И (Инструкция)

Дополнение к "Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин"

Оглавление

Детали

ДОПОЛНЕНИЕ
К "ИНСТРУКЦИИ ПО РАСЧЕТУ ОБСАДНЫХ КОЛОНН ДЛЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН", М., 1997 г.

Настоящее Дополнение к "Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин"*, М, 1997 г. разработано Ассоциацией буровых подрядчиков.

________________

* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Составители: Колесников В.Г., Кузнецов В.Ф., Чеблаков Е.А., Шинкевич Г.Г., Якубовский Н.В.

Согласовано с Госгортехнадзором России письмом от 06.09.2000 г. N 10-03/667.

Настоящее Дополнение распространяется на отечественные обсадные стальные электросварные трубы диаметрами 140, 146, 168, 219, 245 мм с трапецеидальной резьбой "Батресс" и ОТТМ, включая резьбовые соединения с узлом уплотнения из полимерных материалов (фторопластовое кольцо).

Электросварные обсадные трубы по точности изготовления, материалу труб и муфт соответствуют ТУ 39-0147016.40-93* "Трубы обсадные электросварные и муфты к ним" и выпускаются Выксунским металлургическим заводом. При этом конструкция и размеры резьбовых соединений "Батресс" соответствуют стандарту АНИ 5СТ и 5В, а резьбовых соединений ОТТМ - ГОСТ 632-80. По геометрическим параметрам тела трубы (толщина стенки и овальность) трубы выпускаются с повышенной и нормальной точностью изготовления.

________________

* ТУ, упомянутые здесь и далее по тексту, не приводятся. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

Трубы с повышенной точностью изготовления имеют улучшенные эксплуатационные характеристики. Для электросварных труб с нормальной точностью изготовления, выпускаемых ВМЗ по вышеуказанным ТУ, эксплуатационные характеристики соответствуют бесшовным трубам, изготовленным по ГОСТ 632-80.

В Дополнении приводятся сведения, относящиеся к определению прочностных характеристик и коэффициентов запаса прочности электросварных обсадных труб с резьбой "Батресс" и ОТТМ повышенной точности изготовления.

Остальные положения "Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин" М., 1997, не отмеченные в Дополнении, остаются без изменений.

Нижеприведенное Дополнение является неотъемлемой частью "Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин", М., 1997 г. и должно использоваться совместно с ней.

Пункт 2.22 и 3.18. Дополнить: "Теоретический вес обсадной колонны из электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93 приведен в Дополнении к приложению 12" (см. стр.12 настоящего документа).

Пункт 2.23. Дополнить: "Расчет сопротивляемости обсадных труб избыточным наружным давлениям (критическое давление) производится по формуле Саркисова (ф.2.37) при следующих параметрах:

В Дополнении к приложению 2 (см. стр.7 настоящего документа) приведены значения критических давлений, рассчитанные с учетом вышеприведенных значений".

Пункт 2.24. Дополнить примечанием "В Дополнении к приложению 3 (см. стр.8 настоящего документа) приведены величины для обсадных электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93".

Пункт 2.26. Дополнить: "Избыточное внутреннее давление, при котором напряжение в трубах достигает предела текучести, определяют по формуле 2.40, где коэффициент 0,875, учитывающий отклонение толщины стенки от номинального значения (для труб по ГОСТ 632-80) заменяется на величину 0,950 (для труб по ТУ 39-0147016.40-93).

Значения , определенные по формуле (2.40), приведены в Дополнении к приложению 4 (см. стр.9 настоящего документа).

Коэффициент запаса прочности на внутреннее давление принимается как для труб исполнения А - 1,15".

Пункт 2.28. Дополнить: "Расчет на растяжение электросварных обсадных труб с резьбой "Батресс" и ОТТМ производится аналогично как для труб с резьбой трапецеидального профиля.

Значения допустимых растягивающих нагрузок для труб с резьбой "Батресс" и ОТТМ приведены в Дополнении к приложению 6 (см. стр.10-11 настоящего документа).

Коэффициенты запаса прочности применяются как для труб исполнения А по ГОСТ 632-80 (1,75 - для резьбы; и 1,25 - по телу трубы)".

Пункт 8.10. Дополнить примечанием "Приведенные ограничения по применению резьбовых соединений с учетом допускаемой интенсивности искривления ствола скважины также относятся к отечественным электросварным трубам с резьбами "Батресс" производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93.

Таблица 15.1. Дополнить примечанием 4 "Отечественные обсадные электросварные трубы с резьбой "Батресс" производства ВМЗ имеют размеры, равные размерам импортных труб, выпускаемых по стандарту АНИ, а размеры труб с резьбой ОТТМ равны соответствующим размерам труб для исполнения А по ГОСТ 632-80".

