Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет оптимальной величины нагрузки на уплотнительные элементы пакеров с механическим управлениемСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Пакеры с механическим принципом действия уплотняют межтрубное пространство упругими элементами посредством передачи нагрузки на них от массы сжатой части колонны НКТ. Оптимальней нагрузкой является та минимальная нагрузка на пакер, которая достаточна для уплотнения межтрубного зазора. Эта нагрузка одновременно должна предотвращать срыв пакера от перепада давления жидкости. При расчете пакеров придерживаются следующей последовательности: 1.3.1 исходя из условия пакеровки, определяют наименьшую величину осевой силы; 1.3.2. определяют длину, на которую необходимо приподнять и посадить колонну НКТ; 1.3.3. определяют длину хода штока, которая обеспечит сжатие уплотняющего, элемента до соприкосновения его с обсадной колонной; 1.3.4. определяют относительное продольное сжатие резиновой манжеты; 1.3.5. проверяют условие уплотнения межтрубного зазора. 1.3.6. проверяют влияние плашечного захвата на прочность обсадной колонны. Условие/пакеровки пакера в скважине имеет следующий вид: , (21) где Р - усилие, действующее на пакер снизу, н; к - коэффициент устойчивости пакеровки, 1,25; - усилие, действующее на пакер сверху, н. В свою очередь усилия, действующие на пакер, определяются по следующим выражениям: (22) , (23) где d - внутренний диаметр обсадной колонны, мм; Ру - давление жидкости, действующее на устье скважины, МПа; - значение осевой нагрузки, действующей на пакер, н; - угол конусности конуса пакера, 9... 1; - угол трения, 0,7; - коэффициент сцепления шлипсов с обсадной колонной, 0,82. Исходя из условия, осевое усилие определяется (24) Создание осевой нагрузки достигается приподнятием и посадкой колонны НКТ на величину: (25) где -плотность материала труб, 7850 кг/м3; L - общая длинна колонны НКТ, м; Е - модуль упругости стали, 2,1 • 10 МПа; - масса 1 м колонны НКТ, кг/м. Расчетное значение осевой нагрузки должно быть меньше или равно величине нагрузки от массы всей колонны НКТ. Если это условие не соблюдается, то применяют якорь и Q, представляет собой нагрузку от массы всей колонны НКТ. После этого еще раз проверяют условие пакеровки. Увеличение длины хода штока будет приводить к повреждению уплотняющих элементов из-за отсутствия ограничения передачи на них усилий и, как следствие, получения недопустимых деформаций. Оптимальную длину хода штока рекомендуется определять по следующему выражению: (26) где - высота свободного, не нагруженного уплотняющего элемента, м; Коп - коэффициент, характеризующий отношение радиусов; (27) для пакеров под обсадные колонны диаметрами 146 и 168 мм - =1,13, а для 178 и 229 мм - =1,09-1,07; - наружный радиус резины до деформации, м; - наружный радиус резины после деформации, м; r - внутренний радиус резины, м. Относительное продольное сжатие резиновой манжеты сопровождается его относительным поперечным расширением , которые связаны между собой следующим соотношением: , (28) где - диаметральное расширение резиновой манжеты, м; -наружный диаметр манжеты до деформации, м; - коэффициент Пуассона, 0,485; - сжатие резиновой манжеты по высоте, м. С другой стороны, в соответствии с законом Гука относительное продольное сжатие резиновой манжеты определяется: (29) где - внутренний диаметр манжеты, мм; Еу - модуль упругости резиновой манжеты. 