ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ. Реферат.

определить:

* кол-во/длину/прочностные хар-ки секций БК.

Исходное положения для расчета:

* БК в скв.; ЗД работает; долото не касается забоя.

Расчет ведется на стат. растяж. с учетом сил: веса, выталкивающих,

растягивающих, трения

Определение растягивающей нагрузки:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

сечение А-А

P^AA[p]=1.1[gq^(1)l^(1)(1-(p[пж]/р[ст]))+Q[нк]+Q[убт]+Q[зд]]+F^нк(DP[зд]+DP[д]]

0x01 graphic

сечение В-В

P^BB[p]= P^AA[p]+1.1gq^(2)l^(2)(1-(p[пж]/р[ст]))

0x01 graphic

если L>l[зд]+l[убт]+l[нк]+l^(1), то расчитываем следующую секцию

иначе уточняем l^(1); l^(1)[уточ]=L-(l[зд]+l[убт]+l[нк])

47. Расчет БК при бурении ЗД прямолинейно-наклонного участка

наклонно-направленной скв

РИСУНОК

Q[прод]=Qcosa; Q[норм]=Qsina; F[тр]=mQ[н]=mQsina;(m~0.3);

P[прод]=Q[прод]+F[тр]=Q(sina+msina)

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

L[I]>=L[зд]+L[убт]+L[нк]+l^I[1]+…+l^1[n

]Если нет, то l^I[ny]=L[I]-(L[зд]+L[убт]+L[нк]+l^I[1]+…+l^1[(n-1)])

48. Расчет БК при бурении ЗД искривленного участка

наклонно-направленной скв.

0x01 graphic

P[и]=F^II[тр]+Q^II[проек

]Q^II[проек]=|gq^II[o]R(sina[к]-sina[н])|

P[и]=m|±2gq^II[o]R[2](sina[к]-sina[н])-gq^II[o]R[2]sina[к]Da±P[н]Da|+|gq^II[o]R[2](sina[к]-sina[н])|

[0x01 graphic

]0x01 graphic

Da=a[к]-a[н

]Если a[к]>a[н], то cosa[к] “+”

0x01 graphic

“-P[н]“ - при наборе кривизны

“+P[н]” - при сбросе кривизны

считается, что на участке БК состоит из одной секции

L[II]=pR[2]a/180=0.1745R[2]a

49. Особенности расчета БК при бурении скв. роторным способом

этапы:

- статический расчет, когда не учитываются знакопеременные

циклические напряжения, а учитываются постоянные

напряжения изгиба и кручения

- на достаточную прочность или выносливость

статический расчет

для вертикальных скв

0x01 graphic

0x01 graphic

; 0x01 graphic

K[з]=1,4 - при норм. усл.

K[з]=1,45 - при осложн. усл.

0x01 graphic

для наклонных участков

0x01 graphic

0x01 graphic

; 0x01 graphic

; 0x01 graphic

0x01 graphic

50. Расчет БК на усталостную прочность (выносливость)

расчет на усталостную прочность

max амплитуда циклического напр., при которой БК может выдержать

>10^6 циклов нагружений, определяется по рез-ам натурных-стендовых

испытаний [s[-1]]

Расчет сводится к определению фактического коэф-та запаса

прочности, применительно к знакопеременным изгибающим напряжениям

БК и его сравнению с приятым коэф. запаса К[з]=1.5

0x01 graphic

s[-1] - усталостная прочность; s[в] - временная прочность на раст.

мат-ла БТ(справ. данные);

s[р] - фактическое напр. раст. для рассм. сечения БК(опред. по

формулам); s[a], s[m] - переменная и постоянная составляющие изг.

напр. БК

51. Проверка БК на прочность в клиновом захвате

сложно-напряженное состояние БК в клиновой подвеске вызывает необх.

проверочного расчета верхней БТ каждой секции.

Коэф. обхвата БК c~0.7-0.9

Условия удерживания БК в подвешенном сост.

Q[бк]=F[тр]=k[1]N; k[1] - коэф. трения/скольжения БК-Клин; k[2] -

клин-клин.захват

X-> N[1]+F[тр2]sina-N[2]cosa=0

Y-> F[тр1]-F[тр2]cosa-N[2]sina=0

F[тр1]=k[1]N; F[тр2]=k[2]N =>

N[1]+N[2](k[2]sina-cosa)=0

k[1]N[1]-N[2](k[2]cosa+sina)=0

=>

k[1]=(sina+k[2]cosa)/(cosa-k[2]sina)=(tga+k[2])/(1-k[2tg]a)=tg(a+f);

k[2]=tgf

f - угол трения клиньев о пов-ть захвата

q[r]=N/(pd[н]l)=Q[кб]/(pd[н]ltg(a+f))

s[др]= Q[кб]/(4phltg(a+f))=d[ср]Q[кб]/F4ltg(a+f), h - толщина

стенки БТ

s[рез]=s[др]+s[р]=Q[кб]/F+d[ср]Q[кб]/F4ltg(a+f),

F=p(d^2[н]-d^2[в])/4= p(d[н]+d[в])(

d[н]-d[в])/4=p2d[ср]2р/4=pd[ср]h

s[рез]= Q[пред]=Fs[т]c/(1+d[ср]/4ltg(a+f))

52. Проверка БК на прочность при воздействии наружного и

внутреннего давления.

