Определение диаметров обсадных колонн и долот

Защита обсадных колонн от износа

Внутренняя поверхность кондукторов и промежуточных колонн изнашивается в процессе спуска и подъема инструмента. Причем, долота оставляют глубокие продольные канавки, а утяжеленные бурильные трубы и замки вырабатывают желобообразные углубления. Наиболее сильно изнашиваются концевые участки у устья и в местах наибольшего изгиба ствола скважины.

Характер износа внутренней поверхности обсадных труб будет волнообразный, причем волны будут трех типов: короткие до 3 м, средние до 12 м и длинные. Для уменьшения износа внутренней поверхности разработано несколько способов.

1. Для защиты от износа вооружением долота создают двухслойные оболочки, наносимые на боковые режущие поверхности инструмента. Материалом оболочки служат клеящие, антифрикционные вещества, у которых твердость ниже твердости материала обсадных труб.

2. Для защиты от износа бурильными замками на трубы надевают предохранительные кольца из эластичных материалов, нефтестойкой резины. Кольца надевают либо на сам замок, либо на тело трубы около замка, причем диаметр колец должен быть больше диаметра замка, чтобы не было касания о внутреннюю поверхность обсадных труб. Материал колец должен обладать высокой износостойкостью.

При бурении нефтяных и газовых скважин необходимо крепить их стенки с целью:

• укрепления стенок скважины, сложенными недостаточно устойчивыми породами;
• разобщения газоносных, нефтеносных, водоносных пластов друг от друга.

Это позволяет создать долговечный герметичный канал, по которому нефть или газ поднимаются от забоя до устья скважины без потерь.

Пласты разобщают с помощью специальных труб, которые называются обсадными. Для более качественного разобщения пластов в затрубное пространство закачивается цементный раствор.

Определение диаметра конструкции скважины для любой скважины начинается с установления диаметра эксплутационной колонны. Для добывающих скважин этот диаметр зависит от дебита скважины.

Для разведочных скважин диаметр эксплутационной колонны выбирается с учётом получения качественных характеристик испытываемых пластов. Минимальный диаметр эксплутационной колонны связан с наличием наземного оборудования для перфорации испытываемых пластов и эксплутационной скважины:

• для эксплутационных скважин ≥ 127 мм
• для разведочных скважин ≤ 114 мм

Для беспрепятственного спуска обсадной колонны диаметр долота для бурения под колонну выбирают с учётом зазора затрубного пространства по формуле (84):

, (84)

где Dм– диаметр муфты обсадной трубы (выбирается по таблице 8), мм

δ – зазор затрубного пространства, который выбирается в зависимости от диаметра обсадной трубы, мм (таблица 6)

Таблица 12 – Величина зазора затрубного пространства относительно диаметра колонны

Величина зазора затрубного пространства должна обеспечивать качественную изоляцию цементным камнем.

Для расчета диаметра предыдущей обсадной колонны сначала определяют внутренний диаметр обсадной трубы с учетом зазора для беспрепятственного спуска долота по формуле (22):

,(85)

где Δ=4-5мм – зазор между долотом и внутренним диаметром обсадной трубы;