Бұрғылау тізбегін статикалық беріктікке есептеу

Статикалық беріктікке есептеу бір өлшемді және көп өлшемді тізбекті есептерге бөлінеді, сонымен бірге қалыпты және жанама кернеулердің бірігіп әсер етуінеде есептелінеді [1,2].

Бір өлшемді тізбекті есептеу кезінде, бұрғылау құбыры секциясының бірінші ұзындығы (төменгі) беріледі және секцияға әсер етуші созылу күшінің қалыпты кернеуі анықталады.

s_р=[к(Q_бт+ Q_УБТ)(1-r_бр/r_м)+Р_о F_к ] /F_тр, (2.14)

мұндағы:

s_р - бұрғылау құбырының сақиналы қимасындағы кернеу, МПа

Q_бт - берілген секцияның барлық құбырларының салмағы, МН

Q_УБТ - ауырлатылған бұрғылау құбырларының салмағы, МН

r_бр, r_м - бұрғылау ерітіндісі мен құбыр материалының тығыздығы, г/см³;

К ­=1,15 ерітінді қозғалысының қарсылығы мен инерциялық қажалуын ескеретін коэффициент;

Р -қашау қысымының төмендеуі, МПа;

F -бұрғылау құбыры ішкі диаметрінің қимасының ауданы, м/кв;

F -бұрғылау құбырының сақиналы қимасының ауданы, м.кв.

Қалып кернеуді анықтап алған соң, осы секция үшін жанама кернеуді мына формуламен анықтайды

(2.15)

мұндығы: М_кр- бұрғылау тізбегі арқылы қашауға берілетін айнау моменті, Н см;

М_кр=974000 p ( N_в+N_д ) /30 n, (2.16)

N_в- бұрандалы тізбегін айналдыруға қажет қуат,кВт;

N_в=1,35 10^-4LD²( 30 n/p )^1,5D^0,5_долr_бр, (2.17)

Мұндағы: L - тізбек ұзындығы,м;

D - бұрғылау құбырының сыртқы диаметрі,м;

n - бұрғылау тізбегінің айналу жиелігі, рад/с;

D_дол - қашау диаметрі,м;

r_бр - бұрғылау ерітіндісінің тығыздығы,г/см³.

N_д - қашауды айналдыруға қажет қуат,кВт;

N_д= 30 С 10⁴ 398 n⁴ D^0,4_дол P^1,3_дол/p, (2.18)

С=7,8 - жұмсақ тау жыныстары үшін;

С=6,95 - орташа қаттылықтағы тау жыныстары үшін;

С=5,56 - қатты тау жыныстары үшін;

P_дол - қашауға берілетін жүктеу, МН;

W_кр - бұрғылау тізбегінің қимасының кедергі моменті, см³.

W_кр=p[(D⁴-d⁴)/D]/16,

Мұндағы d - бұрғылау тізбегінің ішкі диаметрі,мм.

Қалыпты және жанама кернеулерді анықтаған соң, бұрғылау құбырының сақиналы қимасындағы суммарлық кернеуін мына формуламен анықтайды:

және беріктік қорының коэффициентін мына формуламен анықтайды:

n= s_т/s s_т/1,04s_р.

Бұл жағдайда мына ережелер сақталуға тиіс: қалыпты шартарда вертикальді ұңғыларды бұрғылау үшін бұрғылау тізбегінің беріктік қорының коэффициенті 1,4-тең аз болмауы, яғни п>1,4 және күрделіленген шарттарда п>1,45 болуы керек.

Беріктік қоры коэффициенті аз болған жағдайда секция ұзындығын ауыстырады және беріктігі жоғары құбырларды қолданады.

Ұқсас есеп басқа секциялар үшін де шығарылады.

Беріктік қорының коэффициенті нің мәні берілген жағдайда, бұрғылау тізбегінің әр бір секциясының ұзындығын анықтауға болады. Бір өлшемді тізбектің бірінші секциясының ұзындығы мына өрнекпен анықталынады:=

Ι1=[Q 1-kQ (1-ρ /P )-P -F ]/кq1(1-P /P )] [19]

мұндағы Q -бірінші секцияның бұрғылау құбырына әсер ететін созушы мүмкін жүктеу, МН

Q =Q /1,04 [20]

Q -бірінші секцияның жоғарғы бұрғылауы құбырына әсер ететін созушы шекті жүктеу, МН;

К=1,15 ерітінді қозғалыстың қарсылығы мен инерциясының қажалу күшін ескеретін коэффициент;

q - бірінші секциясының 1м құбырының салмағы.

Бір өлшемді тізбектің екінші және келесі секциялардың ұзындығын мына формуламен анықтаймыз.

ι2=( Q 2-Q )/[kq/1- ρ /pм)] [21]

мұндағы Q 2= Q 2/1,04п.

Бұрғылау тізбегінің жалпы ұзындығы 1=1 +1 +.....1 тең, мұндағы 1 ,

1 ,1 -құбыр секцияларына сәйкес ұзындық.

Тізбектің жалпы салмағы-

G=1 g +1 g +.....1 +1g ,

мұндағы g , g , g -1 м. секцияға сәйкес салмақ, Кн.

Роторға қашау, қашаудың үстінгі бөлігі және бұрғылау құбыры секциясыныннан басқа салмақ күші мен жетекші құбырының айналу моментінен реакция әсер етеді.