Призначення обсадних колон в бурінні
Основне завдання даного елемента полягає в надійній фіксації свердловин бурового типу і герметизації продуктивних шарів від попадання шлаку і зовнішніх елементів в момент розробки. Обсадна колона має складову структуру: її роблять з труб, скріплюючи між собою послідовно за допомогою гвинтів або зварювання (останній метод застосовується рідше, коли свердловину планується розробляти протягом довгого часу, не вносячи в конструкцію змін). Різьба труб для обсадних колон може мати форму конуса, трикутника або йти по трапеції, при необхідності створити максимально герметичне з'єднання використовують елементи ущільнення. Товщина стінки труби для обсадочной колони варіюється в межах 0,5-1,6 см. Самі труби класифікуються залежно від меж міцності і плинності.
Найчастіше обсадная колона робиться з сталевих ніпельних або безніппельних труб: вони відрізняються товщиною стінок і внутрішнім діаметром. Різьбове з'єднання має захист від механічних пошкоджень, тому готова конструкція відрізняється високим ступенем міцності. Безніппельние труби мають діаметр від 3,3 до 8,9 см, а ніпельні - від 2,5 до 14,5 см (вироби підбираються, виходячи з глибини залягання родючих шарів, продуктивності і призначення, для чого необхідно виконувати розрахунок обсадної колони.
Особливості пристрою колони
Діаметр обсадної колони вираховується, починаючи від розмірів останнього сегмента (експлуатаційна труба), розрахунок яких, в свою чергу, здійснюється, виходячи з передбачуваної продуктивності свердловини. Збільшення внутрішнього діаметра уможливлює працювати з більш потужним обладнанням, в тому числі розробляти кілька горизонтів і здійснити ремонт ствола. Проте, великий діаметр колони кращий не завжди, оскільки при великому обсязі зростають і витрати на буровий розчин, цементування і інші роботи і матеріали.
Формули розрахунку обсадних труб
Розрахунок обсадної колони - це комплекс процедур, спрямованих на встановлення габаритів, особливостей конструкції і інших чинників, які можуть впливати на якість свердловини, продуктивність і ефективність експлуатації. Готова конструкція повинна повністю відповідати нормам ГОСТ і правилам техніки безпеки.
Однією з головних завдань в розрахунку обсадної колони є визначення мнеться тиску, для чого фахівці використовують формулу Саркісова:
У цій формулі РСІ - це показник тиску, D - зовнішній діаметр труб, amin - товщина стінок обсадної колони, Е - показник ступеня пружності матеріалу, з якого зроблена труба.
Власне розрахунок обсадної колони виробляється на етапі проектування свердловини, щоб відразу вибрати товщину трубкових стінок, вид матеріалу, загальний діаметр і врахувати інші аспекти. Процес може відрізнятися в залежності від типу колони. Так, для похилих газових чи нафтових свердловин з відповідними обсадними колонами слід брати до уваги параметр міцності на розтягнення (запас робиться в залежності від того, яку форму має ствол і під яким кутом він йде в глибину). Також важливо врахувати тиск всередині труби і зовні, осьові навантаження.
Розрахунки проводяться з урахуванням профілю на етапі планування, в них мають бути враховані характеристики міцності конкретних матеріалів, визначаються конкретні випробування перед опусканням труби в стовбур. Основні методи з розрахунку складаються з обліку різниці тисків, додаткових навантажень і властивостей цементуючого складу.
Основні дані для проведення розрахунку обсадних труб:
- Глибина спуску.
- Інтервал проведення перфорування.
- Ступінь спорожнення колони.
- Тиск на пласти.
- Температурний режим.
- Показники Кавернометрія.
- Середня температура нейтрального пласта.
- Особливості рідини для здійснення промивання.
Обсадна колона є невід'ємним елементом будь-якої свердловини для видобутку корисних копалин. Грамотно проведені розрахунки дозволять спорудити оптимальну по функціональності і вартості конструкцію, яка буде вимагати мінімального обслуговування.