утрішній діаметр колони НКТ визначається за формулою (1):
По таблиці за довідником приймається найближчий більший стандартний внутрішній діаметр труб 59 мм і відповідно труби 73х7-D по ГОСТ 633-80.
Колону НКТ розраховують на міцність при розтягуванні, на опірність смятию надлишковим зовнішнім тиском, на опірність розриву надлишковим внутрішнім тиском.
Граничні осьові розтягуючі навантаження Р стр (Н), при яких в різьбовому з'єднанні гладких труб напруги досягають межі плинності, визначають за формулою Яковлєва-Шумилова. Граничне розтяжне зусилля Р т (Н), при якому в тілі труб з висадженими назовні кінцями і безмуфтова труб з висадженими назовні кінцями (НКБ) виникає напруга, рівне межею текучості, знаходять з виразу (2):
Значення граничних страгиваться і розтягує навантажень для НКТ наведені в таблиці за довідником.
Допустима розтягуються навантаження [Р] р, діюча на верхню трубу кожній секції (ступені) повинна складати:
для труб з гладкими кінцями і труб НКМ формула (3):
для труб з висадженими назовні кінцями і труб НКБ формула (4):
де k 1 - нормативний коефіцієнт запасу міцності (КЗП), для вертикальних свердловин k 1=1,3.
У викривлених свердловинах КЗП визначають за формулою (5):
де k 1 - нормативний КЗП, k 1=1,3; З 0 - коефіцієнт, що враховує міцні характеристики матеріалу труб,
i?- Інтенсивність викривлення, градус/10 м; Е - модуль пружності, Е=2,1. 10 листопада Па
Значення коефіцієнта запасу міцності k 1 наведені в довіднику.
При випробуванні колони на герметичність або установці гідравлічного пакера осьову растягивающую навантаження Р р (Н) у верхній частині довільної колони НКТ знаходять з виразу (7):
При витяганні пакера (8):
У формулах (7) і (8) i - порядковий номер секції; n - число секцій; qi - маса 1 м труби i-ї секції, м; S в - площа прохідного каналу труби, м 2; р І.В - внутрішнє надлишковий тиск, Па; ? Р - осьова розтягуються навантаження при витяганні пакера, Н.
Значення р І.В визначається технічними характеристиками пакера і якоря, а максимальне значення? Р має становити 125 кН.
Осьова стискаюча навантаження при установці механічного або гідромеханічного пакеров:
Р сж=Р раз, (9)
де Р раз - розвантаження частини ваги труб на пакер, Н.
Значення Р раз визначається технічною характеристикою пакера.
Осьову навантаження на колону з пакером під впливом тисків, власної ваги труб і температури рідини в свердловині в процесі експлуатації розраховують за формулами (10) і (11):
де Р 0 - додаткова растягивающая (стискаюча) навантаження, Н; р пак
тиск робочий на Пакер, Па; ?=0,3 - коефіцієнт Пуассона;
r н, r в - густина рідини зовні і всередині колони НКТ після її спуску в свердловину, кг/м 3; l пак - глибина установки пакера від гирла свердловини, м; Р t - осьове навантаження від температурних змін, Н,
а - коефіцієнт лінійного розширення, для стали а=12. 10 - 6; ? t - середня температура рідини в свердловині, 0 С (при нагріванні приймається зі знаком + raquo ;; при охолодженні - зі знаком - );
t 1, t 2 - температура в свердловині відповідно на гирлі і на глибині l пак до початку експлуатації, 0 С; t 3, t 4 - температура в свердловині відповідно на гирлі і на глибині l пак під час експлуатації, 0 С.
При експлуатації свердловин на колону НКТ діють додаткові навантаження, викликані внутрішнім і зовнішнім тисками. Схеми конструкції двох- і однорядних ліфтових колон з пакером і без пакера показані на рис. 5 і рис. 6 відповідно.
Зовнішнє надлишковий тиск (Па) визначають з виразу (12):
де р 0 - тиск на гирлі при освоєнні, Па; r н=r 0 - щільність рідини, закачиваемой в свердловину при освоєнні, кг/м 3.
На однорядну колону НКТ без пакера в процесі експлуатації діє зовнішнє надлишковий тиск (Па), що обчислюється за формулою (13):
де р заб - забійні тиск, Па; r ж=r в - r н - щільність рідини в свердловині, кг/м 3; р буф - буферне добичі тиск, Па.
При розрахунку колони НКТ, на яку діє внутрішнє надлишковий або зовнішнє надлишковий тиск, верхню трубу кожної секції п...
