Tải bản đầy đủ
Hình 7.2 Trắc diện cột ống theo tải trọng kéo

Hình 7.2 Trắc diện cột ống theo tải trọng kéo

Tải bản đầy đủ

Nếu sau khi thả ống trung gian và tiếp tục khoan với dung dịch nặng hơn dung dịch đã
khoan thì áp suất bên trong thực tế sẽ tính theo công thức:

Pdt =

γ na − γ nh
10

.Hx

(7.13)

Trong đó
γna và γnh : Trọng lượng riêng của dung dịch nặng và dung dịch nhẹ (G/.
Hx: KHỏng cách từ cột ống chống đến đoạn ống kiểm tra , lức là đoạn ống có thành bề
dày bé nhất (m).
Kiểm tra hệ số dự trữ bền với áp suất dư bên trong:

n3 =

PT
Pdt

(7.14)

PT - Áp suất tới hạn bên trong của ống (at).
Pdt - Áp suất dư trong (at).
Chúng ta cần phải tính áp suất cực đại xuất hiện tại thời diểm cuối của quá trình bơm
trám.
Px= 0,1 (Hx – h) (γdx – γd) + (0,02H + 16) (7.15)
Trong đó:
Hx: Chiều cao trám (m).
h: Chiều cao cốc xi măng (m).
γdx và γd rọng lượng riêng dung dịch xi măng trám và dung dịch khoan (G/
Khi đó hệ thống dự trữ bền:

n3 =

PT
Px

≥ 1,3 (7.16)

Chiều cao cho phép hạ mức chất lỏng trong ống được xác định.

H0 =

10 Pbm
γ d .n2

119

(7.17)

Áp suất bên ngoài được tính như sau:

Pn =

H x (γ na − γ nh )
10

(7.18)

Hệ số dự trữ bóp méo ống:

n2 =

Pbm
Pn

≥ 1,3 (7.19)

Trong đó:Pbm: Ứng suất tới hạn bên ngoài bóp méo ống chống (MPa)
b. Tính toán cột ống chống khai thác
Trong thời gian thả cũng như trong suốt quá trình làm việc, ống chống khai thác chịu
những ứng lực chủ yếu sau:
- Lực kéo do trọng lượng bản thân cột ống và tải trọng phụ
- Áp suất bên ngoài do cột thủy tĩnh bên ngoài cột ống
- Áp lực bên trong
Áp lực bên ngoài lớn nhất trong trường hợp bên trong không có dung dịch. Tính toán
cột ống chống khai thác theo ứng suất bóp méo và kiểm tra ứng lực kéo tới hạn và áp suất
dư bên trong của ống.
Thông số ban đầu:
Đường kính ống: (D) mm
Chiều dài ống: (l) m
Trọng lượng riêng của dung dịch γd (G/cm3)
Chiều cao hạ thấp mức chất lỏng trong ống (H0) m
Khi tính toán luôn coi mực chất lỏng trong ống chống luôn đầy, còn bên trong thì chỉ
có từng phần hoặc hoàn toàn không có. Ta thấy áp suất bên ngoài có giá trị lớn nhất ở phần
dưới và giảm dần tới miệng. Do đó đoạn trên ta chọn được ống có chiều dày nhỏ nhất và
tăng dần từ trên mặt xuống đáy lỗ khoan.
Trong mọi trường hợp thì ống chống cũng phải thỏa mãn điều kiện:
Hth (Z) ≤ Hcf (Z)

(7.20)

Hth (Z), Hcf (Z): Chiều sâu thực tế và chiều sâu cho phép thả ống.
120

Khi bên trong ống chống không có chất lỏng. Chiều sâu cho phép thả đối với đoạn ống
thứ n được xác định như sau:

Hcf =

n
10 Pbm
γ n .n2

(7.21)

Trường hợp chất lỏng trong ống chỉ hạ xuống một phần (hình 7.3) thì vùng bên trong
có chất lỏng là H0 ≤ Z ≤ L. Khi đó:
H cfn

=

n
10 Pbm
− H 0 .γ t .n2
n2 .( γ n − γ t )

(7.22)

Trong đó:
γn và γt: Trọng lượng riêng của dung dịch ở trong và ngoài cột ống.

Hình 7.3 Hạ thấp mực chất lỏng trong giếng
Cả hai trường hợp trên trắc diện cột ống chống sẽ có dạng như hình (7.4) và chiều dài
của mỗi đoạn sẽ là:
l1 = H1cf
l2 = H2cf - H1cf
H cfn−1

ln = Hncf –

(7.23)

121

Hình 7.4 Trắc diện cột ống theo áp suất ngoài
Sau khi tính toán cột ống theo áp suất bên ngoài, tiến hành kiểm tra độ bền kéo ở mối
nối ren phía trên và dưới của mỗi đoạn. Nếu đoạn này hệ số dự trữ bền với tải trọng kéo n 1
quá thấp dưới giới hạn cho phép thì chuyển sang tính toán cột ống từ đó trở lên theo tải
trọng kéo cho phép ở mối nối. Phương pháp kiểm tra như sau:
Đối với đoạn thứ l1, kiểm tra độ bền kéo ở đầu nối phía trên và phía dưới.

Đầu nối trên:

Pd1
Qth

≥ n1

(7.24)

Trong đó:
Pd1

: Lực kéo căng của mối nối ren đoạn ống thứ nhất (T)

Qth: Trọng lượng thực tế của cột ống chống đã chọn theo áp suất bóp méo (T).
Qth = Q + Qph(7.25)
Q: Trọng lượng bản thân của cột ống đã chọn (T)
Qph: Tải trọng phụ xác định theo công thức (7.2)
Nếu hệ số dự trữ bền phần trên không thỏa mãn, tiếp tục kiểm tra đầu nối dưới của
đoạn ống l1:
Pd1
(Qth − Q1 )

Q1: Trọng lượng cột ống l1(T)
122

≥ n1 (7.26)