Глубина скважины Нскв = 2985 м;
Диаметр обсадной колонны D, = 146х8 мм;
Начальный диаметр НКТ dу = 48 мм;
Масса спускаемого оборудования М = 3100 кг;
Группа прочности стали Д;
Коэффициент запаса прочности nпр = 1,35;
Схема для подбора компоновки представлена на рисунке 1.
Решение
Из Приложение 1 Трубы гладкие с треугольной резьбой берем НКТ (Рисунки 2.1 и 2.2) с условным диаметром 48 мм, который имеет следующие параметры:
Dвнр = 44,042 мм – внутренний диаметр трубы под резьбой;
B = 1,871 мм – толщина тела трубы под резьбой, м;
S = 4 мм – номинальная толщина трубы, м;
α = 600 - угол профиля резьбы;
= 90 – угол трения, для стальных труб;
l = 22,3 мм – длина резьбы, м.
Рисунок 2.1- Гладкая труба и муфта к ней.
Рисунок 2.2 - Конструкция резьбового соединения труб и муфт
1 - конец сбега резьбы; 2 - нитки со срезанными вершинами;
3 - основная плоскость; 4 - линяя среднего диаметра резьбы.
Определим средний диаметр тела трубы под резьбой в ее основной плоскости по формуле 2.2
Dср = Dвнр + B = 40,3 + 2,59 = 42,89 мм = 42,89 ∙10-3 мм.
B = S – h = 4 - 1,41 = 2,59 мм – толщина тела трубы под резьбой, м;
Определим поправку Шумилова по формуле 2.3
η=BB+S=2,592,59+ 4= 0,393
σт = 379 МПа – предел текучести для материала труб группы прочности Д (Приложение 2).
Страгивающая нагрузка 1-ой секции (снизу) для НКТ с условным диаметром 48 мм определим по формуле 2.1
Pсm =π∙Dср∙B∙σm1+η∙Dср∙ctgα+ϕ2∙l
РСТ1 =3,14∙42,89 ∙0,001∙2,59∙0,001∙379∙1061+0,393∙42,89 ∙0,001ctg(60+9)2∙0,0223= 115420 H=115 кН
Максимальная растягивающая нагрузка при подвеске оборудования массой М на колонне НКТ составляет
Рmax1 = g∙L∙q1 + M∙g = 9,81(2985 ∙ 4,46 + 3100) = 161,013 кН,
где L = Нскв = 2985 м,
q1 = 4,46 кг/м – масса погонного метра трубы с муфтами (Приложение 3) 1-ой секции (снизу)
.
Так как, Рст = 115 кH < Рmax1 = 161 кН, то рассчитываем ступенчатую колонну.
Длина 1-ой секции (снизу) колонны с учетом подвески оборудования, определяют из зависимости
L1=Pст1-М∙gq1∙g∙ nпр=158196-3100∙9,814,46∙9,81∙1,35=2163.43 м
где: Pст1 – вес 1-ой секции вместе с подвеской оборудования.
Необходимо продолжить расчет и выбрать следующие параметры НКТ из приложения 3.
Условный диаметр НКТ 2-ой секции (снизу) колонны, dн = 60 мм.
Группа прочности стали для НКТ выбираем К. Из приложения 1 находим - значение предела текучести для материала труб - σт = 591 МПа;
Определим средний диаметр тела трубы под резьбой в ее основной плоскости по формуле 2.2
Dср = Dвнр + B = 50,3+ 3,59 = 53,89 мм = 53,89∙10-3 м
Определим поправку Шумилова по формуле 2.3
η=BB+S=3,593,59 + 5=0,418
QUOTE η=BB+S=3,593,59 + 5=0,418
Страгивающая нагрузка 2-ой секции (снизу) для НКТ с условным диаметром 60 мм по формуле 2.1
Рст2=3,14∙53,89∙10-3∙2,685∙10-3∙552∙1061+0,418∙53,89∙10-3∙ctg60+92∙29,3∙10-3= 292206 H
Максимальная растягивающая нагрузка при подвеске оборудования массой М и 1-ой секции на колонне НКТ составляет
Рmax2 = gL2q2+gL1q1+Mg = 9,81(822∙6,97+2163 ∙4,46+3100) = 181.25 кН
где L2 = Нскв – L1 = 2985 -2163 = 822 м,
Так как Рст = 292,2 кН> Рmax2 = 181 кН, то колонна подобрана.
Максимальная длина 2-ой секции (снизу) колонны
Lmax2=Pст2-М∙g- L1∙ q1∙ gq2∙g∙ nпр=
QUOTE =292206-2300∙9,81-1579∙4,46∙9,816,96∙9,81∙1,35=2176 м =292206-3100∙9,81-2163∙4,46∙9,816,96∙9,81∙1,35=1813 м
Схема подобранной компоновки колонны НКТ для скважины глубиной 2985 м представлена на рисунке 6.3, а результаты расчетов в таблице 2.1.
Рисунок 2.3 - Схема подобранной компоновки колонны НКТ для скважины глубиной 2985 м
Таблице 2.1 - Результаты расчетов компоновки колонны НКТ для скважины глубиной 2985 м
Параметры Тип НКТ Материал НКТ, сталь Длина секции, м
Секция 1 НКТ-48 Д 1579
Секция 2 НКТ-60 Е 822
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При расчете насосно-компрессорных труб на прочность определяют допустимость использования данных труб по следующим параметрам: нагрузке, вызывающей страгивание резьбового соединения;
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Трубы гладкие с треугольной резьбой
Приложение 2 Механические свойства НКТ групп прочности стали по ГОСТ 632-80
Наименования показателей Размер-ность Обозна-чение Группы прочности стали
Д
Е К Л М Р
Временное сопротивление МПа σв 655 689 687 758 823 1000
Предел текучести МПа σт 379 552 591 654 724 930
Относительное удлинение % δ5 14,3 13 12 12,3 11,3 9,5
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
