 |
69 Принципи розрахунку обсадних колон на міцність
|
|
|
|
69 Принципи розрахунку обсадних колон на міцність
Максимальних значень основні навантаження досягають у різній період роботи колони труб, при чому найбільші зовнішні надлишкові тиски як правило діють на нижню ділянку колони, а найбільші внутрішні-на верхню.
Розглянемо принципи розрахунку експлуатаційної колони, яка працює в складніших умовах, ніж проміжна. Розрахунок обсадних колон на міцність проводиться у відповідності з інструкцією ВНДІТнафта і складається з таких основних етапів:
1. визначення зовнішніх і внутрішніх надлишкових тисків (побудова епюр);
2. встановлення коефіцієнтів запасу міцності;
3. визначення міцнісних характеристик обсадних труб;
4. підбір труб із встановленими коефіцієнтами запасу міцності.
Інструкцією передбачається графоаналітичний метод розрахунку, тобто побудова епюр зміни надлишкових тисків за даними розрахунків і вибір довжини секції труб з цих епюр, а також аналітичне визначення довжин секцій з умови міцності від дії розтягуючої сили.
75. Класифікація тампонажних розчинів
Згідно з існуючим стандартом тампонажні цементи поділяються на такі типи:
Тип І тампонажний портландцемент без добавки:
Тип І-G тампонажний портландцемент бездобавочний при відношенні 0, 44
Тип І-Н при водо цементному відношенні 0, 38
Тип ІІ тампонажний порт ланд цемент з мінеральними добавками
Тип ІІІ регулюють густину цементного тіста
За густиною цементного тіста цементи типу ІІІ поділяють на:
-полегшені ρ =1360-1640
-обважнені ρ =1960-2340
За різних температур використовують цементи типів І, ІІ, ІІІ поділяються на цементи призначені для:
- Низьких та нормальних температур
|
|
|
- Помірних температур 51-100˚ С
- Підвищених температур 101-150˚ С
За сульфатостійкістю цементи поділяють
А) типів І, ІІ, ІІІ
- звичайний
- сульфатостійкий
Б) типи І- G, І-Н
- високої сульфатостійкості СС-1
- помірної сульфатостійкості СС-2
76 Портландцементом
називається порошок певного мінерального складу водна суспензія якого здатна як на повітрі так і на воді
Для приготування портландцементу беруть суміш гірських порід, яка містить64-68% оксиду-кальцію, 19-23%- оксиду-кремнію, 4-8% оксиду-алюмінію, 3-6% оксиду-феруму
Суміш гірських порід випалюють у спеціальних печах при температурі 1300-1400˚ С, а потім одержаний клінкер розмелюють в млинах на порошок до питомої поверхні 250-350кг/мˆ 2
Крінкер – це штучний камінь, який утворюється внаслідок спікання при високій температурі спеціально підібраної суміші
При випалюванні отримують штучні мінерали:
3СаОSiO2, 3CaOAl2O3, 4CaOAl2O3, 3CaOAl2O3
77. Властивості тампонажного порошку
1) густина – це маса одиниці об’єму без урахування пористості. Для замірів використовують пікнометр і волюметр Ле Шательє-Кандло.
2) обємна або насипна маса – це маса одиниці об’єму з врахуванням пористості. Визначають у насипному і ущільненому станах.
3) тонкість помелу – характерна ступінь подріблення. Визначається ситовим методом.
4) питома поверхня – це сумарна поверхня всіх частинок які знаходяться в одиниці маси порошку(250-350 мˆ 2/кг).
78. Властивості тампонажного розчину
1) густина розчину залежить від складу твердої фази і відносного водовмісту
2) рухомість цементного розчину
Оцінюють рухомість такими параметрами:
А) розтічність
Б) консистенція – це величина обернена рухомості.
Нормальним вважають розчин у якому консистенція не перевищує 30 у. о. консистенції. За час загущення приймають час з моменту приготування тампонажного розчину до того моменту, коли консистенція досягне величини 30 у. о.
|
|
|
В) терміни ужиріння – характеризує початкове і кінцеве ужиріння
Г) фільтраційні властивості оцінюють седиментаційною стійкістю і водовідділенням. Коефіцієнт водовідділення – це кількість рідної фази, яка виділилась з певного об’єму за 2 години.
79. Властивості тампонажного каменю
Тампонажним (цементним) каменем називається тверде тіло, що утворилося при затвердіванні тампонажних цементних розчинів. Важливою особливістю цементного каменю із портландцементу (як із більшості інших мінеральних в’яжучих речовин) є безперервна зміна його властивостей у часі. Процес структуроутворення, внаслідок якого цементний розчин перетворився в тверде тіло, продовжується у міру протікання реакцій гідратації. Але після завершення цих реакцій цементний камінь не залишається незмінним, так як ще до їх повного завершення починаються деструктивні процеси. Властивості цементного каменю залежать від режиму його твердіння, який визначається вологістю, температурою і деформативними впливами навколишнього середовища. Оскільки вони суттєво змінюються в часі, то це вимагає точного фіксування тривалості його твердіння перед випробуванням. Відлік часу ведеться від моменту замішування тампонажного розчину. Основними фізико-хімічними характеристиками цементного каменю є його міцність, проникність, об’ємні зміни і корозійна стійкість. Міцність цементного каменю характеризується тимчасовим опором згину, стику або розтягу. Міцність цементного каменю залежить від багатьох факторів, основними з яких є хіміко-мінералогічний склад цементу, водоцементне відношення, питома поверхня цементу, наявність наповнювачів і хімічних домішок, умови твердіння та ін. На міцність цементного каменю суттєво впливають температура і тиск. Проникність для рідин і газів є наслідком наявності в цементному камені зв’язаної системи пор. Під проникністю тампонажного каменю розуміють його здатність пропускати через себе рідини або гази при певному перепаді тиску. Для забезпечення надійного розмежування пластів тампонажний камінь у затрубному просторі повинен мати мінімально можливу проникність для пластових флюїдів. Об’ємні зміни. Для надійного розмежування проникних пластів важливо, щоб при твердінні об’єм тампонажного розчину (каменю) не змінювався або дещо збільшувався, причому збільшення повинно відбуватись без розтріскування каменю і без утворення порових каналів, якими можуть фільтруватись пластові флюїди. До об’ємних змін належать контракція, набухання, усадка і розширення. Корозійна стійкість. Камінь вважають корозійно стійким, якщо після тривалого (протягом багатьох років) зберігання в пластових водах його міцність та проникність помітно не погіршуються.
|
|
|
|
|
|