Таблица 15.3. Дополнить примечанием 3 "Отечественные обсадные электросварные трубы с резьбами "Батресс" производства ВМЗ и ОТТМ по условиям применения соответствуют резьбам ОТТМ по ГОСТ 632-80".

Пункт 15.5. Дополнить примечанием "Обсадные электросварные трубы производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93 обладают повышенным сопротивлением и рекомендуются к установке в интервалах расчета на наружное избыточное давление.

Таблица 15.5 и 15.5 бис. Дополнить примечанием "Отечественные обсадные электросварные трубы с резьбами "Батресс" производства ВМЗ соответствуют резьбе "Батресс" по АНИ, а резьбы ОТТМ соответствуют ГОСТ 632-80, в том числе с фторопластовым (тефлоновым) кольцом".

Приложение 2. Дополнить таблицей "Критические давления для электросварных обсадных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93".

Приложение 3. Дополнить таблицей "Растягивающие нагрузки, при которых напряжения в теле обсадных электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93, достигают предела текучести".

Приложение 4. Дополнить таблицей "Внутренние давления, при которых напряжения в теле обсадных электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93, достигают предела текучести".

Приложение 6. Дополнить таблицами: "Разрушающие нагрузки для обсадных труб с резьбовым соединением "Батресс" производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93 с нормальным диаметром муфт" и "Допустимые растягивающие нагрузки для обсадных труб ОТТМ производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93 с нормальным диаметром муфт (с учетом коэффициента запаса прочности 1,25 от разрушающей нагрузки или 0,8 от предела текучести тела трубы)".

Приложение 12. Дополнить таблицей "Теоретический вес 1 метра колонны, составленной из обсадных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93".

Раздел 16. Дополнить вариантом примера расчета для электросварных обсадных труб производства ВМЗ по ТУ 39-0147016.40-93.

Дополнение к приложению 2
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Критические давления для обсадных электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39.0147016.40-93, МПа


Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
		С		Дс
		Категория		Категория
		1	2	1	2
140	7,0	28,9	25,0	30,9	28,9
	7,7	33,8	28,9	36,5	33,8
146	6,5	23,1	20,4	24,4	23,1
	7,0	26,6	23,2	29,4	26,6
	7,7	31,5	27,0	33,9	31,5
	8,5	36,7	31,1	39,8	36,7
	9,5	42,9	36,1	46,8	42,9
	10,7	50,1	41,9	54,9	50,1
168	7,3	21,9	19,5	23,1	21,9
	8,0	26,3	22,9	28,0	26,3
	8,9	31,6	27,1	34,1	31,6
	10,6	41,1	34,6	44,8	41,1
219	7,7	13,5	12,6	14,0	13,5
	8,9	19,1	17,2	19,9	19,1
	10,2	25,2	22,1	26,8	25,2
245	7,9	10,9	10,3	11,2	10,9
	8,9	14,8	13,6	15,3	14,8
	10,0	19,3	17,4	20,3	19,3

Дополнение к приложению 3
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Растягивающие нагрузки, при которых напряжения в теле электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39.0147016.40-93, достигают предела текучести, кН


Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
		С		Дс
		Категория		Категория
		1	2	1	2
140	7,0	1098	908	1211	1098
	7,7	1216	1005	1342	1213
146	6,5	1078	891	1189	1078
	7,0	1156	956	1275	1156
	7,7	1274	1053	1406	1274
	8,5	1392	1151	1536	1392
	9,5	1548	1279	1708	1548
	10,7	1726	1427	1904	1726
168	7,3	1392	1151	1536	1392
	8,0	1510	1249	1666	1510
	8,9	1686	1394	1860	1686
	10,6	1980	1637	2185	1980
219	7,7	1940	1604	2141	1940
	8,9	2234	1847	2465	2234
	10,2	2530	2092	2791	2530
245	7,9	2216	1832	2445	2216
	8,9	2490	2059	2747	2490
	10,0	2784	2302	3072	2784

Дополнение к приложению 4
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Внутренние давления, при которых напряжения в теле обсадных электросварных труб производства ВМЗ по ТУ 39.0147016.40-93, достигают предела текучести, МПа


Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
		С		Дс
		Категория		Категория
		1	2	1	2
140	7,0	36,1	29,9	39,8	36,1
	7,7	39,7	32,9	43,8	39,7
146	6,5	32,0	26,5	35,3	32,0
	7,0	34,5	28,6	38,1	34,5
	7,7	38,0	31,4	41,9	38,0
	8,5	41,9	34,7	46,2	41,9
	9,5	46,8	38,8	51,6	46,8
	10,7*	51,3	42,5	56,6	51,3
168	7,3	31,2	25,9	34,4	31,2
	8,0	34,2	28,4	37,8	34,2
	8,9	38,1	31,5	42,0	38,1
	10,6*	44,9	37,2	49,5	44,9
219	7,7	25,3	21,0	27,9	25,3
	8,9	29,3	24,2	32,3	29,3
	10,2	33,5	27,8	37,0	33,5
245	7,9	23,3	19,3	25,7	23,3
	8,9	26,2	21,7	28,9	26,2
	10,0	29,5	24,4	32,5	29,5

* Для этих труб внутреннее давление ограничено прочностью муфты. Примечание. Расчет внутренних давлений произведен для труб повышенной точности изготовления со средневзвешенным статистическим минусовым допуском на толщину стенки равным -5%.

