Определение количества облегчённого цемента и воды для затворения ведется аналогичным формулам аналогичным формулам

Для расчета реологических параметров растворов воспользуемся следующими формулами

;

Цементный раствор: ; .

Облегченный цементный раствор:

;

Буровой раствор: ;

В качестве буферной жидкости будет применяться техническая вода с плотностью 1050 кг/м³.

4. Определение количества цементировочной техники:

Определяется число смесительных машин для каждого вида тампонажного материала (п_см): _,

где т_НАС - насыпная масса сухой тампонажной смеси, кг/м³;

V_БУНК - ёмкость бункера смесительной машины, м³.

Цементный раствор (смесители 2МСН-20)

Облегченный цементный раствор (смесители 2МСН-20)

Производительность смесителя 2СМН-20 по цементному раствору при подаче водяного насоса 13 л/с составит 20,1 л/с, а по облегченному цементному раствору 18,0 л/с.

Для приготовления и закачки цементного раствора выбраны цементировочные агрегаты ЦА-320. Так как производительность смесителя по цементному раствору 20,1 л/с, а максимальная производительность ЦА-320 - 14,5 л/с, то с каждым смесителем должно работать по два агрегата:

Общая потребность в цементировочной технике.

Для приготовления цементного и облегчённого цементного растворов необходимо 6 машин 2СМН-20. Для закачки цементного и облегчённого цементного растворов необходимо 12 ЦА-320. Кроме того, для подачи воды и начала продавки необходимо по одному агрегату ЦА-320. Всего 14 агрегатов ЦА-320. Также для цементирования используется блок манифольдов 1БМ -700 и станцию контроля цементирования СКЦ-2М-80.

Далее приведем гидравлический расчет цементирования. В примере он проведен в программе Zement.exe. Результаты расчета представлены в виде графиков на рис. 5 пр.

СКЦ

 

 

 

 

1 – цементировочная головка; 2 – блок манифольдов; 3 – станция контроля цементирования; 4 – линия подачи воды и продавочной жидкости;

 

 

Рисунок 4 пр. - Схема расстановки тампонажной техники

1 – цементировочная головка; 2 – блок манифольдов; 3 – станция контроля цементирования; 4 – линия подачи воды и продавочной жидкости;

 

линия высокого давления (подача цементного раствора);

линия низкого давления (откачка-подача жидкости затворения).

 

Таблица 2 пр. - Распределение тампонажных материалов по смесительным машинам

Смеситель	ЦА	Материал	Цемент, т	Вода, м^3	Буф. ж., м^3	Продавка, м^3
		ЦР	14,35	3,6
	ЦР	3,6
		ЦР	14,35	3,6
	ЦР	3,6
		ОЦР	14,0	5,6
	ОЦР	5,6
		ОЦР	14,0	5,6		11,0
	ОЦР	5,6		11,0
		ОЦР	14,0	5,6		11,0
	ОЦР	5,6		11,0
		ОЦР	13,7	5,5		11,6
	ОЦР	5,5
-		Подача воды
-

 

В соответствии с графиком, схемой загрузки и расстановки цементировочной техники составляется график ее работы (рис 6). Затем проводится расчет продолжительности операции цементирования.

Операция цементирования начинается ЦА №1, который закачивает 3м³ буферной жидкости с производительностью 11л/с, затем ЦА №5,6,7,8 начинается закачка облегченного цементного раствора, приготовленного смесительными агрегатами №3 и 4.

 

Б.Ж. ОЦР ЦР Продавка

Рисунок 5 пр. – Графики изменения давления на цементировочной головке при закачке и продавке цементного раствора

Рисунок 6 пр. - График работы цементировочных агрегатов

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Приложение 1

 

Вес 1 погонного метра обсадной трубы

Диаметр трубы	Толщина стенки	Вес погонного метра трубы, q, кг
С резьбой треугольного профиля	С резьбой ОТТМ, ОТТГ
114,3	6,4	17,4
7,4	19,9	-
8,6	22,8	-
127,0	6,4	19,7	-
7,5	22,7	-
9,2	27,3	-
139,7	7,0	23,7	23,6
7,7	25,9	25,8
9,2	30,3	30,2
10,5	34,4	34,3
	7,0	24,8	24,7
7,7	27,0	26,9
8,5	29,6	29,5
9,5	32,8	32,7
10,7	36,5	36,4
168,3	7,3	30,0	-
8,9	36,1	36,1
10,6	42,2	42,2
12,1	47,5	47,5
219,1	8,9	47,8	-
10,2	53,8	54,3
11,4	60,0	60,5
12,7	66,1	66,6
14,2	73,0	73,5
244,5	8,9	53,5	-
10,0	59,6	60,2
11,1	65,2	65,8
12,0	70,3	70,9
13,8	80,3	80,9
273,1	8,9	59,8	59,8
10,2	67,8	67,8
11,4	75,6	75,6
12,6	82,7	82,7
13,8	90,4	-
298,5	8,5	62,6	-
9,5	70,0	70,0
11,1	80,4	80,4
12,4	89,7	89,7
14,8	105,6	-
323,9	9,5	75,8	75,8
11,0		87,0
12,4	97,4	97,4
14,0	109,1	-
351,0	9,0	78,5	-
10,0	86,7	-
11,0	94,8	-
12,0	102,9	-
377,0	9,0	84,5	-
10,0	93,3	-
11,0	102,0	-
12,0	110,8	-
426,0	10,0	106,1
11,0	116,0
12,0	125,9

