных к текучести, производят по горному (геостатическому) давлению Pн_z = _гп ^. g ^.z (6.5) где _гп - плотность вышележащих горных пород. Расчет по формуле (6.5) производят для интервала, равного толщине пласта + 100м (по 50 м выше кровли и ниже подошвы пласта).

Как правило, наружное давление определяют для характерных точек и распределение давления между ними принимают линейным. В любом случае расчетное наружное давление, действующее на обсадную колонну, не может быть меньше гидростатического давления столба воды с плотностью _гс = 1100 кг/м3.