Дополнение к приложению 6
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Разрушающие нагрузки для обсадных труб с резьбовым соединением "Батресс" производства ВМЗ по ТУ 39.0147016.40-93 с нормальным диаметром муфт, кН


Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
		С		Дс
		Категория		Категория
		1	2	1	2
140	7,0	1106	916	1220	1106
	7,7	1210	1003	1335	1210
146	6,5	1080	895	1192	1080
	7,0	1159	961	1279	1159
	7,7	1269	1051	1399	1269
	8,5	1393	1154	1536	1393
	9,5	1545	1280	1704	1545
	10,7	1725	1429	1903	1725
168	7,3	1399	1159	1543	1399
	8,0	1527	1265	1684	1527
	8,9	1689	1399	1863	1689
	10,6	1990	1649	2195	1990
219	7,7	1938	1606	2138	1938
	8,9	2227	1845	2457	2227
	10,2	2537	2102	2798	2537
245	7,9	2226	1844	2455	2226
	8,9	2497	2068	2754	2497
	10,0	2792	2313	3079	2792

Примечания. 1. Разрушающие нагрузки определены из условия достижения в теле трубы предела текучести. 2. При расчете колонн допустимая растягивающая нагрузка определяется с учетом коэффициента запаса прочности 1,25.

Дополнение к приложению 6
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Допустимые растягивающие нагрузки для обсадных труб ОТТМ производства ВМЗ по ТУ 39.0147016.40-93 с нормальным диаметром муфт (с учетом коэффициента запаса прочности 1,25 от разрушающей нагрузки или 0,8 от предела текучести тела трубы), кН


Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
		С		Дс
		Категория		Категория
		1	2	1	2
140	7,0	882	729	973	882
	7,7	971	803	1071	971
146	6,5	863	714	952	863
	7,0	931	770	1027	931
	7,7	1020	843	1125	1020
	8,5	1108	916	1223	1108
	9,5	1226	1014	1353	1226
	10,7	1373	1135	1515	1373
168	7,3	1118	924	1234	1118
	8,0	1226	1013	1353	1226
	8,9	1353	1119	1493	1353
	10,6	1588	1313	1752	1588
219	7,7	1549	1281	1709	1549
	8,9	1785	1476	1969	1785
	10,2	2030	1679	2240	2030
245	7,9	1755	1451	1936	1755
	8,9	2000	1654	2207	2000
	10,0	2236	1849	2467	2236

Дополнение к приложению 12
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Теоретический вес 1 метра колонны, составленной из обсадных труб производства ВМЗ по ТУ 39.0147016.40-93, кН


Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Тип соединения
		Батресс	ОТТМ
		Нормальная муфта	Нормальная муфта	Специальная муфта
140	7,0	0,231	0,229	0,228
	7,7	0,253	0,251	0,250
146	6,5	0,229	0,226	0,222
	7,0	0,245	0,243	0,239
	7,7	0,268	0,265	0,261
	8,5	0,292	0,290	0,286
	9,5	0,323	0,321	0,318
	10,7	0,360	0,358	0,354
168	7,3	0,295	0,294	0,289
	8,0	0,321	0,319	0,315
	8,9	0,354	0,354	0,349
	10,6	0,415	0,414	0,409
219	7,7	0,414	0,412	0,404
	8,9	0,473	0,471	0,464
	10,2	0,535	0,530	0,522
245	7,9	0,475	0,472	0,464
	8,9	0,530	0,528	0,519
	10,0	0,590	0,588	0,579

Дополнение к разделу 16
"Инструкции по расчету обсадных колонн
для нефтяных и газовых скважин"

Примеры расчета обсадных колонн

Эксплуатационные колонны

Эксплуатационная колонна для нефтяной скважины (фонтанирующая) диаметром 146 мм, составленная из обсадных труб с резьбой "Батресс" по ТУ 39-0147016.40-93 "Трубы обсадные электросварные и муфты к ним" повышенной точности изготовления.

Расчет производим при следующих исходных данных:

Глубина, м: 3000; 1000 (при испытании на герметичность); 1500 (при освоении скважины); 1750; 1800.

