РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

ДЛЯ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ

Задача 81. Рассчитать эксплуатационную колонну диаметром 168 мм для газовой скважины при следующих условиях: L = 2500 м; h = 0; = 30 МПа (период ввода скважины в эксплуатацию).

= 1,0 МПа (при окончании эксплуатации); = 1,45 г/см ; = 1,8 /см ; = 1,0 г/см ; = 363 К; = 323 К; Т = 343 К; = 0,6; m = 0,8; к = 0,25.

Зона эксплуатационного объекта 2500 – 2200 м; породы неустойчивые.

Решение. По рис. 7 выбираем расчетную схему V.

Определяем избыточные наружные давления в точках:

1: = 0; = 0;

2: = 2500 м; = (0,01 МПа.

Строим эпюру AB (рис. 9, а).

Определяем избыточные внутренние давления в точках:

а: = 0; или .

По табл. 108 = 9 МПа

МПа; МПа;

Так как 27,5 > 9,0, принимаем = 27,5.

б: = 2500 м; МПа.

Строим эпюру AB (рис. 9, б).

Определяем величину и L в зоне эксплуатационного объекта, для которого = 1,3: 1,3 · 33 = 42,9 МПа.

Такому давлению соответствуют трубы группы прочности К с = 11 мм, для которых = 43,8 МПа (табл. 109). Учитывая небольшую длину интервала эксплуатационного объекта принимаем = 300 м.

Вес 1-й секции H = 0,1305 MH (табл. 113).

Находим внутреннее избыточное давление на глубине м по эпюре (рис. 9, б): МПа. В соответствии с табл. 108 эта величина должна быть не менее 9 МПа.

Определяем коэффициент запаса прочности на внутреннее давление для труб = 11 мм из стали группы прочности К.

Для труб 2-й секции наружное избыточное давление на глубине 2200 м по эпюре (см. рис. 9, а) составляет МПа. Этому давлению соответствуют трубы группы прочности Д с = 10 мм, для которых = 30 МПа (табл.109) и = 39,5 МПа (табл. 112).

Для 3-й секции берем трубы группы прочности Д с = 9 мм ( = 25,1 МПа; = 35,6 МПа). По эпюре (см. рис. 9, а) находим, что допустимая глубина спуска труб с = 9 мм составляет м.

Тогда длина 2-й секции ( = 10 мм) м.

Вес 2-й секции ( = 10 мм) = 133 700 Н = 0,1337 МН.

Внутреннее избыточное давление для труб 2-й секции на глубине 1865 м по эпюре (см. рис. 9, б) равно 11,5 МПа. Следовательно, = 39,5/11,5 = 3,43 >> 1,15.

Для 4-й секции принимаем трубы группы прочности Д с = 8 мм ( = 20,2 МПа; = 31,6 МПа). По эпюре (см. рис. 9, а) =20,2 МПа соответствует глубине м. Длина 3-й секции ( = 9 мм) м; вес ее = 135 700 Н = 0,1357 МН.

Внутреннее избыточное давление на глубине 1490 м составляет 14,5 МПа (рис. 9, б). Таким образом, = 35,6/14,5 = 2,4 >> 1,15.

Для 5-й секции берем трубы группы прочности Д с = 7 мм ( = 15,3 МПа; = 27,7 МПа; = 0,8 МН; = 287 Н). По эпюре (см. рис. 9, а) находим, что давлению 15,3 МПа соответствует глубина м.

Длина 4-й секции м; вес ее = 94 300 Н = 0,0943 МН.

Избыточное внутреннее давление на глубине 1200 м равно 17,5 МПа (см. рис. 9,б); тогда дл 4-й секции ( = 8 мм) = 31,6/17,5 = 1,81 > 1,15.

Вес четырех секций: МН.

Длину 5-й секции ( = 7 мм) определяем с учетом растяжения

м.

Вес 5-й секции = 201 470 Н = 0,20147 МН.

Избыточное внутреннее давление на уровне верхней трубы 5-й секции на глубине м по эпюре (см. рис. 9, б) равно 23,5 МПа. Тогда коэффициент запаса прочности на внутреннее давление = 27,7/23,5 = 1,18 > 1,15.