 

 

Приложение 2

Критические давления для обсадных труб

по ГОСТ 632-80, МПа

 

Трубы исполнения Б

Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
Д	К	Е	Л	М	Р	Т
Овальность 0,01
	6,4 7,4 8,6	26,7 33,6 41,8	32,6 42,3 53,4	35,2 46,2 59,0	- 52,3 68,0	- - 76,2	- - 87,8	- - 93,7
	6,4 7,5 9,2	22,1 29,1 39,6	26,4 36,0 50,5	28,1 39,0 55,7	- 43,5 63,9	- - 71,2	- - 81,5	- - 86,6
	6,2 7,0 7,7 9,2 10,5	17,3 21,9 25,9 34,5 41,8	20,0 26,1 31,7 43,4 53,3	21,1 27,8 34,1 47,5 58,9	- - 37,5 53,9 67,9	- - 40,3 59,3 76,0	- - 43,6 66,6 87,6	- - 45,1 70,0 93,5
	6,5 7,0 7,7 8,5 9,5 10,7	17,4 20,1 24,0 28,4 33,8 40,2	20,1 23,7 28,9 35,0 42,5 51,3	21,2 25,2 31,1 37,9 46,6 56,7	- 27,2 34,0 42,2 52,6 65,1	- - - 45,6 57,8 72,6	- - - 50,0 64,7 83,2	- - - 51,9 67,9 88,6
	7,3 8,0 8,9 10,6 12,1	16,4 19,7 24,1 32,3 39,2	18,9 23,2 29,1 40,3 49,9	19,9 24,7 31,3 44,0 55,0	21,2 26,6 34,2 49,5 63,0	- - 36,6 54,2 70,2	- - 39,3 60,2 80,2	- - 40,5 63,0 85,2
	6,9 8,1 9,2 10,4 11,5 12,7	12,8 18,1 23,2 28,6 33,6 38,8	14,5 21,2 27,9 35,4 42,2 49,4	15,1 22,4 29,9 38,3 46,1 54,4	- 24,0 32,5 42,6 52,2 62,4	- - 34,6 46,2 57,3 69,4	- - 37,2 50,6 63,9 79,2	- - 38,2 52,5 67,1 84,0
	7,6 8,3 9,5 10,9 12,7	13,2 16,0 21,0 26,9 34,3	14,9 18,4 24,9 32,9 43,1	15,5 19,3 26,6 35,5 47,3	- 20,5 28,7 39,3 53,5	- - 30,4 42,3 58,8	- - 32,3 46,0 66,0	- - 33,1 47,6 69,3
	7,7 8,9 10,2 11,4 12,7 14,2	10,2 14,2 19,0 23,4 28,2 33,7	11,3 16,2 22,3 28,2 34,8 42,3	11,7 17,0 23,5 30,2 37,6 46,3	- 17,8 25,3 33,0 41,9 52,4	- 18,5 26,6 35,1 45,2 57,4	- - 28,1 37,6 49,4 64,2	- - 28,7 38,8 51,4 67,4

Продолжение приложения 2

	7,9 8,9 10,0 11,0 12,0 13,8	8,2 11,1 14,5 18,0 21,1 27,1	9,0 12,4 16,5 21,1 25,0 33,1	9,3 12,7 17,3 22,3 26,6 35,8	- 13,3 18,2 23,7 28,7 39,6	- 13,7 18,9 24,9 30,4 42,5	- - 19,7 26,3 32,4 46,3	- - 20,1 26,9 33,2 47,9

 

 

Приложение 3

 

Растягивающие нагрузки, при которых напряжения

в теле труб по ГОСТ 632-80 достигают предела текучести, кН

 

 

Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
Д	К	Е	Л	М	Р	Т
	5,2 5,7 6,4   7,4   8,6   10,2	(804) (920) (1058) -	- -   (1058)   (1216)   (1392) -	- -       -	- -	- -	- - -	- - -   -
	5,6 6,4   7,5   9,2   10,7	(902) (1038) (1274)	-   (1176)   (1372)   (1666)	-	-	-	- -	- -   29-2
	6,2   7,0   7,7   9,2   10,5	(960) (1078) (1196) (1412) (1588)	(1274)   (1430)   (1568)   (1842)   (2078)		-	-	-   -	-   -

 

 

Продолжение приложения 3

	6,5   7,0   7,7   8,5   9,5   10,7	(1058) (1136) (1254) (1372) (1510) (1686)	(1392)   (1490)   (1646)   (1804)   (2000)   (2234)		-	-	-   -   -	-   -   -
	7,3   8,0   8,9   10,6   12,1	(1372) (1490) (1666) (1960) (2216)	(1804)   (1962)   (2176)   (2568)   (2902)			-   -	-   -	-   -
	5,9 6,9   8,1   9,2   10,4   11,5   12,7   13,7 15,0	(1372) (1608) (1824) (2038) (2234) 2490) (2450) - -	-   (1804)   (2118)   (2392)   (2686)   (2942)   (3216) - -	-             -	-   -	-   -	-   -   -	-   -   -
	7,6   8,3   9,5   10,9   12,7   15,1	(1646) (1804) (2038) (2334) (2686) -	(2176)   (2372)   (2686)   (3058)   (3530) -	-	-	-	-	-

 

Продолжение приложения 3

	6,7 7,7   8,9   10,2   11,4   12,7   14,2	(1902) (2196) (2490) (2764) (3058) (3392)	-   (2510)   (2196)   (3274)   (3648)   (4040)   (4470)	-	- -	- -	- -   -	- -   -
	7,9   8,9   10,0   11,1   12,0   13,8   15,9	(2176) (2450) (2744) (3020) (3254) (3726) -	(2882)   (3236)   (3638)   (3980)   (4294)   (4902)	-	-	-	-   -	-   -

 

 

Приложение 4

Внутренние давления, при которых напряжения в теле трубы

по ГОСТ 632-80 достигают предела текучести, МПа

 

Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
Д	К	Е	Л	М	Р	Т
	5,2 5,7 6,4   7,4   8,6   10,2	30,2 33,1 37,2 (36,5) 42,9 (42,3) 50,0 (49,0) -	- -   48,0)   (55,5)   (64,5)	- - 54,0   62,4   72,5   -	- - 64,2   74,2   86,3   102,3	- - 74,2   85,9   99,8   118,3	- - -   105,4   122,5   145,3	- - -   -   136,2   161,6

 

 

Продолжение приложения 4

	5,6 6,4   7,4   8,6   10,2	29,3 33,4 (32,8) 39,2 (38,5) 48,1 (47,3) 56,0	-   (43,2)   (50,7)   (62,2)	- 48,6   57,0   69,8   81,3	- 57,7   67,6   83,0   96,6	- 66,9   78,3   96,1   111,8	- -   96,2   117,9   137,2	- -   106,9   131,1   152,5
	6,2   7,0   7,7   9,2   10,5	29,5 (28,9) 33,2 (32,6) 36,6 (36,0) 43,7 (42,9) 49,9 (49,0)	(38,0)   (42,9)   (47,3)   (42,9) 49,9 (49,0)	(38,0)   (42,9)   (47,3)   (56,5)   (64,50	42,7   48,3   53,1   63,5   72,4	-   66,5   73,1   87,4   99,7	-   -   89,7   107,3   122,4	-   -   99,8   119,2   136,1
	6,5   7,0   7,7   8,5   9,5   10,7	29,5 (29,0) 31,8 (31,3) 35,0 (34,3) 38,6 (37,9) 43,1 (42,4) 48,6 (47,7)	(38,1)   (41,1)   (45,2)   (49,9)   (55,8)   (62,8)	42,9   46,2   50,8   56,1   62,7   70,6	-   63,5   60,4   66,7   74,5   83,9	-   54,9   69,9   77,2   86,3   97,2	-   -   -   94,7   105,9   119,2	-   -   -   105,3   117,7   132,5
	7,3	28,8 (28,2) 31,6 (31,0) 35,1 (34,5) 41,9 (41,1) 47,7 (46,9)	(37,3)   (40,8)   (45,4)   (54,0)   (61,7)	41,9   45,8   51,0   60,7   69,3	49,7   54,4   60,6   72,2   82,4	-   -   70,1   83,5   95,4	-   -   86,1   102,5   117,1	-   -   95,7   114,0   130,1