Осуществляется когда в состав БТ входят ЛБТ. Верхнюю из этих труб

необходимо проверить на P[вн], а нижнюю на избыточное P[н

]P[вн]/DP[вн]>=1.15; P[н]/DP[н]>=1.15

DP[вн]= DP[тр]+ DP[зд]+ DP[д]+ DP[кп

]DP[н]=g(g[1]h[1]-g[2]h[2]),

P[вн], P[н] - справочные данные соотв. внутр/наруж давления на БТ

при которых в теле трубы возникают напряжения, равные пределу

текучести; DP[н], DP[вн] - избыточное наружное/внутренне давление;

g[1]h[1] - наружные, g[2]h[2] - внутренние

53. Выбор усилия затяжки и крутящего момента для завинчивания

резьбовых соединений БК

БК висит на клиновом захвате

Q - услилие предварительного натяга

* муфта - сжата, нипель - растянут

БК висит на крюке

Q=P+R

Уравнение силовой деформации нипель-муфта

l\'[м]=l[м]-l\'[н] ; абс. деформация, `- 2-ое положение

s=eE; s=El[м]/l[м]=Q/F[м]; l[м]=Ql[м]/EF[м

]Rl[м]/EF[м]=Ql[м]/EF[м]-(Q\'-Q)l[н]/EF[н] ; т.к. l[н]=l[м] =>

R/F[м]=Q/F[м]-(P+R-Q)/F[н] => (R-Q)(1/F[м]+1/F[н])=-P/F[н

]=> 0x01 graphic

F - площадь контакта упорного соединения; P - составляющая силы

веса; R - сила контактного давления; Q\' - раст. сила, действ на

нипель во втором случае; l[н], l[м] - длина резьбовой части; l\'[н]

- доп. растяжение на нипель после приложения P

Выбор момента

0x01 graphic

a - угол наклона витков резьбы; f - угол трения; m - коэф.

трения-скольжения

0x01 graphic

- сила трения в витках резьбы

0x01 graphic

- трение в упорном кольце замк. соед.

54. Основные физико-механические св-ва г/п.

Это специфические особенности г/п, которые проявляются в различных

мех. процессах и которые определяются природой и строением г/п

сжимаемость - -vV г/п в процессе сжатия за счет пор

проницаемость - способность породы пропускать через себя под

действием давления жидкости/газы/газожидкостные смеси

плотность - масса единицы обьема в тв. теле (без пор)

обьемная масса - масса ед. обьема г/п в ее естественном состоянии

(с порами)

прочность - характерезует напряжение, при котором тело начинает

разрушаться s[сж]>t[c]>s[изг]>s[p

]упругость - св-во восстанавливать первоначальную форму после

снятия нагрузки

пластичность - св-во г/п, которое заключается в

прямопропорциональной связи напряжения и деформации, а так же в

наличии остаточной деформации после снятия нагрузки

ползучесть - постепенное -^ деформации при неизменном напр.,

которое может быть меньше пердела упругости

твердость - способность г/п препятствовать проникновению в нее

любых других тел

предел усталости - наибольшее max напр., при котором тело не

разрушается при любом числе циклов нагружения

абразивность - способность изнашивать в процессе трения металлы и

твердые сплавы

55. Мех-м разрушения г/п

56. Определение св-в г/п методом статического вдавливания штампа

при нагружени г/п., т.е. при вдавливании штампа, порода

продавливается. Имеет место скачкообразное изменение давления на

г/п по основанием штампа и за контуром основания штампа, где оно

=0. Вследствии этого а также г/п под основанием штампа, имеют место

касательные напр. раст. за контуром основания штампа, в рез-те,

здесь образуются трещины в г/п, которые распростроняются внутрь

породы по конической поверхности. Опыты показали, что угол наклона

к пов-ти г/п ~45-50\'. При начальном P[1] возникает область

предельных состояний г/п, где она находится в пластическом

состоянии. При дальнейшем -^P область предельного сост., в которой

начинается разр. г/п, расширяется в направлении конической трещины

у контура штампа, а давление в ней возрастает. Когда эта область,

расширяясь, приблизится к конусообразно распр. Трещине, а P со

стороны г/п в области предельного состояния на породу над трещиной

достигнет критической вел-ны, произойдет выкол по конической

поверхности и образуется лунка.

