Задача 1

Исходя из условий прочности НКТ на разрыв в опасном сечении, на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении и на внутреннее давление, определить глубину спуска ступеней колонны гладких насосно-компрессорных труб с треугольной резьбой из стали групп прочности «Д», «К» общей длиной 2900 м для фонтанирующей скважины глубиной 3000 м, имеющей обсадную колонну диаметром 114х7,4 мм. При расчете пренебрегаем потерей веса колонны труб в жидкости, так так уровень жидкости в межтрубном пространстве во время работы может быть оттеснен до башмака колонны труб.

Пример решения:

Примем за 1-ю секцию гладкие НКТ 48 х 4 из стали групп прочности «Д» (σ_т=380 МПа). Страгивающую нагрузку определим по формуле (12.1). Недостающие данные возьмем из табл. 12.1. Найдем:

Предельную нагрузку определим по формуле (11.2):

Выбрав страгивающую нагрузку за расчетную как наименьшую, определим допустимую глубину спуска секции НКТ по формуле 12.3:

.

Поскольку 2030 м < 2900 м, для верхней секции берем больший размер:

НКТ 60 х 5 мм; q₁₂ = 6,96 кг/м; L = 29,3; h₁ = 1,41 мм.

Находим:

Предельная нагрузка

так как и в этом случае Р_пр2 > Р_стр2, за расчетную нагрузку принимаем Р_стр.

Длина 2-й секции

Таким образом, суммарная длина колонны составит

2030 + 965 + 2995 м < 2900 м.

Минимальный зазор с обсадной колонной составит

S = 114 - 2·7,4 - D_{м нкт} = 99,2 - 73 = 26,2 мм.

Допустимое внутреннее давление для нижней трубы НКТ 48 х 4 мм

(формула 12.4)

Определяем фактическое внутреннее давление трубы, по формуле (12.5) при плотности добываемой жидкости ρ_ж = 850 кг/м³, Р_буф = 0,5 МПа:

.

Следовательно, выбранная нами ступенчатая колонна НКТ проходит как по условию прочности, так и по внутреннему давлению для заданных условий скважины.