Продолжение приложения 4

	5,9 6,9   8,1   9,2   10,4   11,5   12,7   13,7 15,0	22,1 25,8 (25,3) 30,3 (29,7) 34,3 (33,4) 38,8 (38,1) 42,9 (42,2) 47,4 (46,6) - -	(33,3)   (39,1)   (44,4)   (50,2)   (55,5)   (61,3) - -	- 37,4   43,9   49,9   56,4   62,4   68,9   74,3 -	- -   52,3   59,3   67,1   74,1   81,9   88,3 96,7	- -   -   68,6   77,5   85,8   94,7   102,2 111,9	- -   -   84,2   95,2   105,3   116,3   125,5 137,4	- -   -   93,6   105,9   117,1   129,3   139,5 152,7
	7,6   8,3   9,5   10,9   12,7   15,1	26,1 (25,6) 28,4 (27,9) 32,5 (32,0) 37,4 (36,7) 43,5 (42,7) -	(38,6)   (36,8)   (42,1)   (48,2)   (56,3)	37,8   41,3   47,3   54,2   63,2   -	-   49,1   56,2   64,5   75,1   89,3	-   56,9   65,0   74,6   87,0   103,4	-   69,8   79,9   91,7   106,8   127,0	-   77,5   88,7   101,9   118,6   141,1
	6,7 7,7   8,9   10,2   11,4   12,7   14,2	20,3 23,3 (22,9) 27,0 (26,5) 30,9 (30,4) 34,5 (33,9) 38,5 (37,7) 43,1 (42,3)	(30,2)   (34,8)   (39,9)   (44,6)   (49,7)   (55,6)	- 33,9   39,2   44,9   50,2   55,9   62,4	- -   46,6   53,3   59,6   66,5   74,3	- -   53,8   61,8   69,0   76,9   86,0	- -   -   75,8   84,7   94,4   105,5	- -   -   84,3   94,2   104,9   177,4
	7,9   8,9   10,0   11,1   12,0   13,8   15,9	21,5 (21,1) 24,2 (23,7) 27,2 (26,7) 30,1 (29,6) 32,5 (32,0) 37,4 (36,8) -	(27,7)   (31,3)   (35,1)   (38,9)   (42,1)   (48,4)	31,2   35,1   39,4   43,7   47,4   54,4   -	-   41,8   46,9   52,1   56,3   64,7   74,5	-   48,2   54,2   60,2   65,1   74,9   86,3	-   -   66,6   73,9   79,9   91,9   105,9	-   -   74,0   82,2   88,8   102,2   117,7

 

Приложение 5

 

Страгивающие нагрузки для соединений обсадных труб

по ГОСТ 632-80, рассчитанные по формуле Яковлева - Шумилова, кН

Трубы с короткой треугольной резьбой

Условный диаметр трубы, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности
Д	К	Е	Л	М	Р	Т
	5,2 5,7 6,4   7,4   8,6	(480) - (578)   (696)	- -   (627)   (755)   (912)	- -	- - -   -	- - -   -	- - -   -	- - -   -
	5,6 6,4   7,5   9,2	(529) (657)   (833)	(706)   (863)   (1098)	-	- -	- -   -	- -   -	- -   -
	6,2   7,0   7,7   9,2   10,5	(558) (657) (745)   (912)   (1068)	(735)   (863)   (970)   (1206)   (1402)		-   -	-   -	-   -	-   -
	6,5   7,0   7,7   8,5   9,5   10,7	(627) (696) (774)   (872) - (1000)   (1147)	(823)   (912)   (1019)   (1157)   (1314)   (1510)		-   -   -	-   -   -	-   -   -	-   -

Продолжение приложения 5

	7,3   8,0   8,9   10,6   12,1	(833) (951) (1059)   (1294) - (1500)	(1098)   (1226)   (1392)   (1706)   (1981)			-   -	-   -	-   -
	5,9 6,9   8,1   9,2   10,4   11,5   12,7	(813) (990) (1157)   (1333)   (1490)   (1667)	- - (1068)   (1304)   (1520)   (1755)   (1961)   (2186)	-	- -	- -   -	- -   -	- -   -
	7,6   8,3   9,5   10,9   12,7	(990) (1108)   (1314)   (1539)   (1804)	(1314)   (1461)   (1716)   (2010)   (2373)		-   -	-   -	-   -	-   -
	6,7 7,7   8,9   10,2   11,4   12,7   14,2	(1098) (1304) (1529)   (1735)   (1961)   (2216)	(1441)   (1716)   (2020)   (2285)   (2579)   (2916)	-	- -	- -	- -   -	- -   -

Продолжение приложения 5

	7,9   8,9   10,0   11,1   12,0   13,8	(1274) (1471) (1686)   (1902)   (2079)   (2422)	(1676)   (1941)   (2226)   (2510)   (2736)   (3187)		-	-	-   -	-   -

 

Приложение 9