• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Розрахунок колон свердловини на міцність.

Зусилля від колони спрямоване до вибою, а вижтовхувальна сила має зворотній напрямок дії (при зборі навантажень вижтовхувальною силою нехтуємо). Власна вага комбінованої колони визначається вагою кожної секції:

(3.1.1)

де - площа перерізу труб відповідної частини колони (м);

- довжина відповідної секції колони (м);

- густина матеріалу труб кг/м³.

3.1.1. Визначення геометричних параметрів та характеристик міцності труб.

Визначаємо площу перерізу труб, значення внутрішнього діаметру знаходимо згідно сортаменту труб (табл. 2.1) [1] або розраховуємо.

В курсовому проекті (для спрощення) беремо односекційну конструкцію труб свердловини. По аналогії з (3.1.1) для визначення навантаження на трубну головку, знаходимо: вагу колони НКТ, експлуатаційної та проміжної колони, а також кондуктора.

Згідно завдання та сортаменту:

мм, мм, мм, м,

мм, мм, м,

мм, мм, м,

мм, мм, м,

Звідси:

мм;

мм;

мм;

Знаходимо площу перерізу труб НКТ, експлуатаційної, проміжної колони, та кондуктора:

;

Знаходимо власну вагу кожної колони, приймаючи густину металу кг/м³. Згідно сортаменту труб вага 1пог.м труби НКТ

Н= кН;

Н= кН;

Н= кН;

Н= кН.

Загальне навантаження на трубну головку фонтанної арматури буде становити:

кН.

Для підвішеної колони найбільше зусилля розтягу виникає у верхньому перерізі. Тому напруження в розтягу не повинні перевищувати границю текучості металу при . Тобто > , > , > , > . Звідси в першому наближенні визначаємо марку сталі для труб.

Значення напруження у верхньому перерізі труби можна знайти за наступною формулою:

(3.1.2)

Звідси:

МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

Розрахунок проводимо для труб виготовлених за стандартами СНД та труб виготовлених за стандартами АНІ (Американський нафтовий інститут). Значення межі текучості на розтяг визначаємо згідно (табл. 2.3) [1]

З умови > Þ МПа > МПа

З умови > Þ МПа > МПа

приймаємо колону НКТ із сталі марки “Д” за стандартами СНД;

приймаємо колону НКТ із сталі марки “J-55” за стандартами АНІ;

З умови > Þ МПа > МПа

З умови > Þ МПа > МПа

приймаємо експлуатаційну колону із сталі марки “Д” за стандартами СНД;

приймаємо експлуатаційну колону із сталі марки “J-55” за стандартами АНІ;

З умови > Þ МПа > МПа

З умови > Þ МПа > МПа

приймаємо проміжну колону із сталі марки “Д” за стандартами СНД;

приймаємо проміжну колону із сталі марки “Н40” за стандартами АНІ;

З умови > Þ МПа > МПа

З умови > Þ МПа > МПа

приймаємо кондуктор із сталі марки “Д” за стандартами СНД;

приймаємо кондуктор із сталі марки “Н40” за стандартами АНІ;

3.1.2. Розрахунок на міцність колони за стандартами СНД

Для труб з гладкими (невисадженими) кінцями максимальне зусилля, яке руйнує різьбові з’єднання в момент, коли напруження в металі відповідають границі текучості, визначають за формулою:

(3.1.3)

де - середній діаметр різьби в основній частині по западені першої повної нитки різьби, що перебуває в зачепленні (м);

- довжина різьби до основної площини (м);

- кут, складений напрямком опорної поверхні різьби з віссю труби;

- кут тертя.

Згідно сортаменту (табл.2.2) [1]:

мм, мм.

Звідси:

Н= кН;

З > Þ МПа< МПа - значить умова міцності різьбових з’єднань для труб із сталі марки “Д” не виконується. Необхідно збільшувати марку сталі для труб верхнього перерізу колони НКТ. Приймаємо трубу НКТ із сталі марки “К” з границею текучості МПа.

Звідси:

Н= кН;

З > Þ МПа> МПа - значить умова міцності різьбових з’єднань для труб із сталі марки “К” виконується.

Допустиму глибину підвіски колони обчислюють за наближеною формулою, яка враховує навантаження тільки від дії власної ваги колони та від дії тиску на виході бурового насосу.

(3.1.4)

де - коефіцієнт запасу міцності для труб, який приймається в межах 1,3-1,5;

- тиск на вихідній лінії бурового насосу приймається в межах 35-40МПа;

Звідси:

З > Þ < - значить використовувати односекційну колону НКТ неможливо. Необхідно приймати і розраховувати багатосекційну колону НКТ.

3.1.3. Розрахунок на міцність колони за стандартами АНІ.

При використанні труб, виготовлених за стандартами АНІ, додатково враховують їх здатність протидіяти зусиллям, що виникають внаслідок дії внутрішнього тиску за заступними формулами:

Для сталі “H-40” та “J-55”:

(3.1.5)

Звідси:

МПа

Граничний значення тиску в трубах з урахуванням коефіцієнту запасу міцності на опір зминанню визначається за формулою

(3.1.6)

де 1,25 коефіцієнт запасу міцності на опір зминанню.

Звідси:

МПа

З > Þ МПа> МПа - значить умова міцності при дії зусиль зминання для труб із сталі марки “H-40” виконується.

Найменший внутрішній тиск, при якому напруження в тілі труби досягають границі текучості, визначають за формулою:

(3.1.7)

Значення визначаємо згідно (табл. 2.3) [1]

Звідси:

З > Þ МПа> МПа - значить умова міцності при дії внутрішнього тиску для труб із сталі марки “H-40” виконується.

Читайте також:

1. Автоматичний розрахунок суми проведення.
2. Аеродинамічний розрахунок
3. Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки
4. Аналітичний розрахунок завантаження горловин
5. Аналітичний розрахунок сумарного завантаження типових перетинань
6. Антиколоніальні виступи в 30-х роках.
7. Антиколоніальні виступи в Індії 1945-1946 років і поділ колонії на два домініони.
8. Антична колонізація Північного Причорноморья та її наслідки.
9. Армування колон
10. Багатоколонна верстка
11. Вибір та розрахунок параметрів режиму зварювання
12. Вибір устаткування для виймально-навантажувальних робіт, розрахунок його продуктивності та кількості.

Переглядів: 731