Проверка верхнего сечения 1-й секции на статическую прочность при отрыве инструмента от забоя
Растягивающие нагрузки от веса компоновки КНБК:
Растягивающая нагрузка от веса 1-й секции БК:
Суммарная растягивающая нагрузка, действующая в верхнем сечении 1-й секции БК:
Проверяем прочность в верхнем сечении секции по условию:
Следовательно, труба ПК140х11 группы прочности Д для 1-й секции проходит по всем показателям.
Для 2-й секции принимается наиболее слабая труба №1 из табл.2 с параметрами: диаметр D2=140мм; толщина стенки δ2=9,2мм; группа прочности Д.
Геометрические, весовые и прочностные характеристики трубы:
F2=3,7718∙10-3м2; Fк2=11,5561·10-3м2; J2=8,0692∙10-6м4;
W2=1,1552∙10-4м3; Dз2=177,8мм; m2=38,58кг/м.
Прочностные параметры: σт=379МПа; σвр = 655 МПа; σ-1=132MПa, допускаемая растягивающая нагрузка Qр мах =953кН.
Проверка 2-й секции на усталостную прочность нижнего сечения.
Определяем величину изгибающего момента. Длина полуволны вращающейся трубы, ненагруженной осевой силой:
м
При бурении на колонну действует продольная сила – вес 1-й секции Q1р=88,7кН. Определим коэффициент с по формуле:
Расчетная длина полуволны определяется по формуле:
Изгибающий момент, действующий на колонну:
Напряжение от изгиба колонны:
Проверка усталостной прочности нижнего сечения 2-й секции:
напряжения растяжения от веса 1-й секции:
Амплитудные σа и средние σm напряжения:
σа=σиз=8,9МПа; σm=σр=23,5МПа.
Расчет нижнего сечения 2-й секции на усталостную прочность производится только по нормальным напряжениям, коэффициент запаса прочности:
|
|
|
9,6>[n]=1,5
Проверка секции на действие внутреннего давления.
Величина внутреннего давления Рт, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести:
Действующее внутреннее давление Рв сравнивается с допускаемым:
На действие внутреннего давления проверялась наиболее слабая труба из числа труб, приведенных в табл.2. Запас прочности оказался достаточным. Следовательно, проверять остальные трубы не имеет смысла, потому что наиболее слабая труба выдержала это давление.
Из условия обеспечения статической прочности по телу трубы определяется допустимая длина 2-й секции:
Принимаем 1200м.
Для 3-й секции из табл.2 выбираем трубу №2 с параметрами: диаметр D3=140мм; толщина стенки δ3=9,2мм; группа прочности Е.
Геометрические, весовые и прочностные характеристики трубы:
F3=3,7718∙10-3м2; Fк3=11,5561·10-3м2; J3=8,0692∙10-6м4;
W3=1,1552∙10-4м3; Dз3=177,8мм; m3=38,58кг/м.
Прочностные параметры: σт=517МПа; σвр=689МПа; σ-1=108MПa, допускаемая растягивающая нагрузка Qр мах =1300кН.
Проверка секции на усталостную прочность.
Определим величину изгибающего момента.
Так как параметры J2=J3 и m2=m3, длина полуволны ненагруженной осевой силой вращающейся трубы осталась прежней: λ0=18,1м.
|
|
|
Растягивающая нагрузка от веса 2-й секции БК:
Величина растягивающего усилия:
Qp3=Q1+Q2=88,7+386=474,7кН
Определим коэффициент с, учитывающий действие растягивающего усилияпо формуле:
Расчетная длина полуволны определяется по формуле:
Изгибающий момент, действующий на колонну:
Напряжение от изгиба колонны:
Напряжения растяжения от веса 1-й и 2-й секций:
Амплитудные σа и средние σm напряжения:
σа=σиз=2,1МПа; σm=σр=125,9МПа
Коэффициент запаса по нормальным напряжениям:
Определим коэффициент запаса усталостной прочности при действии касательных напряжений:
Касательные напряжения в сечении:
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
Общий коэффициент запаса по усталостной прочности:
4,6>[n]=1,5
Усталостная прочность секции обеспечена.
Из условия обеспечения статической прочности по телу трубы определяется допустимая длина 3-й секции:
Полученная суммарная длина секций бурильной колонны близка к глубине скважины. Поэтому рассчитаем длину 4-й секции:
L3=Lскв.-(LУБТ+L1 +L2)=2500-(182,6+250+1200)=867,4м
Принимаем L3=870м.
Определим вес 3-й секции:
|
|
|
Общий вес бурильной колонны при отрыве от забоя:
Общий вес бурильной колонны должен соответствовать грузоподъемности буровой установки.
Определим запас прочности для верхнего сечения. Напряжение растяжения равно:
Эквивалентное напряжение:
Запас прочности:
1,56>1,5.
Прочность колонны достаточна.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 302; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!