Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Августа 2011 в 15:53, курсовая работа
Климат района континентальный с суровой и продолжительной зимой коротким летом. Наиболее холодные месяца – январь, февраль со средней температурой минус 28-30 0С. Лето короткое и теплое. Количество осадков достигает 400 мм в год. Максимальное количество осадков приходится на май и август. Снеговой покров устанавливается в конце апреля. Грунт промерзает на 1,5 метра, на болотах 0,2-0,4 м. район относится к слабо населенным пунктам. Дорожная сеть в районе из-за лесов и заболоченности развита слабо и представлена бетонной дорогой, от города Нижневартовска до города Сургута и города Нефтеюганска.
Введение.
Исходные данные для составления проекта.
Обоснование и проектирование конструкции скважины.
Выбор материала для цементирования скважин.
Расчет обсадных колон на прочность.
Обоснование технологической оснастки.
Обоснование способа и спуска обсадной колонны.
Подготовка ствола скважины и обсадных труб к спуску.
Обоснование способа цементирования, расчет технико-технологических параметров процесса цементирования.
Обоснование потребного объема материалов для приготовления тампонажного раствора.
Обоснование типа смесительных машин и цементировочных агрегатов при закачивании и продавливании тампонажных растворов.
Определение времени цементирования.
Разработка технологической системы обвязки цементировочной техники.
Обоснование контроля качества цементирования.
Обоснование способа вскрытия продуктивных горизонтов.
Выбор способа освоения скважины. Расчет технологических параметров.
Вопросы охраны труда, окружающей среды и техники безопасности.
Но.кп
= Vо.кп / Fкп, м
Где: Fкп – площадь кольцевого пространства (из формулы 3.8).
Но.кп = 8,43 / 0,0221 = 381 м
Ркпс = 1100 × 9,81 × (2320 – 381) + 1450 × 9,81 × 381 = 26,343 МПа;
Рт = 1450 × 9,81 × 2320 = 33 МПа
В четвертом объеме закачивается к облегченному бездобавочный тампонажный раствор и их объем будет равен:
V4 = Vo + Vб, м3
V4 = 50,43 + 0,969 = 51,399 м3
Найдем сколько раствора уйдет в заколонное пространство (по формуле 9.19):
Vо.кп = 51,399 – 42 = 9,399 м3
По формуле 9.20 найдем высоту подъема тампонажного раствора в заколонном пространстве:
Но.кп = 9,399 / 0,0221 = 425 м
Ркпс = 1100 × 9,81 × (2320 – 425) + 1450 × 9,81 × 425 = 26,494 МПа;
По формуле 9.20 найдем глубину спуска бездобавочного тампонажного раствора (где Fт = 0,0181 м2):
Н = V / Fт = 0,969 / 0,0181 = 54 м
Рт
= 1450 × 9,81 × (2320 – 54) + 1800 × 9,81 × 54 = 33,186 МПа.
Пятый объем предполагает продавливание половины продавочной жидкости.
Объем закачиваем продавочной жидкости будет равен 42/2, глубина спуска будет 2320/2.
Рт =1100 × 9,81 × (2320/ 2) + 1800 × 9,81 × 54 + 1450 × 9,81 × ((2320/ 2) – 54) = 29,203 МПа.
Объем, который выйдет в заколонное пространство (по формуле 9.19):
Vкп = 51,399 – 42 / 2 = 30,399 м3.
Найдем высоту подъема цементного раствора в кольцевом пространстве (по формуле 9.20):
Нкп = 30,399 / 0,0221 = 1376 м;
Ркпс = 1376 × 9,81 × 1450 + 1100 × 9,81 × (2320 – 1376) = 29,76 МПа.
При закачивании шестого объема скважина заполнена 2 / 3 продавочной жидкостью и 1/ 3 портландцеметным раствором. Объем закачиваемой жидкости будет равен:
Vпр.ж = 42 × 2 / 3 = 28 м3.
