Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

41 страница

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В работе изложена методика расчета технологического процесса спуска обсадных колонн на воздушной подушке, когда вес их больше грузоподъемности буровых установок. Методические указания предназначены для использования при проектировании, исследованиях технологического процесса спуска колонн, крепления скважин

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Методика расчета спуска колонны при уровне жидкости в скважине на устье

     1.1. Случай 1. Колонна опускается до забоя при разовой закачке воздуха

     1.2. Случай 2. Давление в воздушной подушке ограничено допустимым внутренним давлением для труб

     1.3. Случай 3. Высота воздушной подушки на первом этапе ограничена длиной колонны

2. Методика расчета спуска колонны при установке второго моста

3. Методика расчета спуска колонны на двух воздушных подушках при уровне жидкости в скважине на устье

4. Методика расчета спуска колонны при уровне жидкости в скважине ниже устья

     4.1. Колонна опускается до забоя на одной воздушной подушке при разовой закачке воздуха

     4.2. Колонна опускается до забоя на воздушной подушке при ступенчатой закачке воздуха

     4.3. Случай 1. Величина внутреннего давления ограничена прочностью труб

     4.4. Случай 2. Высота воздушной подушки ограничена длиной опущенной колонны

     4.5. Случай 3. Давление в воздушной подушке ограничено давлением компрессора

5. Методика расчета спуска колонны при установке второго моста

     5.1. Колонна опускается при разовой закачке воздуха

     5.2. Колонна опускается при ступенчатой закачке воздуха

6. Методика расчета спуска колонны на двух воздушных подушках при уровне жидкости в скважине ниже устья

7. Расчет отверстий в колонне для входа жидкости

 
Дата введения01.02.2020
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.02.2020

Этот документ находится в:

Организации:

РазработанВИОГЕМ
УтвержденМинистерство черной металлургии СССР
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Л1_ _

по расчету спуска в скважину обсадных колонн на воздушной подушке

Белгород 1978

МИНИСТЕРСТВО ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ СССР СОЮЗР УДА

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу ВИОГ ЕМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ СПУСКА В СКВАЖИНУ ОБСАДНЫХ КОЛОНН НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ

Белгород 1978

Выше изложена методика расчета для наиболее об — шего случая, когда вес колонны значительно превосходит грузоподъемность буровой установки и спуск может быть произведен на одной воздушной подушке с промежуточными подкачками воздуха в нее.

В практике мо^жет иметь место ряд частных слу -чаев, методика расчета которых будет несколько отличаться. Рассмотрим ряд таких случаев.

К Колонна опускается до забоя при разовой закачке воздуха.

П. Давление в воздушной подушке ограничено допу -стимым внутренним давлением для труб.

III. Высота воздушной подушки на 1 этапе ограни -чена длиной колонны.

1.1. Случай 1. Колонна опускается до забоя под разовой закачке воздуха. Когда превышение веса колон -ны над грузоподъемностью незначительное, может оказаться, что достаточно одной закачки воздуха на устье и определенного, но не максимального снижения на -грузки на крюке. В таком случае параметры воз д у ш -ной подушки определяют следующим образом. В поло -жении колонны, показанном на рис.2, в, находят не о б -ходимую высоту воздушной подушки


где


а -


u -k(GoU.~Gu)

Hjar ktyx*


вес колонны длиной


U , Н; Le -


(20)


глуби н a


скважины, м.


Определяют давление в воздушной подушке Рзэ5 формуле


по


Рза    +

гдеД|_|Ддб“ длина колонны от цементного моста устья, м.


(21 )


до


Рззб НзаБ^- объем


(22)


воздуха в воздушной подушке, приведенный к атмосферным условиям. Этот об ъ е м


10


Рис* 2 .


воздуха (без учета температурного влияния) должен быть закачан на устье скважины, т*е. сохраняется зависимость

(23)

Так как

Fj Hl = Рза<5 Haas’.

(24)

(25)

Рг= Hi Уж.5

то    и    ,гшш

HI~V Ytk.

