При фонтанно-компрессорной эксплуатации скважин

Задача 3

Исходя из условий прочности насосно-компрессорных труб на разрыв в опасном сечении, на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении и на внутреннее давление, определить максимальную глубину спуска ступенчатой колонны гладких насосно-компрессорных труб для фонтанирующей скважины. Возбуждение скважины намечается осуществить методом постепенного уменьшения удельного веса жидкости. Колонна должна состоять из d_нкт1, d_нкт2, d_нкт3 мм труб.

При расчете пренебрегаем потерей веса колонны труб в жидкости, т.к. уровень жидкости в межтрубном пространстве во время работы скважины может быть оттеснен до башмака колонны труб или находиться недалеко от него.

Растягивающие нагрузки, вызывающие напряжения в опасном сечении, равны пределу текучести материала, определяли согласно [6, с.223] по формуле

, (2.18)

где d ₁ – диаметр трубы по впадине нарезки в корне первого витка

[2, табл.17.10, с.351];

d ₂ – внутренний диаметр трубы;

σ_тек – предел текучести материала труб.

Длину каждой ступени колонны НКТ по условиям прочности на разрыв определяли согласно [6, с.224] по формулам:

; (2.19)

; (2.20)

, (2.21)

где а – коэффициент запаса прочности, равный 1,5;

q_i – вес одного погонного метра труб, Н/м.

Максимальная длина спуска НКТ составила

. (2.22)

Осевая растягивающая нагрузка, при которой в резьбовом соединении гладких труб напряжение достигает предела текучести (страгивающая нагрузка), определяется по формуле Яковлева-Шумилова (2.7).

Длину первой секции свободно подвешенной колонны определяли согласно [2, с.390] по формуле

, (2.23)

где n ₁ – коэффициент запаса прочности, равный 1,3.

Длину второй секции колонны определяли согласно [2, с.390] по формуле

. (2.24)

Длину третьей секции колонны предлагаем вывести самостоятельно.

Максимальная длина спуска составит

.

Допустимое внутреннее давление определяли согласно [6, с.225] по формуле Барлоу

, (2.25)

где δ – толщина стенки трубы;

d_н – наружный диаметр трубы;

а – запас прочности, а = 2.

При найденных по расчету предельных глубинах спуска насосно-компрессорных труб они будут испытывать следующее внутреннее давление [6, с.226]:

, (2.26)

где l_i – глубина спуска соответствующей колонны.

Условием допустимости применения НКТ на внутреннее давление будет неравенство

Р £ [ Р ]. (2.27)

Варианты заданий к третьей контрольной задаче по теме «Расчет насосно-компрессорных труб»

Номер варианта	Группа прочности стали	Колонна труб, мм	Номер варианта	Группа прочности стали	Колонна труб, мм
	Д				Д
	К				К
	Е				Е
	Л				Л
	М				М
	Р				Р
	Д				Д
	К				К
	Е				Е
	Л				Л
	М				М
	Р				Р
	Д				Д
	К				К
	Е				Е
	Л				Л
	М				М
	Р				Р
	Д				Е