Определяется максимальное давление на цементировочной головке в конце цементирования

Максимальное давление на цементировочной головке в конце цементирования определяется по формуле:

Рк=Рр+Ртр+Рзатр., МПа

Рр – максимальная ожидаемая разность гидростатических давлений в трубах и затрубном пространстве в конце цементирования, МПа.

Рр=0,01(Нц.р.-h)(ρц.р.- ρп.ж.), МПа

Первая ступень:

h=10 м. - высота цементного «стакана» в обсадной колонне;

Нц.р.1=167,7 м. – высота подъёма цементного раствора;

ρц.р.1=1,835 г/см³ – плотность цементного раствора;

ρп.ж.1= 1,12 г/см³.– плотность продавочной жидкости (бур. раствор).

Рр1=0,01(167,7-10)(1,835-1,12)=1,1276 МПа.

Вторая ступень:

Нц.р.2=1160 м. – высота подъёма цементного раствора;

ρц.р.2=1,40 г/см³ – плотность цементного раствора;

ρп.ж.2= 1,12 г/см³.– плотность продавочной жидкости (бур. раствор).

Рр2=0,01∙1160(1,40-1,12)=3,248 МПа.

Ртр – давление на преодоление гидравлических сопротивлений в трубах, МПа

, МПа

λб.р. – коэффициент гидравлических сопротивлений для бурового раствора (0,02);

Q - подача насосов цементировочных агрегатов, л/с;

Q1=48,6 дм³/с.=0,0486 м³/с

Q2=45 дм³/с. =0,045 м³/с

Нэ.к.1=1327,72м. – глубина спуска обсадной колонны, принимаемая при расчёте первой ступени цементирования.

Нэ.к.2=1160 м.– глубина спуска обсадной колонны, принимаемая при расчёте второй ступени цементирования.

dср =d=0,1321 м.

Первая ступень:

Ртр1=8,26∙0,02∙1,12∙0,0486²∙1327,72/0,1321=4,4МПа

Вторая ступень:

Ртр2=8,26∙0,02∙1,12∙0,045²∙1160/0,1321=3,29МПа

Рзатр. – давление на преодоление гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве, МПа.

λц.р. – коэффициент гидравлических сопротивлений для цементного раствора (0,035);

Dср.п.к. =226,7 мм.=0,2267 м.– средний внутренний диаметр предыдущей колонны (кондуктора).

, г/см³

Первая ступень:

ρбуф=1,02 г/см³=1020кг/м³

hбуф1=100,83 м.

ρб.р.=1,12 г/см³=1120кг/м³

hб.р.1=1327,72-100,83= 1226,9 м.

ρср=(1,02∙100,83+1,12∙1226,9)/(100,83+1226,9)=1,1124 г/см³.

Рзатр1=8,26∙0,035∙1,835∙48,6²∙167,7/(21,59-14,61)³/(21,59+14,61)²+

+ 8,26∙0,02∙1,1124∙ 48,6²∙(1327,72-167,7)/(21,59-14,61)³/(21,59+14,61)²= 1,6 МПа.

Вторая ступень:

ρбуф=1,02 г/см³=1020кг/м³

hбуф2=352,91 м.

ρб.р.=1,12 г/см³=1120кг/м³

hб.р.2=1120-352,91=767,09 м.

ρср=(1,02∙352,91+1,12∙767,09)/(352,91+767,09)=1,0885 г/см³.

Рзатр2=8,26∙0,035∙1,40∙45²∙1160/(21,59-14,61)³/(21,59+14,61)²+

+ 8,26∙0,02∙1,0885∙45²∙(1327,72-1160)/(21,59-14,61)³/(21,59+14,61)²=2,27 МПа.

Максимальное давление на цементировочной головке в конце цементирования составит:

Рк=Рр+Ртр+Рзатр., МПа

Первая ступень:

Рк1=1,1276 + 4,4+1,6=7,13 МПа

Вторая ступень:

Рк2=3,248 + 3,29+2,27=8,81 МПа

Цементировочная головка должна быть опрессована на полуторакратное давление, ожидаемое при цементировании: Ропр. ц. г.= 8,81∙1,5=13,22 МПа.

Однако давление открытия циркуляционных отверстий УСЦС составляет 10-20 МПа, следовательно головку следует опрессовать на давление: Ропр. ц. г.=20∙1,5=30 МПа.

Дата добавления: 2015-09-05