Вдосконалення методики розрахунку обсадних колон для кріплення бокових стволів

Abstract

Вказано на необхідність забезпечення надійності кріплення бокових стволів ще на стадії проектування конструкції свердловини і розрахунку обсадних колон на міцність. Проведено аналіз існуючих методик розрахунку обсадних колон на міцність при одночасній дії осьових і радіальних навантажень. Чинні на даний час рекомендації прийняті без достатнього наукового обґрунтування і не завжди відповідають реальним умовам роботи обсадних колон у бокових стволах. Показано, що під час розрахунку обсадних колон для кріплення бокових стволів необхідно враховувати вплив згинаючих моментів на міцність труб. Запропоновано враховувати вплив згину обсадних труб на опірність зовнішньому надлишковому тиску. Визначено коефіцієнти зменшення опірності труб на зім’яття внаслідок згину залежно від інтенсивності викривлення та геометричних розмірів для обсадних труб діаметром 114 мм та 127 мм, які найчастіше використовуються під час кріплення бокових стволів. Удосконалено методику розрахунку обсадних колон на міцність для кріплення бокових стволів. Розроблена методика може бути використана також для розрахунку обсадних колон на міцність для кріплення звичайних похило-скерованих та горизонтальних свердловин.

Отмечена необходимость обеспечения надежности крепления боковых стволов еще на стадии проек- тирования конструкции скважины и расчета обсадных колонн на прочность. Проведен анализ существующих методик расчета обсадных колонн на прочность при одновременном воздействии осевых и радиальных нагрузок. Действующие в данное время рекомендации приняты без достаточного научного обоснования и не всегда отвечают реальным условиям работы обсадных колонн в боковых стволах. Показано, что при расчете обсадных колонн для крепления боковых стволов необходимо учитывать влияние изгибающих моментов на прочность труб. Предлагается учитывать влияние изгиба обсадных труб на сопротивляемость внешнему избыточному давлению. Определены коэффициенты уменьшения сопротивляемости труб на смятие в результате изгиба в зависимости от интенсивности искривления и геометрических размеров для обсадных труб с диаметром 114мм и 127мм, наиболее часто использующих при креплении боковых стволов. Усовершенствована методика расчета обсадных колонн на прочность для крепления боковых стволов. Разработанная методика может быть использована также для расчета обсадных колонн на прочность для крепления обычных наклонно-направленных и горизонтальных скважин.

The necessity to provide reliable lateral hole lining at the stage of well planning and calculations of the casing strength was identified. The current methods of casing strength calculations with simultaneous application of radial and axial load were analyzed. The current recommendations were approved without sufficient scientific background and they do not always match with real operating conditions of casing in the lateral hole. It was shown that during calculations of casing for the lateral holes the influence of bending forces onto the pipe strength shall be considered. It was proposed to consider the influence of bending forces onto resistance of external differential pressure. The indices of casing resistance under the action of compressive force as a result of bending depending on the curve intensity and geometrical parameters of casing, 144mm and 127mm in diameter, commonly used for lateral hole lining, were determined. The calculation methods of casing strength calculations were improved for lateral hole lining. These methods shall also be used for calculations of the casing strength for lining of conventional directional and horizontal wells.