Удельный вес, Н/м: 1,85·10; 1,0·10; 1,0·10 (при освоении); 0,85·10 (в период ввода в эксплуатацию); 0,95·10 (при окончании эксплуатации); 1,4·10.

На глубине 2500...2600 м находится проницаемый пласт. На глубине 2550 м давление 35,5 МПа.

Эксплуатационный объект расположен в интервале 2900...3000 м.

На глубине 3000 м пластовое давление 42 МПа, на глубине 2900 м - 40,6 МПа; , .

Запас прочности в зоне эксплуатационного объекта 1,20.

Расчет наружных, внутренних и избыточных давлений приведен в пп.16.1-16.12, а эпюры избыточных наружных и внутренних давлений на рис.12 и 13 Инструкции [1]*.

________________

* В бумажном оригинале раздел Библиография не приводится. - Примечание изготовителя базы данных.

Расчет эксплуатационной колонны

16.3. Вариант 2 с применением электросварных труб по ТУ 39-0147016.40-93

МПа; МПа.

По Дополнению к приложению 2 находим, что этому давлению соответствуют трубы группы прочности "Дс" (категория 2) с толщиной стенки 7,7 мм, для которых 33,8 МПа.

Длина 1-й секции 150 м (100 м плюс 50 м выше кровли эксплуатационного пласта). Вес ее , где по Дополнению к приложению 12 равен 0,268 кН. Тогда кН.

По эпюре (рис.12) определяем расчетное давление на уровне верхнего конца 1-й секции на глубине 2850 м; 27 МПа.

Этому давлению при 1,0 соответствуют трубы группы прочности "Дс" (категория 2) с толщиной стенки 7,7 мм (те же трубы, что и для 1-й секции). По эпюре (рис.12) определим, что трубы для второй секции с толщиной стенки 7,0 мм (категория 2) и 26,6 МПа можно применять с глубины 2800 м. Тогда длина первой секции м, а вес кН. Определим значение для труб 2-й секции по формуле (2.38) для условий двухосного нагружения

МПа,

где выбираем из Дополнения к приложению 3.

Этому давлению по эпюре (рис.12) соответствует глубина 2760 м, следовательно уточненная длина первой

где выбираем из Дополнения к приложению 3*.
_________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Этому давлению по эпюре (рис.12) соответствует глубина 2760 м, следовательно уточненная длина первой секции будет равна м, кН.

Для 3-й секции выбираем трубы группы прочности "Дс" (категория 2) 6,5 мм, для которых 23,1 МПа. Это давление имеет место на глубине 2020 м (эпюра рис.12). Следовательно, длина 2-й секции м, а вес кН.

Определим величину по формуле (2.38) для условий двухосного нагружения с учетом растягивающих нагрузок от веса двух первых секций кН.

МПа

Этому давлению по эпюре соответствует глубина 1470 м, следовательно, уточненная длина 2-й секции будет равна м, кН.

Для четвертой секции выбираем трубы группы прочности "Дс" (категория 2) с толщиной стенки 7,0 мм. Так как 4-я секция состоит из более прочных труб, чем 3-я, то длину 3-й секции и последующих выбираем из расчета на растяжение.

По Дополнению к приложению 6 для этих труб 1080 кН, а кН.

По формуле (2.49) определим длину 3-й секции

м.

Для 3-й секции достаточна длина м, кН.

кН.

Конструкция обсадной колонны 146 мм


Номер секции (снизу-вверх)	Группа прочности	Толщина стенки, мм	Длина секции, м	Вес секции, кН
1	Дс	7,7	240	64,32
2	Дс	7,0	1290	316,05
3	Дс	6,5	1470	336,63
Всего			3000	717,00

Примечания. 1. Конструкция колонны, составленная из труб поГОСТ 632-80 с треугольной резьбой весит 783,40 кН (см. аналогичный пример в п.16.3 Инструкции [1]), то есть на 9,26% больше. 2. Для аналогичных условий колонна, составленная из труб по ГОСТ 632-80 (исполнение А) группы прочности "Д" (аналог "Дс" категории 2), с резьбой ОТТМ (аналог "Батресс") будет весить 738,85 кН, то есть на 3,05% больше. 3. Экономия веса достигается за счет высокой точности изготовления труб по ТУ 39-0147016.40-93 (овальность 0,005, вместо 0,0075; разностенность 5% вместо 12,5%).

Дополнение к "Инструкции по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин"

Оглавление

ДОПОЛНЕНИЕ К "ИНСТРУКЦИИ ПО РАСЧЕТУ ОБСАДНЫХ КОЛОНН ДЛЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН", М., 1997 г.

ДОПОЛНЕНИЕ
К "ИНСТРУКЦИИ ПО РАСЧЕТУ ОБСАДНЫХ КОЛОНН ДЛЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН", М., 1997 г.