Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчеты при опробовании перспективных горизонтов в процессе бурения





Для опробования перспективных горизонтов в процессе бурения глубоких скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые, пока приствольная зона объекта еще существенно не загрязнена, при­меняют комплекты испытательного инструмента, позволяющие прово­дить одноцикловое и многоцикловое испытание скважин.

Под испытанием пласта понимается комплекс работ, обеспечи­вающий вызов притока, отбор проб пластовой жидкости и газа, выявле­ние нефтегазосодержания пласта, определение основных гидродинами­ческих параметров пласта.

Для герметичного перекрытия кольцевого пространства ствола скважины и изоляции испытываемого пласта от остальной части ствола предназначены пакеры с металлической опорой.

Надежность пакеровки прежде всего определяется правильным выбором диаметра пакерующего элемента.

Диаметр резинового элемента механического пакера

 

dp.n=(0,85÷0,9)Dc, (17)

 

где Dc- диаметр скважины в месте установки пакера, м.

Проходимость пакера по стволу скважины и надежность пакеровки при испытании характеризуется коэффициентом пакеровки.

(18)

 

Минимальные значения kn, при которых обеспечивается надежная пакеровка в зависимости от устанавливаемых перепадов давления на пакер, приведены ниже.

 

Перепад давления на пакер, МПа <16 16-25 >25
Коэффициент пакеровки 1,08-1,10 1,10-1,12 1,12-1,14
Характеристика работы пакера Повышенная устойчивость Средняя устойчивость, проходимость Повышенная проходимость

 

Выбор диаметра пакера рекомендуется производить в соответст­вии с данными табл. 6, в которой приведены диаметры резиновых элементов в зависимости от диаметра необсаженной скважины в интер­вале установки пакера и численные значения пакеровки.

При выборе интервала испытания следует стремиться к тому, что­бы вся эффективная мощность проницаемой части пласта, найденной по результатам геолого-геофизических исследований, находилась в преде­лах интервала между пакером и забоем скважины.



Нагрузка, необходимая для пакеровки, определяется по формуле

 

(19)

 

где Еу- модуль упругости резины, Еу =9,4 МПа; S0- площадь сечения резинового элемента пакера до деформации; кп- коэффициент пакеров­ки.

Депрессия, создаваемая для получения притока пластовой жидко­сти при первичном вскрытии перспективного горизонта

 

Рдеп≥3(ρб.рgzплпл) (20)

 

которая во избежание разрушения объекта испытания должна удовлетворять условию

 

Рдеп<0,5[δсж- 2(ρr.n.gzпл- pпл)] (21)

 

где (δcж - прочность породы при одноосном сжатии, Па; ρr.n.- объемная плотность вышележащей толщи пород, кг/м3.

Глубина заполнения жидкостью, необходимой для создания де­прессии плотностью рж≤ρб.р:

 

zж=zпл-(ρплдеп)/ρжg (22)

 

В начальный момент опробования избыточное наружное давление, действующее на пластоиспытатель и пакер достигает максимума

 

ρH.H6.pgzн.пжg(zн.п- zж) (23)

 

где zн.п- глубина установки испытателя пластов.

Если один пакер не способен воспринимать такой перепад давле­ний, то устанавливают последовательно два пакера.

Необходимую величину осевой сжимающей нагрузки Gc.n. (кН) целесообразно создавать за счет веса секции УБТ, длина которого опреде­ляется по формуле (4).

Во время пакеровки и опробования объекта хвостовик, располо­женный ниже пакера, испытывает осевое сжатие от действия трех сил: от осевой сжимающей нагрузки Gc.n., гидравлической нагрузки Gc.r., возникающей при открытии главного клапана пластоиспытателя, и си­лы трения Fтрпакера о стенки скважины.

Действующая на хвостовик в начальный момент сжимающая (ста­тическая) GCTнагрузка может быть определена по номограмме [7], при­веденной на рис. 4 (на ней приведен пример пользования номограм­мой: Dc=240 мм; dшт=90 мм; Δр=20МПа; GCT=780 кН).

 

 

4000 3000 2000 1000 Gст, кН 100 200 300 400 dc,мм

 

Рис. 4. Номограмма для определения статической нагрузки на хвостовик.

