Проекттүн тереңдиги менен топурак басымы үчүн туура келген түтүк калындыгын эсептөө

Негизги принциптер Кейінгі борбор Сырткы басым астында кабын эсептөө

Топурак жана гидростатикалык басымдар түтүктүн бүтүндүгүнө кантип таасир берет

Тыштан топрактын басымы жана үстүндөгү суунун салмагы колоннанын кабыргаларына басым тийгизет, ал эвирүүнүн курч эмес болушуна алып келет. Булагын 100 метрге чейин казган сайын, 2023-жылкы индустриялык маалымат боюнча, бир эле суунун басымы 1.02 МПа камтыйт. Жагдай тузактуу топтолуштар, мисалы, шил болгон балчык катмарлары менен күрчүлөшөт, анткени алар жанынан басымды дагы күчөтөт. Бул ар түрдүү күчтөнүм бирге күрөң түтүктүн кабыргаларында инженерлер ченбер боюнча керүү деп атаган күйгө алып келет. Бул түтүктүн кабыргаларынын калындыгын так эсептөө - колоннанын курч эмес болушу үчүн, түз жана бурчтук курамдарда басым астында чөгүп калуу же сыртка чейин бүктелүү мүмкүнчүлүгүн болтурбоо үчүн абсолюттук маанилүү иш экенин билдирет.

Сырткы басым астында түтүк кабыргасынын калындыгын эсептөөнүн негизги принциптери

Сырткы басым астында келген кабындын калындыгы менен иштөөдө, инженерлер көбүнчө ASME B31.3 стандарттарына таянып, кабындын чөгүшүнө каршы тургундукту аныктайт. Бул жерде төмөнку негизги формула колдонулат: t_min барабар (сырткы басым менен сырткы диаметрдин көбөйтүндүсү) бөлүнгөн (материалдын агым чегинин эки эселенген мааниси менен түйүндүн эффективдүүлүгүнүн көбөйтүндүсү плюс 0.4 сыпат сырткы басым) санына. Түшүнүктү жеңилдетүү үчүн, t_min минималдуу керектүү калындыкты, P_ext - сырткы басымдын өлчөнгөн маанисин, D_o - күрөң кабындын сырткы диаметрин, S - материалдын агым чегин, ал эми E - түйүндүн эффективдүүлүгүн белгилейт. Илимий-практикада коопсуздук чегинен жана ысмырал өндүрүштүн чектөөлөрүнөн чыгып, тийиштүү балансты табуу талап кылынат. Кабын калың кылып жасоо артык чыгымдарга алып келет, SPE Drilling 2022-жылгы маалыматтары боюнча, бир сызык метринин баасы $18 ден $42 го чейин артат.

Баштапкы калындыкты баалоодогү түзүлүш жана геобасым маалыматтарынын ролу

Пүр жана башталгыч басым градиенттеринин түзүлүш түрүнүн геомеханикалык моделирование базалык калындык талаптарын аныктайт. 2,1+ sg эквиваленттүү көрпө салмагы бар сланец түзүлүштөрү турактуу кумтештөөнүк чөйрөгө салыштырмалуу 15–25% чоңураак стенка калындыгын талап кылат. Убакыт ылайык журналда түзүлүп келе жаткан (LWD) маалыматтары азыр тескеге түшүү операциялары жүрүп жатканда динамикалык өзгөртүүлөргө мүмкүнчүлүк берет.

Окуу жана талдоо: Сычуань кенжесиндеги терең тескеге сырткы жүктөмөлөр жогору болгондо

Сычуань провинциясындагы Лонгмакси сланец түзүлүшүндөгү 7850 м газ колодезинде 138МПа сырткы жүктөмөлөргө туруш үчүн N80 трубалары менен 18,24 мм стенка калындыгы керек болгон. Түшүрүүдөн кийинки калибр журналдары үч жарылуулар зонасынан келип чыккан тектоникалык күчтөн карамастан <0,3% овальдуулукту расмийлештирди, ошентип ASME негизделген долбоорлоштуруу ыкмасын расмийледи.