Зная забойные параметры воздушной подушки, опре -деленные по формулам (20) и (21), определим необходимую высоту воздушной подушки при закачке на устье. Контрольной величиной высоты воздушной подушки яв. -ляется давление в ней , определяемое по манометру на соединительной головке (рис*2, а).

11

Величина выталкивающей силы воздушной подушки в забойном положении колонны (рис.2, в) должна быть не менее разности веса колонны в скважине, с учетом облегчения металла в жидкости и грузоподъемности буровой установки

(26)


Grid6~G0U Gy •

Величина выталкивающей силы воздушной подушки в конце закачки воздуха на устье

=Нг^ >    (27)

где Grsatf’ Gri - выталкивающая сила воздушной по -душки в конечном положении обсадной колонны и при закачке воздуха на устье, Н.

1.    Если (jf-jУGjyUL , то колонна не может быть опущена до забоя при одной закачке воздуха.

2.    При Pz ? Рдд , т.е. когда необходимое давле -ние в воздушной подушке больше допустимого внутреннего давления для труб, имеет место 11 случай.

3.    EchhHj^Lj , т.е. высота воздушной подуш -ки больше длины колонны опущенной буровой установкой на первом этапе, то колонна не может быть опу -щена до забоя при одной закачке, случай Ш.

Промежуточные значения величины давления в воздушной подушке, высоты ее и контролируемой по индикатору веса буровой установки, величины выталкиваю -щей силы воздушной подушки, например, в положении рис. 2,6, определятся по формулам

RznP = ( Нглр^Д bmp i


GrtnP" HznP




(30)

‘    v    Ч*    Л 'ухг

Д Li/пр “ длина колонны в данный момент над мос-, м; r^pip ” промежуточное давление в воз д у ш -ной подушке после спуска над мостом труб,Д Lijn(* Н/м2;

П*    -    ---    _    -


где

том


2.ПР" высота воздушной Подушки при погруже н и и


12


моста в скважину на глубину Л La^p , м;    -    вы

талкивающая сила воздушной подушки при погружении моста в скважину на глубину Л L^pp> Н.

Для практических целей рекомендуется строить графики изменения нагрузки на крюке буровой установки по г^бине спуска колонны, рассчитанные по приведен -ным выше формулам.

Сравнение расчетных данных с фактическими дан -ными нагрузки на крюке, отсчитываемыми по индикатору веса буровой установки, позволит судить о состоя -нии скважины и несущей способности воздушной подуш

ки.

1.2. Случай II. Давление в воздушной подушке ог -раничено допустимым внутренним давлением для труб.

В этом случае Pj определяется по формуле

(31 )

D -р- 2° 6V 1 Гб К2ЙИ

а высота воздушной подушки

и п I Г '    '

LljU' определяют по формулам (5), (6), (7 ) и ( 8) соответственно.

Давление на втором и последующих этапах закачки определяют по выражениям

Rj“0^I + Д L,    (33)

|_|_    2$бТ

(34)

А,= Pr + д Ц

Высота воздушной подушки при всех последующих подкачках при погружении моста в скважину будет рав-наНх I она определяет перепад давления в трубах и за ними, принятый одинаковым и равным , т.е.

H2=Hfn=HL=Hr.    os)

Измененные величины высоты воздушной подушки и давления в ней после опускания моста определятся по

13

тем же формулам (11) и (12) соответственно. Приращение колонны после второй подкачки воздуха

д| - Нг)я>ус    (зе)

г <Ы1

Приращение колонны над мостом после каждой по -следующей закачки воздуха будет определяться по формуле (36), если подставить вместо Hj U Н*>высоту воз -душной подушки после спуска определенной длины ко -лоннБ1 и высоту воздушной подушки до очередной под -

» I. - CHg-Hg-l)^.

*■' qrU '    (37)

(38)


Общее приращение колонны над мостом определится по формуле    u

Так как Нза^Нх практически неаелесообр а з н о добиваться предельно возможного приращения колонны над мостом в данном случае. Если при этом колонна не допущена до зебоя, то целесообразно установить второй мост на устье и продолжить спуск на двух мостах. Такой случай рассмотрен ниже.