Глубина спуска продавочной жидкости будет:
Нпр.ж = 2320 × 2 / 3 = 1547 м
Нц.р = 2320 × 1 / 3 = 733 м
Найдем объем тампонажного раствора в трубах по формуле:
V = H ×
Fт, м3
V = 733 ×
0,0181 м3
Найдем объем цементного раствора в кольцевом пространстве (формула 3.19):
Нкп = 37,409 / 0,0221 = 1693 м
Ркпс = 1693 × 9,81 × 1450 + 1100 × 9,81 × (2320 – 1693) = 30,826 МПа.
Рт =1547 × 9,81 × 1100 + 1450 × 9,81 × (773 – 54) + 1800 × 9,81 × 54 = 27,875 МПа.
При закачивании седьмого объема мы не доливаем ее 15 м3. Найдем высоту недолива продавочной жидкости и к ней еще прибавим 5 метров:
Нт = (1,5 / 0,0181) + 5 = 88 м
Найдем высоту недолива в кольцевом пространстве:
Нкп = (1,5 / 0,0221) + 5 = 68 м
Ркпс = 68 × 9,81 × 1100 + 1450 × 9,81 × (2320 – 68) = 32,767 МПа.
Рт =1450 × 9,81 × (88 - 54) + 54 × 1800 × 9,81 + 1100 × 9,81 × (2320 – 88) = 25,523 МПа.
Восьмой объем:
Ркпс = 2280 × 9,81 × 1450 + 1800 × 9,81 × 40 = 33,138 МПа.
Рт =1100 × 9,81 × 2315 + 5 × 1800 × 9,81 = 25,069 МПа.
Найдем
гидродинамические давления, обусловленные
движением жидкостей в трубах
и кольцевом пространстве.
Таблица 9.1 - Техническая характеристика цементировочного агрегата 3ЦА-400А
| Передача, № | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Диаметр втулок, мм | 125 | 125 | 125 | 125 |
| Давление, МПа | 30 | 21 | 14 | 10 |
| Подача, л/с | 8,8 | 12,6 | 18,6 | 25,8 |
Делаем расчеты для каждой передачи:
ΔРт
= 4 × τоi × li / β × dв,
МПа
Где: τоi – динамическое напряжение сдвига;
li – длина участка на котором возникает давление;
dв – внутренний диаметр труб, м;
β – коэффициент зависящий от числа Сен-Венана.
Sеi
= π × τоi × dв
/ 4 × ηi × Q
Где: Sе – число Сен-Венана.
Для 1< Sеi < 60
β
т = 0,1 + 0,036 × lg Sе
Где: ηi – пластическая вязкость (в нашем случае ηi = 16 МПа×с);
Q – подача насосов, м3/с.
Гидродинамические
давления для ламинарного режима
течения вязкопластических
ΔРкп
= 4 × τi × li / β × dr,
Па
Где: dr – находим по формуле 3.6.
Для 1< Sеi < 100
β
кп = 0,06 + 0,35 × lg Sекп
Sекп
= Fкп × τi
× dr / ηi × Q
Для ламинарного режима течения вязких жидкостей в трубах находим по формуле:
ΔРт
= 128 × μi × Q × li / π × dв4
Где: μi – динамическая вязкость, Па×с (для наших жидкостей ориентировочно μi = 0,1 Па×с)
ΔРкп
= (128 × μi × Q × li / π × dr3
× (к × dд + dн)) × f(δ)
f(δ) = (1
– δ)2 / [1 + δ2 + (1 - δ2) / ln
δ2]
δ
= dн / к × dд
Для каждой жидкости и скорости потока найдем гидродинамические давления, возникающие на интервале в 1 метр:
- для четвертой скорости:
- Тампонажный раствор в трубах:
Seт.цп = 3,14 × 12 × 0,15 / 4 × 16 × 0,0254 = 3,469
β т = 0,1 + 0,036 × lg 3,469 = 0,119
ΔРтцр = 4 × 19 × 1 / 0,119 × 0,152 = 2644 Па
- Тампонажный
раствор в кольцевом
Seкпцр= 12 × 0,0221 × 0,06949 / 16 × 0,0258 = 4,46
β кпцр = 0,03 + 0,35 × lg 4,46 = 0,287
ΔРкпцр = 4 × 12 × 1 / 0,287 × 0,06949 = 2407 Па
- Вязкопластическая
жидкость в кольцевом
δ = 0,168 / 1,1 × 0,2159 = 0,7
f(δ) = (1 – 0,7)2 / [1 + 0,72 + (1 – 0,72) / ln 0,72] = 0,116
ΔРкпж = [128 × 0,1 × 0,0258 × 1 / 3,14 × 0,069493 × (1,1 × 0,2159 + 0,168)] × 0,116 = 176 Па
- Вязкопластическая
жидкость в трубах:
ΔРтж = [128 × 0,1 × 0,0258 × 1 / 3,14 × 0,154] × 1 = 197 Па
- для третей скорости:
- Тампонажный раствор в трубах:
ΔРтцр = 4 × 12 × 1 / 0,125 × 0,152 = 2535 Па
Seт.цп = 3,14 × 12 × 0,152 / 4 × 16 × 0,0186 = 4,8
β т = 0,1 + 0,036 × lg 4,8 = 0,125
- Тампонажный
раствор в кольцевом
Seкпцр= 12 × 0,0221 × 0,06949 / 16 × 0,0186 = 6,192
β кпцр = 0,06 + 0,35 × lg 6,192 = 0,337
ΔРкпцр = 4 × 12 × 1 / 0,337 × 0,06949 = 2049 Па
- Вязкопластическая
жидкость в трубах:
ΔРтж = [128 × 0,1 × 0,0186 × 1 / 3,14 × 0,154] × 1 = 142 Па
- Вязкопластическая
жидкость в кольцевом
ΔРкпж = [128 × 0,1 × 0,0186 × 1 / 3,14 × 0,069493 × (1,1 × 0,2159 + 0,168)] = 129 Па
- для второй скорости:
- Тампонажный раствор в трубах:
Seт.цп = 3,14 × 12 × 0,152 / 4 × 16 × 0,0126 = 2,1
β т = 0,1 + 0,036 × lg 2,1 = 0,13
ΔРтцр = 4 × 12 × 1 / 0,13 × 0,152 = 2417 Па
- Тампонажный
раствор в кольцевом
Seкпцр= 12 × 0,0221 × 0,06949 / 16 × 0,0126 = 9,14
β кпцр = 0,06 + 0,35 × lg 9,14= 0,396
ΔРкпцр = 4 × 12 × 1 / 0,396 × 0,06949 = 1743 Па
- Вязкопластическая
жидкость в трубах:
ΔРтж = [128 × 0,1 × 0,0126 × 1 / 3,14 × 0,154] × 1 = 96 Па
- Вязкопластическая
жидкость в кольцевом
ΔРкпж = [128 × 0,1 × 0,0126 × 1 / 3,14 × 0,069493 × (1,1 × 0,2159 + 0,168)] × 0,116 = 88 Па
- для первой скорости:
- Тампонажный раствор в трубах:
Seт.цп = 3,14 × 12 × 0,152 / 4 × 16 × 0,0088 = 10,169
β т = 0,1 + 0,036 × lg 10,169 = 0,136
ΔРтцр = 4 × 12 × 1 / 0,127 × 0,152 = 2318 Па
- Тампонажный
раствор в кольцевом
Seкпцр= 12 × 0,0221 × 0,06949 / 16 × 0,0088 = 13,689
β кпцр = 0,06 + 0,35 × lg 13,689 = 0,45
ΔРкпцр = 4 × 12 × 1 / 0,45 × 0,06949 = 1532 Па
- Вязкопластическая
жидкость в трубах:
ΔРтж = [128 × 0,1 × 0,0088 × 1 / 3,14 × 0,154] × 1 = 67 Па
- Вязкопластическая жидкость в кольцевом пространстве:
ΔРкпж = [128 × 0,1 × 0,0088 × 1 / 3,14 × 0,069493 × (1,1 × 0,2159 + 0,168)] × 0,116 = 61 Па