Жаңы пайда болуп жаткан тенденция: Кожух дизайнда реалдык убакытта геопресстөөнү моделирование кылуу

Бүгүнкү күнү операторлор машиналык окууну таратылган оптикалык талаштыруу менен бириктирип, цементтоо учурунда өзгөртүлгөн моделдерди жаңылап жатышат. Бул жабык шлейф ыкмасы 2022-жылы өткөн техникалык сыноолордо жогорку басым жана температура (HPHT) коллекторлорундагы күймөлөрдүн санын 41% кыскарткан.

Терең күрөөнүн орнотууда күймөнү жана басуу үзүлүшүнө каршы күрөш

Күймөнүн күйүп кетиши жана күймөнүн күйүп кетишинен улам келеп чыккан учурлар

2022-жылы 17 терең суулуу долбоорлордун талдоосу боюнча күймөнүн 35% деформациясы диагностикаланбаган күймөнүн күйүп кетишинен пайда болгон, бир учур үчүн орточо жөнөтүү чыгымдары $2,1 млн эсептелген. Бул аяктаган орнотуудан кийинки апталарда же айларда көбүнчө кездешет, бул узак мөөнөттүү сырткы жүктөргө конструкциялык реакция кеч болуп жатканын көрсөтөт.

Күймөнүн күйүп кетишинин жана басуу үзүлүшүнүн механикасы Күймө түтүктөрү

Эгерде аксиалдык басуу күчтөрү кабыл алуучу критикалык жүктүн чегинен асса, кабыл алуучу бүгүлүп кетет. Бул критикалык жүктү эсептөө формуласы төмөнкүдөй: Pcr тең пи квадратын E I-га көбөйтүүнүн (K L) квадратына бөлүнөт. Бул айнымалыларды тездик менен түшүндүрөм - E эластик модулду, I инерция моментин, K аяк шарттарынын факторун жана L кабыл алуучунун колдоо узундугун билдирет. Кызыктыруучу жагдай, ири көлөмдүү глинадан турган шалдын тузулушу жалпысынан көргөнөгө караганда чоң жанынан күчтөргө алып келет. Бул критикалык жүктүн маанисине чоң таасир этет. Чындыгында, изилдөөлөр шал шарттарында Pcr 40% чамалуу төмөндөп, кумтешектин катмарларында көзөмөлдөнгөнгө караганда төмөн экенин көрсөткөн. Бул айырма чоң жана инженерлердин долбоорлоо фазасында эсепке алынуусу керек.

Горизонталдуу жана терең колодездерде кабыл алуучунун колдоо узундугунун бүгүлүү коркунучуна таасирин

Горизонталдуу өңдүктөрдүн чейинки эквиваленттерине караганда 2,3Ö эсе көбүрөөк бүгүлүш мүмкүнчүлүгү бар, анткени көп узундугу жетишсиз колонка аралыктары колдоо көрсөтүлбөйт. Пермиян бассейнинде операторлор колдоо бербеген өзөктөрдү â„¢ 12 метрге чейин чектөө менен коллапс болуп турган окуяларды 62% кыскарткан.

Окуялык изилдөө: Овершор Гольфо-Мексикалык өңдүктөр монтаждан кийин бүгүлүш менен

2021-жылы 3500м ТВД тереңдикте аткарылган теңиз астындагы долбоор 90 күн ичинде колонканын овалданышын (17% диаметринин азаюуу) байкаган. Чектүү элементтер анализи 12500 psi тышкы басымга дуушар болгон 14 метр узундуктагы колдоо жок бөлүктүн сырткы кабаттардын жылышынан экенин аныктаган.

Стратегия: Колдоону оптималдаштыруу ортосунда ортодонгучтор менен цементтик байланыш аркылуу эффективдүү узундукту азайтуу

Түндүк деңиздеги сыноолор 8 метрлик интервалдарда ортодонгучторду орнотуу жана смолалуу цемент системаларын колдонуу жүктүн таралышын 78% арттырганын көрсөткөн. Бул ыкма жетишсиз колдоо аралыктарынын узундугун 5 метрден төмөнгө түшүргөн, эң күчтүү түрдө айланган өңдүк жолдору үчүн да.