57. Причины возникновения колебаний в БК. Виды колебаний, влияние

интенсивных колебаний на процесс бурения и бур.обор.

колебания - процесс с той или иной степенью повторимости

- свободные

- колебания тела или системы, выведенной из состояния

равновесия

- вынужденные

- колебания совершаемые в рез-те физического воздействия

- автоколебания

- возникают в рез-те некоего постоянного воздействия

причины:

- неровности на пов-ти забоя (продольные колебания)

58. Волновые процессы в БК, отражение упругих волн, динамические

силы, действующие на долото

0x01 graphic

- скорость распространения волны

l=cT; c=lf

l - длина волны, характеризуется либо частотой либо периодом f=1/T

t=z/c - когда волна дойдет до z

u(z,t)=Acosw(t-t)=Acosw(t-z/c)

u(z,t)=f(t-z/c)

полуволна сжатия

P[д]=P[дс]+P[дд

]полуволна растяжения

P[д]=P[дс]-P[дд

]P[дс] - статическое T; P[дд] - динамическое P

при P[дс]=P[дд] - отрыв долота от пов-ти забоя

u(z,t)=A[1]sin(wz/c+y[o])sinwt - стоячая волна в стержне

59. Возникновение резонансных колебаний в БК

A[1]=0 или sin(wl/c)+ (wl/ch)(cos(wl/c))

0x01 graphic

- условие резонанса

w=сt/l

f=w/2p=ct/2pl

f=(2k+1)c/4l; l=(2k+1)l/4

резонанс в стержне, одни конец которого свободен, а другой

совершает вынужденные колебания, наступет когда на длине стержня

укладываются нечетное число четвертей волн:

0x01 graphic

чтобы избежать резонанса, надо избежать k=0,1,2,3…

60. способы гашения интенсивных колебаний БК при турбинном и

роторном способах бурения

* использование наддолотных амортизаторов

* избегание возникновения крутильных автоколебаний

роторный:

* следует избегать частот вращения, при которых возникают

резонансные колебания

турбинный

* следует избегать нагрузок, равных или близких к осевой

гидравлической силе на волну турбобура, что соотв.:

P[г]-30кН=3500м; t[заб]>140\'C; D[дол]190,5мм

виды:

- односекционный Т12

- 100 ступеней+2средие опоры

- при бурении вертикальных и наклонных скв L M[д]=(1.6*10^3+aP[д])D^2[д

]n=n[x]((1-M[д]+|P[д]-P[г]|mr[п])/M[т])

P[г]>P[д

]n=n[x]((1±P[г]mr[п]/M[т]±(M[уд]-mr[п])P[д]/M[т])

при P[г]>P[д] - «-»; при P[г]P[д эф] - «+»; при P[г] y[об]=1-q/Q

гидромех. потери

трение ротора об статор

y[гм]=M[факт]/M[теор

]y[общ]= y[об] y[гм

]69. Принцип действия и основные констр. особ. электробуров.

Система токоподвода забойный двигатель, преобр. энергию тока в мех.

энергию вращения вала

ЭБ представляет собой высоковольтную трехфазную асинхронную

маслонаполненную машину с короткозамкнутым секционированным

ротором. монтируется в трубных секциях

основные узлы:

- электродвигатель/система герметизации/шпиндель

особенности:

- высокий КПД ~ 70%

- N<300kВт; I<150A; U<2000В; n~(400-700[об/мин]); -^M[кр

]- наличие проводной нити связи забой-устье, позвол. получать

доп инф. при доп обор.

- хорошие возможности оптимизации режима бурения

- то же что и у ВЗД

недостатки:

- -vнадежность ~20-30часов

- -vнадежность токоподвода

- -^требования к тех-ке безопасности

- -^требования квалификации бригады

обл. применения:

- бурение Т/ОТ г/п различной абразивности

система токоподвода:

- понижающий трансформатор; кабель; коллектор;

корпус с контактными щетками; вал с вращающимися

щетками; труб с кабельной секцией

70. Мех. хар-ка электробура, особ. технологии бурения ЭБ.

рисунок

кривая изменения вращающего момента ЭД(М) в зависимости от

скольжения(s) при неизменном напряжении на зажимах ЭД. За период

пуска ЭД момент от пускового значения М[пуск](при n=0) снижается до

минимального М[min], затем с -^n момент достигает M[max] и далее

снижается до значения, равного моменту сопротивления на валу.

Рассчитывается двигатель для работы по М[ном], которому соотв.

номинальная паспортная N. Правая часть кривой от М[мах] - рабочая

зона, левая - пусковая

71. Керноприемный инструмент, его классификация и устройство

инструмент, обеспечивающий прием, отрыв от массива г/п и сохранение

керна в процессу буренияи во время транспортировки по скв. вплоть

до извлечения его на пов-ть для исслед.