Расчет максимально допустимых сжимающих нагрузок на хвосто­вик осуществляется по формуле [7]

 

Gкр=S[δт-5,04(dc-dт) /W] (24)

 

где δт - предел текучести материала труб, Па; S - площадь поперечного сечения хвостовика, м2; dc, dтсоответственно диаметры скважины и хвостовика, м; q- вес 1 м хвостовика, Н; W- момент сопротивления сечения хвостовика, м3.

Гидравлическая нагрузка приближенно рассчитывается по формуле

 

Pг≈(Sc-Sx)[ρ6.pgzпакжg(zпак-zж)] (25)

 

где Sc, Sx- соответственно площадь поперечного сечения скважины в месте пакеровки и площадь сечения хвостовика, м2; zпак - глубина уста­новки пакера, м

Силу трения можно оценить по следующей формуле (П.С. Лап­шин, 1974)

 

Ртр=kтрμтрри.нπdchp.n(d2p.n-d2ш)/(d2c-d2шт) (26)

 

где ктр - опытный коэффициент, ктр≈0,2; μтр - коэффициент трения рези­нового элемента о стенки скважины, μтр=0,1; hp.n - высота резинового элемента пакера, м; dшт- диаметр штока пакера, м.



Напряжения изгиба в хвостовике можно оценить по формуле [7]

δн=5,04(dc-dx) (27)

 

где dx- наружный диаметр хвостовика, м; lx- момент инерции сечения хвостовика, м4; Wx- момент сопротивления того же сечения, м3; qx-масса 1м хвостовика, кг.

Дополнительные сжимающие температурные напряжения в хво­стовике на время опробования

δm=atEAt, (28)

 

где at- температурный коэффициент линейного расширения хвостови­ка, K-1.

Поправка, учитывающая влияние температуры на модуль упруго­сти,

E=E20kE(t3-20) (29)

 

и предел текучести материала хвостовика

δт=(δт)20 - Kδ(t3-20), (30)

 

где Е20 и т)20 - модуль упругости и предел текучести при температуре 20 °С, приводимые в справочной литературе; кЕ и кδ - температурные поправки, МПа/К, для стали kЕ≈70 МПа/К и кδ ≈0,47 МПа/К.

Условие прочности хвостовика при сжатии

 

δт≥kзzut) (31)

 

где δz - напряжение осевого сжатия, Па, δz=(Pc.n+Pг+Pтp)/Sx (собствен­ным весом хвостовика за малостью обычно пренебрегают); kз =1,3 - ко­эффициент запаса прочности.

Дополнительная ударная нагрузка, действующая в момент откры­тия главного клапана пластоиспытателя из-за резкого снижения давле­ния в подпакерной зоне.

 

Pyд=(Pcn+Pг) , (32)

 

где hпр - высота столба бурового раствора, эквивалентная по создавае­мому давлению высоте столба жидкости в бурильных трубах, м,

hпр = (zпак - zжжб.р (33)

d0- диаметр отверстия в штуцере пластоиспытателя, м; μш- коэффициент расхода штуцера, μш=0,6÷0,65; lk- длина хвостовика, м.

Условия прочности по ударной нагрузке

Руд<[Р]уд, (34)

 

где [Р]уд - допустимая ударная нагрузка, Н;

[Р]уд=kбkудSxти-δ׳x) (35)

 

kуд - коэффициент, учитывающий возрастание предела текучести хвостовика при динамическом нагружении по сравнению со статиче­ским, kуд=2÷2,34,

δ'z=Pсп/Sx (36)

 

При проведения операций с испытателем пластов бурильные тру­бы испытывают различные нагрузки: растягивающие усилия при спуске и подъеме инструмента; сжимающие усилия при нагружении пакера и открытии испытателя пластов; внешние сминающие давления при ис­пытании неглубоких скважин; дополнительные напряжения кручения при вращении бурильной колонны (при смене позиций запорного кла­пана), увеличивающиеся с глубиной; растягивающие осевые и сжи­мающие радиальные нагрузки при срыве пакера, которые могут дости­гать опасных значений.








Date: 2015-10-19; view: 286; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 year. (0.029 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию