» » Обсадные колонны в наклонно-направленных и горизонтальных стволах

Обсадные колонны в наклонно-направленных и горизонтальных стволах

03.08.2016

Обсадные колонны для наклонно направленных и горизонтальных скважин, как и для вертикальных, рассчитывают на растягивающие нагрузки, внешнее и внутреннее избыточное давление с такими особенностями:
1) запас прочности на растяжение выбирают с учетом интенсивности искривления ствола;
2) при определении внешних и внутренних давлений положение характерных точек наклонно направленных скважин определяют по их вертикальным проекциям;
3) натяжение обсадной колонны рассчитывают только для верхнего вертикального участка наклонно направленных скважин, а не для всего ствола, как для вертикальных скважин.
Страгивающую нагрузку, при которой напряжения в наиболее опасном сечении резьбового соединения достигают предела текучести, определяют в зависимости от типа резьбы. Обсадные колонны рассчитываются на избыточное внешнее и наружное давления по критическим давлениям, при которых напряжения в теле трубы достигают границы текучести.
Расчет обсадных колонн для наклонно направленных скважин
При общем удлинении обсадной колонны по профилю скважины не более чем на 50 м по сравнению с вертикальной расчёт давлений производится так же, как и для вертикальной скважины.
В остальных случаях давление рассчитывается но проекции на вертикаль. Если выполняется расчёт с учетом внешнего пластового или горного давления, протяженность соответствующего интервала определяется по глубинам за вычетом его удлинения из-за наклона скважины.
При расчёте обсадных колонн на прочность влияние искривления профиля скважины учитывается увеличением запаса прочности в зависимости от интенсивности искривления, размера и прочности соединения труб.
Интенсивность искривления принято оценивать в градусах на 10 м; если известен радиус R интервала искривления, то интенсивность i рассчитывается по формуле:
Обсадные колонны в наклонно-направленных и горизонтальных стволах

В случае пространственного искривления скважины расчёт интенсивности искривления выполняют по формуле:
Обсадные колонны в наклонно-направленных и горизонтальных стволах

где α1 и α2 - зенитные углы в пунктах траектории на расстоянии l; Δβ = β2 - β1 - изменение азимутального угла в тех же пунктах.
Обсадные колонны в наклонно-направленных и горизонтальных стволах

Расчет обсадных колонн должен производиться с учетом следующих условий:
— коэффициенты запаса прочности на избыточное давление для секций, находящихся в пределах горизонтального участка, составляют 1,3-1,5, для секций, находящихся в интервалах искривления от 3,0 до 5,0 град./10 м, - 1,05, для секций в интервалах искривления свыше 5 град./10 м - 1,10;
— коэффициент запаса прочности на внутреннее давление -1,15; - расчет обсадных колонн на растяжение должен производиться в установленном порядке;
— коэффициент снижения прочности резьбовых соединений в зависимости от диаметра и группы прочности стали (табл. 4.1)
При проведении расчетов для горизонтального участка следует выбирать трубы наиболее низкой группы прочности с максимальной толщиной стенки (трубы исполнения А), а для интервалов интенсивного искривления - трубы высоких групп прочности.