1.3* Случай Ш. Высота воздушной подушки на 1 этапе ограничена длиной колонны. Этот случай может быть тогда, когда вес одного погонного метра труб боль ш е веса жидкости, вмещающейся в нем. Высоту воздушной подушки на первом этапе закачки принимают равной длине колонны    J.

(39)

Давление в возаушной подушке

PI=HlY>1C-    (40)

Высоту воздушной подушки и давление в ней в мо -мент достижения предельной нагрузки на крюке поел е приращения колонны наД1_1^, определяется по формулам (5) и (6), а величина приращения колонны по формуле (7). Все другие расчетные величины при повторной и

14

последующих закачках воздуха определяются по формулам (9) - (19) •

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА- СПУСКА КОЛОННЫ ПРИ УСТАНОВКЕ ВТОРОГО МОСТА

В ряде случаев технически необходима или целесообразна ликвидация первой воздушной подушки и переход на вторую. После ликвидации первого моста схематичное положение колонны в скважине такое же, как и при установке первого моста и создании первой воздушной подушки. Отличие в том, что грузоподъемность ус -тановки меньше, чем вес труб в скважине. Действие веса труб на талевую систему может быть снижено до нуля путем создания определенной высоты воздушной по -душки. Для расчета параметров спуска колонны на вто -рой воздушной подушке вначале определяют возможность спуска при одной закачке.

Забойные параметры воздушной подушки до начала спуска колонны определяют по формулам (20) и (21). Зная их и длину колонны перед установкой второго моста определяют давление и необходимую высоту воздушной подушки по формулам (24) и (25). Если выталкивающая сила воздушной подушки, определенная по формуле (27) больше веса труб в жидкости, т.е. если 0Гф ^ Ь^;^^колонна не может быть опущена при одной закачке воздуха на второй воздушной подушке, а потребуются промежуточные подкачки. Необходимую величину давления PfJi определяют по формуле (2), исходя из максимально возможного снижения, т.е. нагрузку на крюке снижают до нуля. В этом случаеСд-С^

Высота воздушной подушки Ищ определяется по формуле (4). Здесь    т.е.    необходимые снижения ве -

са на крюке больше грузоподъемности буровой установ -ки. (Для отличия параметров воздушных подушек вво -дился индекс '2'. Это означает, что определяемый па -раметр относится ко второй подушке). Необходимо выдерживать те же условия по величине внутреннего дав -лени я, что и при создании первой воздушной подушки.

На рис.З показано положение колонны при опускании ее

11 1 11 ,1 |I|I |M fiHi n I,», 11 ■ I III,I,,


"I1 '


I I I I I


MM


1


Hi


Li


-

Hz

4V.

i1 i'iV i

01 .ViVi

1,1 •

1,1 11 1

III 11111111

Hill

1, 1 '.',1

1' 1', *

г

J H П

i i I I i I ч i i * и и м 111 м 11 i u i м


Рис. 3 .


Hr.t T

'.Vi'i'iy

11'

li|llll IH lilllll |

1 1 \

^ «J®

ы K,

1 I 1 I 1 f M M ' 1 1 1 1 I * M f j

i *    1

.1. 1 ,11 * I 1 I 1 I < I '«1111, 11 I1,1,1,11 liiTi

-Nfo_In    IП

I i 11 1. 11 11 '■11 1 i ni I II


(V>


7TTT


HI. 2


д &/.а


i i. i i, и i * и i к i i i и I I t 111 I f I i

'■I I I    ——————П1

Qj i i l 11 t «I    ^    НУ»

1 I 1 I    I    M M > м M I I M i 11 i t И I I l >11 1 11


L •

4'1 1 I 1 II I* II'

I ........ i iiit*

lilt

i?

, 1 , 1 , 1 1 i M i I » ' I

M|>

Ml ll III I

i, » * i i » i i i * * i.i M

Htad


на первой и второй воздушных подушках. Возможное приращение колонны определится по формуле (7), в которой

0и - грузоподъемность буровой установки, Н;

n f а По заменяется наН


Hi-


заменяется на


т.е. формула примет вид

д


.2.,

в


ЯД.


