Расчет диаметров обсадных колонн

Расчет диаметров обсадных колонн и скважины осуществляется снизу вверх. При закачивании скважины открытым стволом за диаметр эксплуатационной колонны принимается диаметр открытого ствола.

Диаметр скважины под эксплуатационную колонну рассчитывается с учетом габаритного размера колонны (по муфтам) и рекомендуемого зазора между муфтой и стенками скважины.

В дальнейшем диаметры выбирают из условий проходимости долот внутри предыдущей колонны и проходимости последующей колонны с рекомендуемыми зазорами.

Во всех случаях, когда это возможно, необходимо стремиться к упрощению конструкции скважины и уменьшению её металлоёмкости, например, за счет уменьшения числа колонн, уменьшения диаметров колонн, уменьшения рекомендуемых зазоров или применения труб с безмуфтовым соединением.

Диаметр эксплуатационной колонны выбираем исходя из ожидаемого дебита скважины по таблице 1. Рекомендуемый Министерством нефтяной промышленности РФ.

Таблица 1.

Рекомендуемый диаметр эксплуатационной колонны по суммарному дебиту.

Диаметр долота для бурения под обсадную колонну определяется по ее габаритному наружному размеру (наружный диаметр соединительной муфты) с таким расчетом, чтобы обсадная колонна свободно проходила по стволу скважины с регламентированным радиальным зазором, в зависимости от диаметра обсадной колонны.

Исходные данные для расчёта:

Диаметр эксплуатационной колонны d_Э = 178 мм.

Минимальный радиальный зазор между долотом и стенкой обсадной трубы Д=6 мм.

Условные обозначения, используемые в формулах:

D_д.р. — диаметр долота расчетный;

d_м — наружный диаметр соединительной муфты обсадной колонны;

2д — разность диаметров;

D_д.н. — диаметр долота нормализованный;

d_вн — внутренний диаметр обсадной трубы;

d_н — наружный диаметр обсадной трубы;

По ГОСТ 20 692– — 75 принимаем ближайший диаметр долота в сторону увеличения.

выбирается в зависимости от наружного диаметра обсадных колонн по таблице 1 [Попов «Технология бурения» стр. 372].

Таблица 2.

Радиальный зазор между стволом скважины и обсадной колонны в зависимости от диаметра обсадной колонны.

Исходя из наружного диаметра обсадной колонны принимаем радиальный зазор =20мм.

D_мэ — диаметр муфты эксплуатационной колонны;

Для колонны с наружным диаметром d_э=178 мм. Диаметр муфты D_мэ=200,2 мм. [по ГОСТ 632–82].

Рассчитываем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под эксплуатационную колонну:

D_дэ=D_мэ+2· д=200.2+2*10=220.2мм. (1).

Принимаем ближайший стандартный диаметр породоразрушающего инструмента 222.3 мм по ГОСТ 20 692–75.

Рассчитываем внутренний диаметр промежуточной колонны по формуле:

(2).

где (6−8) — зазор для свободного прохода долота.

(3).

Рассчитываем наружный диаметр промежуточной колонны по формуле:

(4).

(5).

По ГОСТ 632–80 принимаем ближайший стандартный диаметр 253.6мм, наружный диаметр муфты 274,9 мм.

Рассчитываем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под промежуточную колонну:

(6).

По ГОСТ 20 692–75 принимаем ближайший стандартный диаметр породоразрушающего инструмента 295,3 мм.

Рассчитываем внутренний диаметр кондуктора:

(7).

(8).

По ГОСТ 632–80 принимаем ближайший стандартный диаметр 324 мм; наружный диаметр муфты 351 мм.

Рассчитываем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под кондуктор:

(9).

По ГОСТ 20 692–75 принимаем ближайший стандартный диаметр породоразрушающего инструмента 393,7 мм.

Определяем внутренний диаметр колонны под направления:

(10).

(11).

По ГОСТ 632–80 принимаем ближайший стандартный диаметр 426 мм; наружный диаметр муфты 450 мм.

Определяем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под направление:

(12).

По ГОСТ 20 692–75 принимаем ближайший стандартный диаметр породоразрушающего инструмента 490 мм.

Все результаты расчетов приведены таблице 3.

Таблица 3.

• 1. ГОСТ 632–80 — Трубы обсадные и муфты к ним.
• 2. ГОСТ 20 692–2003 — Долота шарошечные.
• 3. Справочник «Бурение. наклонных скважин» / А. Г. Калинин Н А. Григорян. 1990. 348 с.
• 4. Учеб. для вузов / А. Н. Попов, А. И. Спивак, Т. О. Акбулатов и др.; Под общей ред. А. И. Спивака. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. 509 с.