Напряженное состояние горных пород при бурении скважин. Герасимов Д.С - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТюмГНГУ | Тюмень

Составители: 

Рубрика: 

5. Анализ условий проводки скважин
Анализ условий проводки скважин показывает, что данные по пла-
стовым и поровым давлениям, температурном режиме и интервалах зале-
гания отдельных литологических формаций могут быть недостаточно
обоснованы. Все это затрудняет проектирование оптимальной конструк-
ции скважины и разработку совершенной технологии бурения. Кроме того,
в процессе бурения допускают некоторые
отклонения от проектных реше-
ний, а именно: изменяют конструкцию скважины в сторону уменьшения
прочности труб, увеличивают плотность бурового раствора, меня ют ком-
пановки бурильного инструмента и др. в результате возникают осложне-
ния и аварии, одними из которых являются смятие обсадных колонн.
При проектировании обсадных колонн не учитываются возможное
проявления полного горного
давления текучих (пластичных) пород, нерав-
номерное нагружение трубы, снижение прочности и герметичности це-
ментного камня в результате некачественного цементирования и т.д.
Следует отметить, что надежность обсадных колонн зависит, прежде
всего, от обоснованного их расчета на наружное избыточное давление,
значение которого должно быть определено , исходя из конструктивного
условия нагружения.
Известно, что
обсадная колонна по стволу скважины подвергается
воздействию наружного давления по-разному.
Анализ смятия обсадных труб показал, что наиболее ч асто эти ос-
ложнения происходили в интервалах залегания глинистых пород (породы
второго типа). Ко второму типу относятся породы, которые при постоян-
ной нагрузке беспредельно формируются. Следовательно, необходимо оп-
ределить величину давления пород
второго типа на обсадную колонну и
проверить ее прочность на смятие.
При определении давления пород второго типа на обсадную колонну
будем полагать, то с момента креплени я ст енки скважина сама колонна и
окружающий ее массив горных пород находятся в состоянии плоской де-
формации [2].
Примем, что объемное сжати е горных пород равно нулю, то
ест ь ко-
эффициент Пуассона μ = 0,5.
Напряженное состояние не нагруженного массива горных пород
примем равным гидростатическому , т. е. коэффициент бокового распора
полагаем равным единице из-за релаксации напряжения в горных породах
за геологический период их образования. Тогда:
Р
г
=σ
r
=σ
Q
=σ
Z
=ρ
n
Z (15)
где Р
г
– горное давление; σ
r
,σ
Q
,σ
Z
–радиальная, тангенц иальная , верти-
кальная компоненты напряжений; ρ
n
– плотность горной породы.
14

Страницы