(41 )


Высота воздушной подушки, соответствующая мак -симально возможному приращению колонны после пер -вой закачки воздуха до давления 2. » определится по


формуле


н


- &1.2. ~Gw


'Ci.z


3.2.


LL'4'tPi.Z.HiA


V Wftty *%; I fa (UCfrrtfa)


(42)


Давление в воздушной подушке, соответствую шее погружению моста наДЦ^» определится по формуле (6).

Дальнейший расчет параметров производится по фор -мулам (9)-(13) с подстановкой соответствующих значений давления, высоты воздушной подушки и приращения колонны над мостом.

Формулы (41) и (42) справедливы и при снижении на первом этапе нагрузки на крюке не до нуля.


3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СПУСКА КОЛОННЫ НА ДВУХ ВОЗДУШНЫХ ПОДУШКАХ ПРИ УРОВНЕ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ НА УСТЬЕ

В некоторых случаях, когда отсутствует компрессор необходимого давления или допустимое внутреннее давление для труб ниже, чем необходимое рабочее при спуске колонны, и в ряде других обстоятельств бывает целесообразно, не ликвидировав предыдущего мост а и воздушной подушки, установить новый мост и создать вторую подушку. При этом одновременно будут раб о -тать две воздушные подушки. В первой объем воздуха останется неизменным с момента установки втор ого


17


моста, а во второй объем воздуха и высота воздушной подушки мо гут увеличиваться путем последующих подкачек воздуха. Ограничением высоты воздушной подушки будет расстояние между мостами.

(43)


Методика расчета наиболее рационального исполь -зования действия воздушных подушек следующая. Об -щее снижение нагрузки на крюке &rygв забойном по -ложении колонны

где wh.f!d6~ конечное снижение веса колонны от дей -ствия первой воздушной подушки, Н; Огазаб. ~ конец -ное снижение веса колонны от действия второй воз -душной подушки, Н.

При снуске колонны на первой воздушной поду ш «с е необходимо максимально использовать ее возможное -ти, так как возможности второй ограничены. Расчет спуска на первой воздушной подушке сначала ведут по формулам (1)-(15). Когда возможности первой воздушной подушки исчерпаны, колонна будет иметь положе -ние, показанное на рис. 4, а. В этом положении нагрузка на крюке буровой установки максимальная и даль -нейшее приращение колонны будет происходить только за счет второй воздушной подушки.

Параметры первой воздушной подушки в забойно м положении

(44)

(45)

(46)

В промежуточных положениях б, в, г (рис. 4) па -раметры воздушной подушки определятся по форму -

I

U г- Д ‘-'ri.fi Пан. о


лам


(44')


9fT“

?tI

гь

<11,1,1) <1, , 1

* 11 # 11 *

11,1 •»

i i

i' * 1 1 i

11 *, • , 1 1 1 1 1

ГЗ!

!11111 i

|| 1 », » t • n 1 III 1 11 1' 11 ill I • 11 (11


#7


ЧИ

Ы

iiniiii

111111i^T

i"i * hi ii'.i •

' , i*

I'm1

• i1111 •1

1 A ,

:e :.*.'.'i

11 11 Hi 1 •, • , ' v, ИИ, 11| Ml 1,1,

;’*w

IMM I

1 1 1 1 1

1 t 1

I* '

i i i i

•    * и i

•    'i и ,iiii

/1" 1

] «£ 1

' [1 f

V

♦ 1

i

' 11 * i i

1

11 > 1 1 1 1 1 11 1 1 1

HIM ti t

t+v ff V m

k+u q


о

s

CL


I I п I I 11 H I n I I > I I I


I I


I' 11»,1 11111 t I I


I I I I "


*7» *W

a

iV.V.'iVi^i'.Vi

1 n 11 f 1

iii"! I,,.' > 'i

h-uom.iiH a«

[■V, i > i

•Yl1 Л1!1!1 11 l* I1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 I


19


УДК 622.245*1 *001.89

В работе изложена методика расчета техноло -гического процесса спуска обсадных колонн на воздушной подушке, когда вес их больше грузоподъемности буровых установок. В методике рас -смотрены наиболее общие случаи; 1) скважина за -полнена жидкостью до устья; 2) уровень в сква -жине ниже устья и не изменяется при спуске колонны.