Күрт формацияларда конструкциялык туруктуулукту камсыздоо үчүн Do/T катыштын оптималдаштырылышы

Чоюун доозго чейинки диаметрдин калыңдыкка (Do/T) катышы жогору болушу менен байланышкан иштөөсүз

Талаа маалыматтары 2023-жылгы Бургунун бүтүндүгү доклады боюнча туруксуз сланец формацияларында 47% күрт өткөрүү кубулары Do/T катышы 30:1 ден жогору болгон кубуларда болот. Ар бир 5 бирдик катыштын көбөйүшү менен жогору катыш күрт күчсүздүгүн 18–22% га азайтат, анткени калың эмес кабыргалар ассиметриялуу формация басымы астында чоюуланат.

Do/T катышынын күрт конструкциялык туруктуулугуна тийгизген таасири

Do/T катышы менен критикалык күрт басымынын ортосундагы байланыш сызыктуу эмес шаблон боюнча болот:

P110 күрт материалдары боюнча API 5C3 күрт тесттеринен алынган маалымат

Стандарттык жана Slimhole Кожухтун иштөөсү боюнча иштин мисалы: Туруксуз табактарда

2022-жылы Сычуань өрөөнүндө өткөрүлгөн долбоордо 9â…¥ дюймдук кожух (Do/T 28:1) жана slimhole 7 дюймдук конструкциялар (Do/T 22:1) салыштырылган. 18 айдан кийин стандарттуу кожухтун овалданышы 3,2 мм, ал эми бирдей геологиялык басым астында slimhole конструкцияларда 0,8 мм болгон.

Жогорку коррозиялык жана терең колдонуу үчүн Do/T катыштарынын төмөндөшүнө ынтымак көрсөтүү

Мексика боорундагы операторлор эми 15 000 футтан ашык TVD үңкүрлөр үчүн Do/T катышы <25:1 деп белгилишет – бул 2010-жылдардагы конструкциялар менен салыштырганда 35% кем. Бул геомеханикалык тейлөө түрлөрүнө басым жасалган ASME B31.8 жаңыртылган талаптарына ылайык.

Стратегия: Тереңдикке, басымга жана түзүлүш түрүнө негизделген Do/T тандаңыз

Үч деңгээлдүү таноо матрицасы пайда болду:

1. Do/T 15–20:1: Туз таштары жана тектоникалык зондор (>10 000 psi сырткы басым)
2. Do/T 20–25:1: Конвенционалдык кен байлыктар (5 000–10 000 psi)
3. Do/T 25–28:1: Туруктуу түзүлүштөр (<5 000 psi) басымдык режими көзөмөлдөнөт

Төмөнкү ички басым жана вакуум шарттары үчүн кожухтун конструкциясын текшерүү

Скважинаны жабуу жана жөнөтүү иштәри жүрүп жатканда колонна трубалардын чөгүшү

Скважинаны токтотуу же техникалык көзөмөл иштәри жүрүп жаткан учурда колонна трубасынын ичиндеги басым сырткы таасир этүүчү басымдан төмөн болсо, чөгүш күчөйүп турат. 2022-жылы SPE Журналында жарыяланган илимий изилдөөлөргө ылайык, басым төмөн скважинадагы колонна трубалардын үзүлүштөрүнүн төрттөн бири техникалык көзөмөл иштөрү жүрүп жаткан учурда, атайын ичиндеги басым 5 МПа төмөн болгондо болот. Көп кене бул учурдагы басымдын тескери таасири – сырткы күчтөр ичинки күчтөргө жеңип чыгып, конструкциянын чөгүшүнө алып келет. Бул жагдай көп учурда табылбай калат. Бул маселени түшүнбөгөндөн көптөгөн традициондык колонна проектттоолор бул жагдайды так эсепке албайт, бирок анын салбырдуу салт түзгөнүн унутпо керек.

