Практическое занятие № 1. «Расчет компоновки бурильной колонны (КНБК)».
Цели работы: получить представление о предназначении бурильной колонны, принципах ее комплектования и эксплуатации, получить навыки расчета компоновки бурильной колонны.
Содержание и порядок выполнения работы:
Вариант практической работы №16.
Содержание и порядок выполнения работы:
Конструкция скважины, для которой ведется подбор компоновки бурильного инструмента:
Варианты выполнения практической работы
| Номер варианта | Наименование обсадной колонны | |||||||
| Кондуктор | Промежуточная колонна | Эксплуатационная колонна | ||||||
| Длина, м | Диаметр скважины, м | Длина, м | Диаметр скважины, м | Диаметр колонны, м | Длина, м | Диаметр скважины, м | Диаметр колонны, м | |
| 0,3937 | 
| 0,273 | 0,2429 | 0,146 |
1. Выбор диаметра бурильных труб для бурения в интервале спуска различных обсадных колонн:
| (1) |
где 
- внутренний диаметр обсадной колонны, м;
– наружный диаметр бурильных труб; м.
Промежуточная колонна:
В соответствии с ГОСТ для промежуточной колонны выбираем бурильную трубу с наружным диаметром 127 мм, толщиной стенки 9,19 мм, группы прочности G, вес погонного метра трубы 32,95 кг/м
Эксплуатационная колонна:
0,46*0,146 
0,06716 
В соответствии с ГОСТ для эксплуатационной колонны выбираем бурильную трубу наружным диаметром 101,9 мм, толщиной стенки 8,38 мм, группы прочности G, вес погонного метра трубы 23,61 кг/м
2. Выбираем диаметр утяжеленных бурильных труб (УБТ) для бурения каждого из интервалов скважины в соответствии со следующим эмпирическим соотношением:
,
где 
– диаметр долота, м.
Кондуктор
Выбираем УБТС2-273, наружный диаметр которой составляет 273мм, внутренний диаметр 127 мм, длина 6 м, масса/вес 1 м трубы 360/3,53.
Промежуточная колонна
Выбираем УБТС2-229, наружный диаметр которой составляет 229мм, внутренний диаметр 90 мм, длина 6 м, масса/вес 1 м трубы 273/2,68
Эксплуатационная колонна
Выбираем УБТ-203 с наружным диаметром 203 мм, внутренним диаметром 100 мм, длина 8 м, масса/вес 1 м 192/1,88.
3. Эскиз конструкции выбранной трубы с обозначением ее элементов.
4. Расчет необходимой длины УБТ для каждого интервала из расчета создания нагрузки на долото, равной 14 тс =137,3 кН.
4.1. Кондуктор:
Вес 1м УБТС2-273 равен 3,53 кН/м, для создания нагрузки 137,3 кН, нам потребуется 137,3/3,53=38,9 м труб УБТС2-273, которые составляют в длине 6 м, из чего следует, что потребуется 38,9/6=6,48=7 труб. Общая длина труб УБТС2-273,,составит 6*7=42м.
4.2. Промежуточная:
Вес 1м УБТС2-229 равен 2,68 кН/м, для создания нагрузки 137,3 кН, нам потребуется 137,3/2,68=51,23 м труб УБТС2-229, которые составляют в длине 6 м, из чего следует, что потребуется 51,23/6=8,54=9 труб. Общая длина труб УБТС2-229, составит 6*9= 54м.
4.3. Эксплуатационная:
Вес 1м УБТ-203 равен 1,88 кН/м, для создания нагрузки 137,3 кН, нам потребуется 137,3/1,88=73,03 м м труб УБТ-203, которые составляют в длине 8 м, из чего следует, что потребуется 73,03/8=9,12=10 труб. Общая длина труб УБТ-203, составит 10*8=80м.
| Параметры КНБК | Наименование обсадной колонны | ||
| Кондуктор | Промежуточная колонна | Эксплуатационная колонна | |
| Диаметр бурильных труб, мм | 101,9 | ||
| Диаметр УБТ, мм | |||
| Длина УБТ, м | |||
| Вес УБТ, тс | 15,11 | 14,75 | 15,33 |
Контрольные вопросы:
1.
Для чего предназначена бурильная колонна?
Бурильная колонна предназначена для подвода энергии (механической, гидравлической, электрической к долоту), обеспечения подачи бурового раствора к забою, создания осевой грузки на долото, восприятия реактивного момента забойного двигателя.
2.
Что представляют собой трубы бурильные ведущие?
Ведущие бурильные трубы (ВБТ) предназначены для передачи крутящего момента от ротора к долоту или, напротив, восприятия дошедшего до устья реактивного момента забойного двигателя к ротору через бурильную колонну при одновременной подаче последней к забою в процессе бурения или при проработке ствола скважины. ВБТ снабжены концентрически расположенным осевым каналом для прохода жидкости и имеют по наружному сечению квадратную, шестигранную или крестообразную форму. По конструктивному исполнению ВБТ выпускаются в двух вариантах: сборной и цельной конструкции. Наибольшее распространение получили ВБТ сборной конструкции квадратного сечения с внутренним цилиндрическим каналом.
3.
Каково предназначение замков для бурильных труб?
Замки для бурильных трубпредназначаются для соединения их в колонну бурильных труб. Они состоят из двух деталей: замкового ниппеля с наружной резьбой и замковой муфты с крупной внутренней резьбой (см. рисунок). С помощью таких резьб указанные детали соединяются между собой. Для соединения с бурильными трубами на замковых деталях нарезана мелкая трубная резьба.
1 – ниппель, 2 – муфта.
4.
Каковы условия работы колонны бурильных труб?
Условия работы бурильной колонны зависят от весьма разнообразных факторов, наиболее существенные из которых следующие:
1.
величина и характер действующих нагрузок; их сочетание определяет сложное напряженное состояние материала труб (некоторые из действующих нагрузок не поддаются определению с достаточной точностью);
2.
наличие мест концентрации напряжений (резьбовое соединение; сочленение элементов бурильной колонны различной жесткости, например, замка с бурильной трубой, бурильной трубы с УБТ и т.п.);
3.
коррозионное воздействие среды, в которой находится бурильная колона (pH среды, электрический потенциал, вредные примеси в буровом растворе, температура); коррозионное воздействие влечет ухудшение прочности показателей материала труб и других элементов бурильной колонны;
4.
абразивное воздействие на бурильную колонну стенок скважины и твердых частиц, находящихся в циркулирующем буровом растворе; оно приводит к износу элементов бурильной колонны и соответственно к изменению их конструкционных размеров, что, в свою очередь, обусловливает рост напряжений при неизменной действующей нагрузке;
5.
возникновение колебательных процессов и резонансных явлений в бурильной колонне.
5.
Какие существуют разновидности бурильных труб?
По составу металла:
стальные;
легкосплавные.
По конструкции:
цельные;
сборные.
По назначению:
обычные;
утежелённые;
ведущие.