Расчет бурильных труб 1-й секции

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Кафедра нефтегазового промысла

Институт нефти, газа, энергетики и безопасности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин

на тему «Расчет бурильной и эксплуатационной колонн, конструкции скважины»

Выполнил студент группы 09-Н-БС1

Аль-мусави Хайдер фарид

Допущен к защите___________________________________________

Руководитель (нормоконтролер) проекта _________________/С.В. Усов/

^{(подпись, дата, расшифровка подписи)}

Защищен___________________

Оценка_____________________

^(дата)

Члены комиссии ___________________________________/А.В. Шостак/

__________________________________/О.В. Савенок/

^{(подпись, дата, расшифровка подписи)}

2012

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Кафедра нефтегазового промысла

Институт нефти, газа, энергетики и безопасности

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой НГП

Д.Г. Антониади

__________________

(подпись, дата)

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

по дисциплине «Технология бурения нефтяных и газовых скважин»

студент Аль-мусави Хайдер фарид

Институт НГЭиБ

специальность 130504 – «Бурение нефтяных и газовых скважин»

Тема проекта «Расчет бурильной и эксплуатационной колонн, конструкции скважины»

Содержание задания________________________________________________

__________________________________________________________________

Объем работы:

а) пояснительная записка 30−50 с.

б) графическая часть 2 листа формата А4

Рекомендуемая литература

Срок выполнения с «___»_____________ по «___»_____________2012г.

Срок защиты с «___»_____________2012г.

Дата выдачи задания «___»____________2012г.

Дата сдачи проекта на кафедру

Руководитель проекта _______________________________/С.В. Усов/

Задание принял студент _____________________________/х.ф. Аль-мусави /

^{(подпись, дата, расшифровка подписи)}

Реферат

Курсовой проект: 40 с., 4 источника, графическая часть – 2 листа формата А4

БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА, КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИНЫ, ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ КОЛОННА, ОБСАДНАЯ КОЛОННА, МЕЖКОЛОННОЕ ДАВЛЕНИЕ

Произведен расчет пяти секций бурильной колонны (на интервале бурения 2000-3900 метров, с диаметром обсадной колонны, под которую ведется бурение 245 мм). Определена конструкция скважины с построением совмещенного графика давлений. Произведен расчет эксплуатационной колонны с построением эпюры избыточных давлений. Произведен расчет разгрузки обсадной колонны при её спуске в скважину и расчет определения количества промывочной жидкости доливаемой в колонну при спуске её с обратным клапаном. Произведен анализ возможных причин появления межколонных давлений и расчеты возможности безопасной эксплуатации скважины

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………….3

1. Расчет бурильной колонны……………………………………………………………4

1.1.Расчет УБТ………………..……………………………………………………………………………………4

1.2.Расчет бурильных труб 1-й секции………………………………..…………………………….7

1.3. Расчет бурильных труб последующих секций…………………………………………..10

2.Проектирование конструкции скважины…………………………………………………………………..21

3. Расчет эксплуатационной колонны для нефтяной скважины…………..……………………27

4. Расчеты при спуске обсадной колонны………….……………………………………………………...30

4.1. Определения удлинения обсадной колонны в результате растяжения под действием собственного веса………….……………………………………………………………………………………………..…30

4.2. Определения разгрузки обсадной колонны при её спуске в скважину…….31

4.3. Определения количества промывочной жидкости доливаемой в колонну при спуске её с обратным клапаном…………….…………………………………………………………………………….…….32

5. Расчет величин допустимых межколонных давлений в скважине

и диагностирование их причин………………………………………………..…..33

Заключение…………………………………………………………………………………36

Список использованных источников……………………………………………………..37

Приложение А Результаты расчетов ……………………………………………………………………………...38

Приложение Б Конструкция скважины ………………………………………………………………………...39

Приложение В Эпюры избыточных наружных и внутренних давлений на обсадную колонну…………………………………………………………………………………………………………………………...40

Введение

Нефтяные и газовые скважины являются уникальными капитальными сооружениями, строительство которых ведется по заранее составленному и утвержденному техническому проекту. Уникальность скважин, как сооружений, прежде всего, выражается в их размерах - значительных по протяженности в глубь земной коры и существенно малых поперечных размеров. Основой проекта строительства скважины является полный геологический разрез района, в котором намечается бурение скважины, и её проектная глубина. На основании детального изучения геологического разреза района, пластовых давлений, характеристик слагающих разрез пород, глубин залегания и мощностей зон возможных осложнений (обвалы и осыпания пород, поглощения промывочной жидкости, газоводонефтепроявления и т.д.), а так же эксплуатационных параметров подлежащего вскрытию продуктивных горизонтов специалисты по строительству скважин разрабатывают конструкцию скважины, а так же производят все необходимые расчеты для качественного её крепления. Успешная проводка и заканчивание скважин в значительной степени зависят от правильности расчетов крепления скважин и верного выбора конструкции, обеспечивающей разделение зон, характеризующихся несовместимыми условиями бурения, а так же качественного цементирования.