Методические указания предназначены для ис -пользования при проектировании, исследованиях технологического процесса спуска колонн, креп -лении скважин.

Указания составдены сотрудниками лаборатории технологии бурения и водопонижения институ -та ВИОГЕМ В.П.Петриченко, А.Г.Гончаровым. Ут -верждены секцией НТС 24 августа 1978 г. в качестве методических указаний.

(^/Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторски институт по осушению месторождений полезных ископаемых,спецмальным горным ра -ботам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (ВИОГЕМ), 1978.

Pfl +c — (&L rv*L + Hv*-L )^>tC '


Q-n+i

нее

V^S* определим    «


/Ж.


(45')

(46')


Зная необходимое общее снижение веса колонны конечном положении и Q


Высота второй воздушной подушки

к -


(43')


<25as


гг&ьаб


(47 )


а давление в ней


R^e^UrLrНаавб^.    (48    >

По формулам, аналогичным (23) -(25), определим первоначальные параметры второй воздушной подушки. Если Hi% окажется большим £ L^t то колонна не может быть опущена на второй воздушной подушке при одной закачке воздуха. Если выталкивающая сила второй воздушной подушки при Н*(.£ больше веса колонны на крюке в положении (рис.4), т.е. если

или ^

спуск будет производиться при ступенчатой закачке.

Если Н,.е<аЦ , спуск колонны будет произвел ен при разовой закачке воздуха, и промежуточные значения параметров воздушной подушки и ее действия оп -ределятся по формулам (44,)-(46*). Вместо РгиНаД L>rt*L необходимо подставить соответствующие начал ь н ы е значения параметров второй воздушной подушки    и

|-(^2 и текущее приращение длины колонны над вторым мостом. При ступенчатой закачке первоначальные параметры определяют по методике, изложенной выше, для первого моста с учетом ограничений, изложенных в пп. 1.1 - 1.3.

В связи с тем, что приращение веса на крюке про-


20


ВВЕДЕНИЕ

При бурении водопониэительных и технических скважин большого диаметра вес обсадных колонн часто пре -вышает грузоподъемность буровых установок в несколько раз.При спуске на плаву резко снижается эффект способа с увеличением диаметра колонны. Способ спуска на воз -душной подушке (а.с. 547526) позволяет произвести спуск колонны на глубины, превышающие глубину разработки месторождений, отрабатываемых в настоящее вре -мя открытым и подземным способами.

Наибольшая глубина спуска колонны на воздушной подушке- 1250 м достигнута на СУБРе; наибольший диа -метр 2,3 м при весе колонны 3400 Н.

Сущность способа заключается в следующем. При сп>ске колонны в момент достижения ее веса, равного или несколько менее грузоподъемности установки, в состав колонны вваривают трубу, того же диаметра, содержащую цементный мост и клапанное устройство. Через клапан -ное устройство под цементный мост нагнетают воздух,вытесняя жидкость из колонны. В результате этого на колонну действует выталкивающая сила, равная вес у вытесненной жидкости. С погружением колонны вытал -кивающая сила уменьшается вследствие сжатия воздуха. В процессе спуска колонны может быть произведено несколько подкачек воздуха до величины давления, не превышающего сумму гидростатического наружного и допустимого внутреннего. После спуска колонны мост разбуривают, а клапанное устройство поднимают. При необходимости может быть создано две и более воздуш -ных подушек, действующих одновременно.

Оборудование для реализации способа разработ а н о институтом ВИОГЕМ и выпускается Тульским опытным заводом бурового и насосного оборудования треста 'Со -юз шахтоосушение'.

Детальное описание технологического процесса и технических средств приводится в отдельном выпуске 'Техническое описание комплекта инструментов и технологического процесса спуска обсадных колонн на воздушной подушке'. 1

I. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СПУСКА КОЛОННЫ ПРИ УРОВНЕ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ НА УСТЬЕ

Длхва нижней части колонны Lj, которая может быть опуаена до установки моста (рис. 1, а ), определяется по

Рис. 1.

