Проверочный расчет БК

Целью расчета является проверка выполнения условий статической прочности и прочности по усталости (при роторном способе бурения) бурильной колонны, гидравлических и технологических требований к ее конструкции в следующих основных случаях:

- фактические условия бурения (исходные данные) отличаются от предполагавшихся при проектировании;

- по каким-либо причинам БК спроектирована с отступлениями от методики, изложенной в настоящем пособии;

- при анализе аварийных ситуаций.

Расчет БК проводится для следующих основных случаев:

- процесс бурения;

- отрыв долота от забоя при вращающейся колонне для роторного способа бурения;

- процесс подъема БК для наклонно-направленных и горизонтальных скважин.

Статическую прочность БК для вертикальной скважины рассчитывают следующим образом:

- на осевое растяжение (отрыв долота от забоя) – формулы 14-16; бурение, когда вся нагрузка создается за счет веса КНБК, и нейтральное сечение находится под УБТ, растягивающая нагрузка определяется по формулам 14-16; 27-29; 37-42 при К=1.0, Q_КН=0, ΔрF_К = 0;

- на кручение (для случая отрыва долота от забоя N_Д=0) - формулы 45 и 46-а;

- на изгиб – формулы 18-26; 30-35.

Расчету подлежат верхние сечения секций КБТ, а также верхние сечения частей секций, оказывающихся в процессе углубления на участках не планового локального искривления.

Для наклонно‑направленной и горизонтальной скважины при расчете БК на статическую прочность осевые растягивающие нагрузки и напряжения рассчитываются по формулам 14-16; (отрыв долота от забоя и подъем БК; рис. 1); (бурение) – по формулам 27-29; 37-42; (при этом принимается μ = 0, К=1.0, Q_КН=0, ΔрF_К = 0).

Расчету подлежат верхние сечения секция и сечения в верхних точках участков искривления.

Расчет БК на кручение производится по формулам 45, 46-а, на изгиб – по формулам 18-26; 30-35. При этом в соответствии с последним пунктом может производиться разделение скважины на условно вертикальную или искривленную.

Замковое соединение бурильных труб каждой секции КБТ проверяют на выполнение условий по допускаемым нагрузкам и моментам свинчивания (затяжки) согласно разделу 2.6.

Трубы каждой секции БК рассчитывают на избыточное наружное и внутреннее давления. Расчет производится в соответствии с разделом 2.5.

Расчет на сопротивление усталости в вертикальной скважине подлежат:

- нижние сечения всех секций;

- нижние сечения частей секций, работающих в процессе углубления в местах расширения скважины;

- верхние сечения секций или их частей, работающих в процессе углубления на участках непланового искривления скважины.

Рассчитывают напряжения:

- от растяжения (сжатия) – формулы 14-16; 27-29; 37-42 при К=1.0, Q_КН=0, ΔрF_К = 0;

- от кручения - формулы 45 и 46-а;

- от изгиба - по формулам 18-26; 30-35.

Бурильные трубы, работающие в процессе углубления на искривленных, а также на вертикальных и наклонных участках наклонно‑направленных и горизонтальных скважин, рассчитываю на сопротивление усталости, что и для вертикальной скважины (см. выше).

На искривленных участках расчету подлежат:

- верхние сечения секций;

- сечения БК в верхних точках участков искривления.

Рассчитывают напряжения:

- от растяжения (сжатия) - по формулам 14-16; 27-29; 37-42 при К=1.0, Q_КН=0, ΔрF_К = 0;

- от кручения - формулы 45 и 46-а;

- от изгиба по формулам 30-35.

Проверяют выполнение рекомендации п. 2.2 об установки над УБТ переходной по жесткости секции l₁ = 250‑300 м с повышенным сопротивлением усталости (для роторного способа бурения).

Производят проверку выполнения требований к размерам КБТ:

- по гидравлическим условиям – согласно таблицы 1;

- по технологическим требованиям – согласно п. 2.2.

Поверяют выполнение комплекса требований к компоновке УБТ согласно разделу 2.1. (обеспечение нагрузки на долото, необходимой изгибной жесткости, создание оптимальных гидравлических условий, достаточной плавности переходов между ступенями УБТ и между УБТ и КБТ, крутящих моментов свинчивания).

Для каждой секции КБТ рассчитывают (при необходимости) допустимую глубину спуска колонны с использованием клинового захвата. Расчет выполняют согласно п. 2.7.

Для технологических операций отбор керна, расширение, проработка, калибровка ствола расчет БК так же, как для операции бурение.