18,8 МПа. Поэтому . (30) Условие уплотнения межтрубного зазора запишется: . (31) В конструкциях пакеров, где плашки полностью перекрывают кольцевой зазор, нагрузка на обсадную колонну распределена равномерно по всему периметру. В этом случае предельная осевая нагрузка на плашечный захват, при которой обсадная колонна не нарушается, равна: (32) При ограниченном контакте плашек по периметру обсадной колонны участки труб между ними работают на изгиб. Тогда (33) где - предел текучести материала труб обсадной колонны, МПа; п - число плашек (по радиусу); D - наружный диаметр обсадной колонны, мм; - высота плашек (длина по вертикали), мм; _ длина хорды плашки, мм; - стрела дуги поверхности плашки, мм. Расчетная предельная нагрузка сравнивается с нагрузкой, необходимой для создания уплотнения. Если , то в конструкцию пакера вносят необходимые изменения. Задача 3. Рассчитать пакер с механическим управлением, придерживаясь выше приведенной последовательности расчета. Исходные данные по вариантам для решения данной задачи представлены в таблице 3 Таблица 3 - Расчет пакера на прочность
НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ 2.1 Расчет труб на прочность при фонтанном и компрессорном способах эксплуатации Осевая растягивающая нагрузка для гладких труб, при которой в резьбовом соединении напряжение достигает предела текучести (страгивающая нагрузка), определяется: (34) где - средний диаметр сечения резьбы по впадине в основной плоскости, мм; - толщина тела трубы по впадине первой полной нитке резьбы, мм; - предел текучести материала трубы, МПа; - коэффициент разгрузки, ; - угол профиля резьбы, 60°; - угол трения муфты о трубу, 7°; - длина резьбы с полным профилем, мм. Для равнопрочных труб и труб НКБ (безмуфтовых) расчет ведется исходя из прочности тела трубы. , (35) где D - наружный диаметр трубы, мм; b - толщина стенки трубы, мм. Для труб НКМ (с трапецеидальными резьбами) растягивающая нагрузка, при которой в опасном сечении соединения труб напряжения достигают предела текучести, рассчитываются: , (36) Для наклонно-направленных скважин коэффициент запаса прочности определяется: (37) где (38) - интенсивность искривления скважин в градусах на 10 м длины; Е- модуль упругости материала трубы, МПа; - коэффициент запаса прочности для вертикальной скважины, 1,3. При совместном действии растягивающих сил и наружного избыточного давления условие прочности для тела трубы определяется: , (39) где F- площадь поперечного сечения тела трубы, мм2; Рн- наружное избыточное давление, МПа; (40) k0 -коэффициент, k0=b0/D, где b0 =0,905 ; kmin - коэффициент, kmin=bmin/D, где bmin =0,875 ; Критическая сжимающая нагрузка, при которой колонна закрепленная в пакере, теряет устойчивость под действием собственного веса, определяется: , (41) где - момент инерции сечения трубы, м; qT- масса 1 м труб на воздухе, н/м. Для свободно подвешенной колонны критическую скорость движущейся жидкости определяют: , (42) где - вес 1 м жидкости внутри колонны НКТ, н/м; - потери давления при движении пластовой жидкости по колонне на 1 метр длины, н/м"; , (43) - внутренняя площадь сечения НКТ, м; - коэффициент гидравлического сопротивления; Q - расход пластовой жидкости (дебит скважины), м/с; - плотность добываемой жидкости, кг/м3 - внутренний диаметр НКТ, м; v — кинематическая вязкость жидкости, м2/с. Если скорость движения пластовой жидкости , то произойдет потеря устойчивости нижнего участка колонны с переходом к режиму движения с возрастанием амплитуды колебания. Задача 4 Определить коэффициент запаса прочности для наклонной скважины у колонны НКТ, проверить условие прочности тела трубы, критическую сжимающую нагрузку с учетом установки пакера, критическую скорость движущейся жидкости и сравнить со скоростью движения жидкости для фонтанного и компрессорного способов добычи нефти. Исходные данные по вариантам представлены в таблице 4. Таблица 4-Расчет НКТ при фонтанном и компрессорном способах эксплуатации скважин
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-06; просмотров: 1592; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.133.149.244 (0.011 с.) |