формуле

Зи^н~б]б^трЦ ’    (1)

где Lj - длина колонны, опушенной в скважину до ус -тановки моста, м; Gy - грузоподъемность буровой ус -тановкж или максимальный заданный вес спускаемой колонны с учетом реверв^грузоподъемности, Н;50н- наружный диаметр труб, м; О - толщина стенки труб, м; *Р- удельный вес материала труб, Н/м1; LL - коэффи -пиент, учитывающий действие выталкивающей силы на трубы в жидкости,(С£~ 1“    -    удельный    вес

жидкости в скважине; Н/м ic3t(5DM~o]o^frp вес 1 по “ тонного метра труб, Н.

РА    '

Необходимая величина давления воздуха под мостом

р    Ч    =    '    .    .    }21

где Jrj -давление воздуха в воздушной подушке, Ь/м^;

- необходимое снижение нагрузки на крюке, (&ктак~ by ) * Н; iO|g - внутренний диаметр труб, м.

Снижение нагрузки на крюке до нуля не рекомен -дуется,когда сила трения колонны о стенки скважины превышает величину приращения веса колонны за счет присоединения очередной секции труб,так как колонна будет останавливаться. Pj не должно превышать допустимого внутреннего давления fg для труб данной характеристики

ч8

(3)

где гО О - допустимое внутреннее давление для труб, Н/м^; бт - предел пропорциональности матери -ала труб, Н/м^;    - коэффициент запаса прочное -

ти на внутреннее давление.

Зная давление в воздушной подушке, можем определить ее высоту

нг=-^гц^=^Г’ (4)

где rij- высота воздушной подушки от уровня жид -кости в трубах до моста, м.

При дальнейшем наращивании колонны выше моста и опускании ее в скважину высота воздушной поду ш к и изменится и при длине колонны Ltg она составит Hg, -.» давление в воздушной подушке повысится до величины rj> Положение колонны показано на рис. 1,6.

где Hg- высота воздушной подушки после наращивай и я

Высоту воздушной подушки в момент, когда нагруз -ка на крюке достигает предельной, определим по фор -муле

(5)

на крю -

труб над мостом и при достижении нагрузки ке предельной величины, м.

5

Давление в воздушной подушке в этот момент до -стигнет величины ГЛ    р-    Нт

р,=1 '

п    ^ Hz    ^

где гд - давление в воздушной подушке при высот е подушки Нд , Н/м^.

Длина приращения колонны над цементным мостом

- 1    (7)


u =


еД L-—


q,a


гдедд    суммарное максимальное приращение колонны

над мостом, которое может быть произведено поел е снижения нагрузки на первом этапе до нуля, м;

Gy- &н~ G~ L.LL С|/т

Если на первом этапе опущена колонна весом меньше Gy , т.е. Gx^-Gy, то высота воздушной подушки в момент, когда нагрузка на крюке достигнет предель ной, определится по формуле_


{_1 __ Gw Gi,


(Gu GkI ОуШгНт (5 ■)

%и*%г глщЛ

в одном погонном метр е


Если в формуле (4) приняли (j*^ предельным и после наращивания колонны над мостом длинойДЬ^ она не достигнет забоя скважины (т.е. меньше глубины скважины, рис. 1,6), то необходимо провести дополните ль -ную подкачку воздуха в воздушную подушку, снизить вес на крюке и нарастить еще колонну. Если и при вторичной подкачке забой не будет достигнут под к а чки производят столько раз, сколько это необходимо, по -ка колонну не опустят до забоя. Параметры воздушной подушки (высоту и давление) при повторной закачке определим следующим образом. Наибольшее снижение веса на крюке, которое можно получить при повтор -ной закачке воздуха в воздушную подушку, определим как вес всей колонны труб в скважине, т.е.


.)


(УУС жидкости


Ра    А    L,)- LI L


(8)


где Crz- вес труб в жидкости, находящихся в скважине после первого наращивания над мостом в момент, когда нагрузка на крюке вновь достигла предельной, Н; L&- общая длина колонны, опущенной в скважину, м. Высота воздушной подушки при повторной закачке

В“°уха    н = ^ULi

и    (9)

где rlfj- высота воздушной подушки, которую необхо -димо создать, чтобы снизить нагрузку на крюке до ну-ля, м.

