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
|