Расчет бурильной колонны

Исходные данные для расчета

Наименование параметра	Значение параметра
Интервал бурения, м	2200-4000
Диаметр предыдущей обсадной колонны, мм	324
Диаметр обсадной колонны, под которую ведется бурение, мм	245
Диаметр долота, мм	295,3
Частота вращения ротора, об/мин	80
Нагрузка на долото, кН	150
Перепад давления на долоте, МПа	10
Максимальное давление на насосах, МПа	25
Плотность бурового раствора, г/см³	1,60
Условия бурения	нормальные

Обеспеченность бурильными трубами согласно таблице 4.1 исходных данных. Минимальная допустимая длина секции 500 м.

Примечание: При переводе единиц измерения из технической (кгс, атм) в СИ (Н, Па), для упрощения вычислений допустимо принимать м/с².

Расчет УБТ

1.1.1. Диаметр основной ступени УБТ находим, по формуле (1):

при D_д =295,3 А =0,85·295,3=251 . Тогда (см. приложение 4) допустимы трубы диаметром 299 и 254 мм. Выбираем УБТ для первой (основной) ступени диаметром D₀₁ = 254 мм . Внутренний диаметр d₀₁ = 10 мм , вес погонного метра трубы q₀₁ = 3,361

1.1.2. Проверка на жесткость производится по условию (2), принимая толщину стенки обсадной колонны мм.

;

, т.е. необходимая жесткость конструкции обеспечена.

1.1.3. Для нахождения диаметров промежуточных ступеней УБТ необходимо знать диаметр 1-й секции бурильных труб (первой от низа бурильного инструмента), его определяем из условий (3) . D_ок = 245 мм, что меньше 300, тогда 139,7· D_ок ≤ d_б1≤ 0,67· D_ок.-15. В соответствии с таблицей наличия труб выбираем d_б1 =112,7мм. Кроме того, для обеспечения плавного перехода по жесткости, следует выбрать трубу с максимальной толщиной стенки и повышенным пределом выносливости. Этим требованиям отвечает труба № 13 (см. таблицу 4.1)

1.1.4. Диаметр последней (примыкающей к бурильным трубам) ступени УБТ находим из соотношения (4)

Тогда, используя приложение 4 для последней ступени УБТ, выбираем трубу диаметром 178 мм.

Из соотношения (5) получаем для ступени, следующей за основной:

т.е. согласно приложению 4 мм.

Для следующей ступени

т.е. мм.

Итак, компоновка УБТ состоит из трех ступеней:

1-я диаметром 254 мм, 2-я – 203 мм и 3-я – 178 мм.

1.1.5. Длину основной ступени определяем по формуле (6) считая, что длина переходных ( ) ступеней по 25 м

м.

Принимаем м.

Общая длина компоновки УБТ м.

Общий вес УБТ Q₀ = 3361·40 + 2146·25 + 1560·25 = 227,1 кн, вес в буровом растворе Q_кнбк = 227,1· (1-1,6/7,85) = 181,7 кн.

1.1.6. Количество центрирующих опор для основной ступени находим, используя условия (7).

Для этого определяем:

по формуле (10)

м⁴;

по формуле (9)

м;

по формуле (8)

м;

по формуле (7)

;

Количество опор

принимаем .

Итак: основная ступень центрируется двумя центраторами, и еще один устанавливается между 2-й и 3-й ступенями.

Расчет бурильных труб 1-й секции

1.2.1. Трубы для 1-й секции уже выбраны (см. 3.1.3) с учетом обеспечения перехода по жесткости. Длину этой секции рекомендуется брать 250-300 м. Согласно таблице 1 исходных данных принимаем м и производим проверки согласно разделам 2.2-2.5.

1.2.2. По наружному диаметру и диаметру замковых соединений трубы 13 удовлетворяют условиям (3) раздела 1.3.

1.2.3. По избыточным давлениям.

По формуле (11) определяем предельное внутреннее давление для трубы (σ_т берем из приложения 1).

МПа.

Допустимое внутреннее давление определяем по формуле (12)

Поскольку максимальное давление на насосах согласно исходным данным 25 МПа, то требования по внутренним избыточным давлениям удовлетворены.

1.2.4. По статической прочности.

Поскольку длина 1-й секции бурильных труб определена

м, то переходим к расчету коэффициента запаса по формуле (15), для этого по формуле (29), используя приложение 3, определяем

кН.

Далее по формуле(18) находим растягивающую нагрузку, принимая ∆P равным перепаду давления на долоте, а вес компоновки УБТ в буровом растворе см п. 3.1.5. Н.