Для получения такой высоты подушки в ней необхо-димо создать давление Р^- , определяемое по формуле

р - k4r и и.

П    П

где Г(7 -

повторной закачке воздуха, Н/м2.

Вторичная подкачка позволит нарастить над мос -том еще некоторую длину колонныД , после чего нагрузка на крюке достигнет предельной, высота воздушной подушки уменьшится до , а давление в ней повысится до(^ . Параметры измененной воздушной по -душки определяются по следующим формулам. Измененная высота воздушной подушки после наращивания дли -ны колонныД L* _


<><»


’6

И - конечное давление в воздушной подушке


при


Н*-


Li -Д/ U-9n Ro Но

н' vU^Vo


+ жжж

ж и


(и)


где nj- высота воздушной подушки при достижении на крюке предельной нагрузки, м.

Давление в воздушной подушке определим из со от-ношения Рз Н5 - РмпТГ


Р= рЦ Ни


р,-


Н5


(12)


где Г"з - давление в воздушной подушке после создания в ней давления^" и наращивания труб длиной^!-* над мостом, Н/м^.    ^


7


Длина возможного приращения колонны над мостом после повторной закачки воздуха

_ Ч 4 (нй~Мз)


(13)


В формуле (13) крюке.

При последующих подкачках высота воздушной по -душкиН^, необходимое давление при полном (или заданном) снижении нагрузки на крюке , величи на возможного приращения колонныдЬй > а также измененные впоследствии величины высоты воздушной по -душки Нд и давления в ней Pt после определенного наращивания обсадной колонны определяются по формулам (9)-(13), но вместо величины^ подставляется общая длина колонны в скважине до следующей подкачки воздуха; вместоЛ/а, - длина колонны над мос -том, т.е.ХдЬ ; вместо Р/] - конечное давление последней подкачки воздуха; вместо Нй - конечная высота воздушной подушки при последней закачке возду-ха Ни .    .

При определенииД L: в формуле (13) вместоНй под-


допустимая заданная нагрузка


на


ставл яют Hi , вместо Hj-Hn.. При последней закачке воздуха может не потребоваться максимально возможное снижение нагрузки на крюке. Поэтому высота воздушной подушки и давление в ней, исходя из допусти -мого веса на крюке, определяются по следующим фор-


Нх-Н,



п _ Рзаб' Нзаб Рб" Нс ’


(14)

(15)


где По- необходимая высота воздушной подушки при последней закачке воздуха, м; - давление в воз -душной подушке, необходимое для создания высоты подушки Hi , Н/м2;Л Ll~f - длина опущенной колонны над


8


мостом до послеаней закачки воздуха, м; R^g “давление в воздушной подушке в конечном положении колон -ны, Н/м^; ^заБ" высота воздушной подушки в конечном положении колонны, м.

Промежуточное значение высоты воздушной подушки Н^рмежду двумя закачками определяется по формуле (14), но вместо Hja5 Рбз5 подставляют Нс » а вместоД^., фактическую длину опущенной над мостом колонны на данный момент.

Необходимое количество воздуха для закачки в воздушную подушку на устье

ue)

где \^[ — объем воздуха на всасе компрессора, м3;

- безразмерный коэффициент, численно равный степени сжатия воздуха в воздушной подушке.

Время закачки воздуха    компрессорами    опре    -

делится по формуле

Т=-ft. 7    (17)

п 60Щкт

где “ производительность компрессора, м°/мин; г\ -коэффициент подачи воздуха, учитывающий потери в системе обвязки; лг - количество одновременно работаю -щих компрессоров.

Количество воздуха, которое необходимо закачать на последующих ступенях

v^-fa^HcCpL-HnCp^), (18)

гдеСр^ u CjEx-'f" безразмерные коэффициенты, численно равные степени сжатия воздуха в воздушной подушке в конце данного и предыдущего этапов закачки;    -

высота воздушной подушки, созданная на предыдущем этапе закачки, м.

Время работы компрессоров при L -той закачке воздуха определится формулой

X Vi

** бок-cum    (19)

9

1