CC BY
17
48
БУРЕНИЕ
Расчет параметров профильного сечения многолучевых труб при проектировании перекрывателей
УДК 622.245.1
К.В. мелинг
к.т.н., зав. сектором восстановления крепи скважин1 vks@tatnipi.ru
В.К. мелинг
инженер 2 категории1 melingvk@tatnipi.ru
1институт «ТатНИПИнефть», Бугульма, Россия
В институте «ТатНИПИнефть» разработана методика расчета параметров профильного сечения многолучевых труб при проектировании профильных перекрывателей для изоляции зон осложнений скважин различных диаметров.
По результатам расчёта построены четырёх и шести лучевые профили.
материалы и методы
Методы расчета многолучевых профилей.
Ключевые слова
профильный перекрыватель, профильная труба, многолучевой профиль, трубная заготовка, выступ профиля, впадина профиля
Для проектирования профильных перекрывателей для изоляции зон осложнений скважин различных диаметров в институте «ТатНИПИнефть» разработана методика расчета параметров профильного сечения многолучевых труб, которая включает следующие этапы:
• выбор типа профиля;
• задание исходных данных;
• вычисление основных диаметральных размеров перекрывателя;
• расчет параметров, соответствующих конкретному типу профиля;
• вычисление минимального допустимого радиуса изгиба;
• вывод расчетных данных для построения профиля.
На расчетной схеме, рис. 1, представлены основные параметры профиля и трубной заготовки.
Радиусы заготовки (рис. 1) по наружной поверхности 11з и по нейтральному слою рз определяются по формулам:
11=0 /2
з з'
Рз=Яз-5/2
г = рз/п
Ф=3бо/п
а=ф/4
Решением треугольника (рис. 1), согласно теоремы синусов, получено новое уравнение:
1!=г(1+Бта)/Бта
(6)
(1)
(2)
0з — диаметр трубной заготовки перекры-вателя; рз — радиус нейтрального слоя трубы заготовки; г — радиус нейтрального слоя в выступах и во впадинах профиля; г1 — радиус выступов профиля; г2 — радиус впадин профиля; 0у — условный диаметр профильной трубы; 11у — условный радиус профильной трубы; к — расчетный радиус профиля до нейтрального слоя выступа; ф — центральный угол, соответствующий сектору выступа и впадины профиля; а — центральный угол, соответствующий сектору половины выступа или впадины профиля; 0в - внутренний диаметр профиля; 1_ — глубина вдавливания роликов; I — глубина впадин профиля, Б — толщина стенки профильной трубы.
Радиусы наружных поверхностей выступов г1 и впадин г2 определяются по формулам:
г1=г+Б/2 г2=г-Б/2
(7)
(8)
На основании равенства суммы длин дуг профиля и длины окружности заготовки по нейтральным слоям составлено уравнение:
Условный радиус 11у и диаметр 0у профиля вычисляются по формулам:
(3)
Углы Ф и а (рис. 1) зависят от количества лучей профиля и определяются по формулам:
|}у=|}+Б/2 0у=2|}у
(9) (1о)
(4)
(5)
Внутренний диаметр профиля 0в определяется по формуле:
0в=0у-4г
(11)
наррн Г—
НИ Г™* Й Ц ■чмшь (ч ейенф к,Ж' Га с.«* '11 ■ А" 4,- я. ж ч ■ □ - * - Д ■ ШС-ИЦ п ■ - - а * ■ 1 л а аи:" ■
014 - - 1
Л А * с & < Г с ■ 1 Р И 1
1 I * Ь-Б 7 * * ¡э 13 17 и и [Зрсгрлшлл рщггл
ИСНОДОЫ* А^япУг
н^лроф. Ос Ов ГИ 5 (1 ч ■ Яла и,
1 144 160 1И е 5 и« Ю 15 О.Н» 1,2 5« 1 «.5
2 174 140 140 V V З.ЫД {О И о,гя го
1 174 124 117 * 5 ш » 0,58» с.а.ь
4 14? ш 1Л 6 4 3,14 » 15 0,3» ЦИ
5 ll.fr 17П 1ВД ¿1 £ 114] Ы1 15 о,з\1 Л4
р,
'Г я К" п а рг о» ( 1
77 12,84 67,47 54,37 44,41 ВД9 10,11 10
10 115! ИИ? 13,13 ТВМ М. 4
61 1М5 44,3 зол
и 1» 1 т Б4.& 10,7 & 57,23 66,07 13^ V5 б 54Д 5здз 31^5 зз.тг
61,5 13.58 5?.И li.ce 10 13Г.1 33,Л гз,1т
Рис. 1 — Расчетная схема профиля
Рис. 2 — Программа расчета многолучевых профилей перекрывателей
Критический минимальный радиус, соответствующий впадинам профиля, при котором может произойти разрушение трубы, не должен быть меньше двойной толщины стенки:
r . > 2S
(12)
Глубины впадин l и вдавливания роликов L определяется по формулам:
NR^/2-S
L=R-R+l
з у
(13)
(14)
Используя формулы 1-14 и Microsoft Excel 2010 составлена программа расчета многолучевых профилей перекрывателей,
представленная на рис. 2.
Задавая исходные данные, характеризующие условия скважины (рис. 2) и конструктивные элементы перекрывателей (толщину стенки профильной трубы Б; количество лучей профиля п) рассчитываются диаметры перекрывателя йу, йв и параметры профилей а, ф, к, 1^у, г, Г1, Г2, г2тт, 1_, I (рис. 2) для любых типоразмеров перекрывателей.
Примеры профилей, построенных по расчетным данным, вычисленных при помощи программы, приведены на рис. 3 и 4.
Итоги
Построение многолучевых профилей по результатам расчетов.
Выводы
1. Определена закономерность построения многолучевых профилей с одинаковой кривизной выступов
и впадин.
2. Выведены формулы расчёта многолучевых профилей.
3. Разработана программа расчёта многолучевых профилей для проектирования профильных перекрывателей.
4. Построены многолучевые профили в программе «КОМРАБ-13».
Рис. з — Шестилучевой профиль №1
Рис. 4 — Четырёхлучевой профиль №3
ENGLISH
DRILLING
Calculation of parameters of profile sections multibeam pipes when designing expandable profile liner
UDC 622.245.1
Authors:
Konstantin V. Meling — ph.D., head of recovery lining wells sector1; vks@tatnipi.ru Vitaly K. Meling — engineer 2 categories1; melingvk@tatnipi.ru
institute "TatNIPIneft", Bugulma, Russian Federation
Abstract
TatNIPIneft developed a methodology for calculating the parameters of the profile section of pipe when designing of multipath core liners to isolate trouble zones wells of different diameters.
According to the calculation built four-and six-beam profiles.
Material and methods
Methods of calculation of multibeam profiles.
Results
Building multibeam profiles according to the
results of calculations.
Conclusions
1. Defined the regularities of the construction of multibeam profiles with the same curvature of the ledges and hollows.
2. Obtained calculation formula of multipath profiles.
3. The program of calculation profiles for
the design of multipath core liners is developed. 4. Built multi-beam profiles in the program «KOMPAS-13».
Keywords
expandable profile liner, profile pipe, multibeam profile, pipe billet, ledge profile,
the depression of the profile
