Умови роботи обсадних колон у свердловині

Рисунок 10.3 – Схема обсадних труб та їх з’єднань

Труби з потовщеними кінцями з’єднують між собою без муфт (рисунок 10.3 в). Для цього зовнішню поверхню нормального і внутрішню поверхню потовщеного кінця обробляють на конус і на конічних поверхнях нарізають різьби спеціального профілю з конусністю 1:16. Труби з’єднують згвинчуванням труба в трубу.

Стандартом передбачений випуск п’яти різновидностей з’єднань обсадних труб:

а) з короткою трикутною різьбою;

б) з подовженою трикутною різьбою;

в) з трапецієвидною різьбою (ОТТМ);

г) високогерметичні з трапецієвидною різьбою (ОТТГ);

д) високогерметичні безмуфтові з’єднання з трапецієвидною різьбою (ТБО).

Перші дві різновидності мають конічну різьбу трикутного профілю (рисунок 10.4) і відрізняються між собою довжиною різьби. Довжина різьби у з’єднаннях другої різновидності на (25-50) % (залежно від діаметра труби) більша, ніж першої. Кут при вершині профілю різьби дорівнює 60°.

1 - лінія паралельна осі різьби; 2 - лінія середнього діаметра різьби Рисунок 10.4 – Профіль конічної різьби трикутного профіля

Оскільки радіуси заокруглень вершин і впадин різьби трикутного профілю не однакові, то при згвинчуванні муфти з трубою в з’єднанні утворюється тонкий зазор, найбільша висота якого D_p=0,076 мм. В цей зазор втискується надлишок мастила, і він виконує роль своєрідного гідравлічного затвора.

З’єднання решти різновидностей мають різьбу трапецієвидного профілю (рисунок 10.5).

Рисунок 10.5 – Схема трапецієвидного профілю різьби

Профіль різьби має форму нерівнобічної трапеції. Сторона профілю, що сприймає навантаження, нахилена до осі різьби під кутом 87°, а інша, завантажена значно менше, - під кутом 80°. Завдяки тому, що в з’єднаннях з трапецієвидною різьбою кут нахилу найнавантаженішої сторони профілю до осі різьби значно вищий, ніж в з’єднаннях з трикутною різьбою, міцність перших на розтяг значно більша, ніж в останніх.

На кінцях труб ОТТГ і ТБО і в муфтах є гладкі ущільнюючі конічні поверхні. При згвинчуванні з натягом ніпельний кінець такої поверхні щільно притискується до відповідної поверхні муфти ОТТГ (муфтового кінця труби ТБО), завдяки чому досягається висока герметичність з’єднання.

Згідно з стандартом, обсадні труби за точністю і якістю можуть бути двох виконань - А та Б (виконання А точніше).

Стандартом допускається деяка овальність (відношення різниці найбільшого і найменшого діаметрів труби до їх півсуми) - до 2,5 % і різностінність - до 12,5 %.

Обсадні труби виготовляють зі сталей семи груп міцності: Д, К, Е, Л, М, Р, Т.

Умови роботи обсадних колон залежать від виду колони, періоду її експлуатації і призначення свердловини. Навантаження, що діють на обсадну колону в процесі будівництва і експлуатації, змінюються.

При спуску обсадної колони в свердловину на неї діють такі навантаження:

- розтягуюча сила від власної ваги колони (максимальна в місці її підвішування);

- виштовхувальна (архімедова) сила тиску рідини;

- зовнішній і внутрішній статичні тиски;

- сили взаємодії труб із стінкою свердловини;

- інерційні сили;

- гідродинамічні сили, виникаючі в результаті руху витсненої колоною рідини;

- згинаючий момент у місцях викривлення свердловини та інші.

При цементуванні свердловини на колону діють ті ж сили, що і при спуску, але величина деяких з них суттєво змінюється.

У процесі буріння проміжні колони і кондуктор зношуються в результаті спуско-підіймальних операцій і обертання бурильної колони.

У період експлуатації змінюються температура і тиск, зовнішня і внутрішня поверхні обсадних колон піддаються корозії. Внутрішня поверхня експлуатаційної колони зношується при підземних і капітальних ремонтах свердловини.

При проектуванні обсадних колон враховуються такі основні навантаження:

а) зовнішній надлишковий тиск, який досягає максимальних значень, як правило, на кінцевій стадії експлуатації;

б) внутрішній надлишковий тиск, який досягає найбільших значень у початковій стадії роботи свердловини (освоєння, опресовка колони, цементування);

в) розтягувальна сила від власної ваги.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Обсадні труби та їх з’єднання	\|	Визначення зовнішніх і внутрішніх надлишкових тисків

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.