разновидности:

- Р1 - для роторного бурения со сьемным(извлекаемым по БТ)

керноприемником

- Р2 - несьемным керноприемником

- Т1 - для турбинного бурения со сьемным керноприемником

- Т2 - с несьемным керноприемником

типы:

- для отбора керна из массива плотных г/п

- двойной колонковый снаряд с керноприемником, изолир.

от протоков ПЖ и вращающийся вместе с корпусом снаряда

- для отбора керна в г/п трещиноватых, перемятых, или

перемежающихся по плотности и твердости

- невращ. керноприемн., подвешенный на одном или

нескольк. подшипниках и надежными керноотрывателями

и кернодержателями

- для отбора керна в сыпучих г/п, легко разр. и размыв. ПЖ

- должно обеспечивать полную герметизацию керна и

перекрытие керноприемного отверстия в конце бурения

72. Причины искривления скв. Пердупреждение искривления верт. скв.

Виды КНБК, рациональная область их применения

технологические:

- неправильный монтаж бур. вышки и ротора перед началом

бурения

- наличие искривленных БТ в БК

геологические:

- включает в себя резкое искривление скв. в интервале

-^углов залегания пластов и при разном изменении

твердости г/п, переход из М в Т г/п

методы борьбы:

- включение в нижнюю часть БК центраторов и калибраторов

виды КНБК

- Калибратор - для расширения и калибровки участков ствола

скв. по диаметру долота и стабилизации направления оси

скв. Устанавливается над долотом или между УБТ

- Центратор - для центрирования нижней части БК.

Уст. в корпусе ЗД, либо в БК(колонный) L=(1-2)d[д

]- Стабилизатор - для направления ствола скв. и

центрирования БК. L=(50-80)d[д]; уст. перед калибратором

или между БТ

73. Цели и способы бурения наклонно-напр. скв. Типы отклонителей

цели:

- при бурении скв. на продукт. пласты, распол. в районах

сильно-пересеч. местности

- при бурении скв. в открытом море с отдельных морских

оснований и платформ

- при проводке скв. на продуктивные пласты, залегающие

под солевыми куполами

- при необх. ухода в сторону новым стволом вследствии

невозм. ликвид. аварии

- при бурении под участки, занятые жилыми или

промышл. зданиями

- при ликвидации горящих фантанов и открытых выбросов

нефти или газа из скв.

типы:

при роторном бурении

- клиновые(бурится вертикальный участок, потом спускается

отклонитель; спуск отклонителя на данную глубину с

долотом

ствола(6-8м); подьем отклонителя на поерхность; спуск

долота стандартного d и продолжение бурения

при турбинном бурении

- эксцентричный( ниппель Т с приваренным сбоку металл.

сегментным выступом)

- кривой(косой переводник; УБТ с пересекающимися

осями присоед. резьб)

- шарнирные(узел шаровой опоры(шары+сальник+гермет.

уплотнитель+корпус опоры))

величина отклонения забоя от вертикали~(200-500м)

74. Профили наклонно-напр скв. Контроль за проводкой ствола скв.

Способы ориентирования отклонителей

ориентированный спуск БК:

- контролирование положения отклонителя после

навинчивания каждой свечи

забойное ориентирование отклонителя:

- после спуска БК с отклонителем в скв. с использованием

специальных приборов, фиксирующих положение

плосткости искривления скв.

безориентрированное бурение:

- после искривления скв. в заданном азимуте до зенитного

угла ~5-6\' отрабатывают 1-2 долота с применением

отклонителей, а затем, убедившись в замере зенитного угла

и азимута в обеспечении бурения скв. по проектному

профилю, переходят к бурению без отклонителя, но с

применением спец. компановки нижней части БК и соотв. ей

режима бурения

75. Цели и причины кустового бурения скв., бурения гориз. и

гориз.-разветвленных скв.

кустовое разбуривание мстр. позволяет значительно сократить размеры

площадей, занимаемых бурящимися, а затем эксплуатационными скв., а

так же дорогами и проложенными к ним трубопроводами

гориз.-раветвл. - в челях увеличения пов-ти фильтрации в нефтяном

пласте, сложенном устойчивыми породами и характеризуемомнизкой

проницаемостью и малой нефтеотдачей.

* бурят вертикально до выбранной глубины, а затем ориентируя

отклонитель по наклонному профилю, входят в продуктивный пласт

и бурят в нем горизонтально, без отклонителя

* после бурения верт. участка, скв. разветвляют путем путем

последовательного бурения нескольких резкоискривленных

стволов. Отклонитель применяют в момент разбуривания

ответвленных стволов

0x01 graphic

Страницы: 1, 2, 3, 4