Вакуум жана өтүмдүү басым шарттары үчүн кабырчык калыңдыгын текшерүүнүн маанилүүлүгү

Колонна кабырчыгынын калыңдыгын текшерүү үчүн толук вакуум шарттарын (0 psi ичиндеги басым) жана күтүлүп жаткан максималдуу сырткы жүк жыйынтыгы менен бирге симуляциялоо керек. Негизги нерселерге төмөнкүлөр кирет:

• CO₂ инъекция/чыгаруу циклдарында кечкич басымдык өзгөрүүлөр
• 20 жылдан ашык убакыт бою цементтүү кабындын бузулушу
• Арктика же субсезгиде термиялык кысуу таасири
  API TR 5C3 билдирүүлөрү колдонууга көрсөтмө берет 1,25 минималдуу коопсуздук фактору вакуумдуу шарттар үчүн – стандарттык басымдык дизайн факторлоруна караганда 20% артык.

Стандарттык окуу: Вакуум циклдөө менен оншор карбон жайгаштыруу ыңгайы

Пермий бассейнинде карбон жайгаштыруу долбоору тажрыйбеси 12 мм овализация вакуум-басым циклинин 18 айдан кийин өндүрүштүк колоннада. Аракеттен кийинки талдоо аныктады:

Төмөнкү ички басым аракетинде сенсиздүү иштөө үчүн коопсуздук факторлорун колдонуу

Модернизациялык корпусдун долбоорлоо иш-чаралары камтылат энелтик кысымды моделдоо ыктымалдыгын кеңейтилген Мұнай Күрү (EOR) жана геотермалдык колдонуу үчүн кысымдык белгисиздиктерди чечүү үчүн. Эң жакшы тәжрибелерге төмөнкүлөр кирет:

• Традициялуу биаксиалдык моделдердин ордуна үч оюнтуулуу стресстин анализин колдонуу
• SCADA интеграциясы аркылуу чын убакытта кысымдык чек аралыктарын жаңылоо
• Т95 сыяктуу катуу кызмат көрсөтүү шарттары үчүн коллап болбогон болот маркаларын белгилөө

Бул чаралар келеси буындагы энергетикалык инфраструктура проекттери үчүн маанилүү талап болуп саналган ичинки кысымдардын түзүлүшүнүн суюктук градиенттеринен төмөн түшкөндө корпусдун бүткүлтүгүн сактоого жардам берет.

Корпус Системасынын Долбоорлоосундагы Прогрессивдүү Механикалык Моделдоо жана Чектүү Элемент Анализи

Цемент-Түзүлүштүн Орусунан Корпусду Чевереге Бирдей Эмес Статистикалык Таралышы

Бүгүнкү обсадка системалары цемент окшшо түзүлүштөр менен аракеттенип, белгилүү бир басым аймактарын түзгөндө татаал жүктөлүштөр менен гана эмес, төмөнкү жерде сөз бар. Цемент формациялык материалдар менен жабышканда чындыгында эле обсадка стенкаларынын боюнча бирдей эмес жүктөлүштүн таралышын жаратат. Бул түрдүн теңсиздиги көп күтүлгөндөн карапайым түрдө көбүрөөк изилдөөлөргө жана тозууга алып келет. Инженерлер бул маселени чечүү үчүн чектүү элементтердин анализин, кыскартылган FEA колдонууга аракет кылышууда. FEA куралдары менен алар обсадка менен цементтин байланышын микрондор менен өлчөлөөнүн кичи деталдарына чейин карашат. Алар көп учурда таң калтырып койгон нерселерди табышат, анткени бардыгы тууралуу түз сызык боюнча иштейт деп эсептеген эски эсептөө ыкмалары менен көрүнбөгөн көптөгөн жумушалтуу жерлер.

Ин-ситу жүктөлүштөр астында обсадка механикалык моделдоонун жетишкендиктери

Бир нече физикалык симуляциялар боюнча жаңы жетиштүүлүктөр эми температура градиенттерин, таштын пластичностьун жана суюктуктардын коррозиясын бир убакта эсепке алат. 2024-жылы жасалган илимий изилдөө 17 геотермалдык ыңыздардан алынган дүкөн мүлкүнө ылайыктуу 92% тактук менен өзгөрүп турган кабындын деформациясын болжоо ыкмасын текшерди. Бул тактук инженердерге геопресстин реалдуу убакытта өзгөрүшүнө ылайык кабычыктардын калындыгын динамикалык түрдө өзгөртүүгө мүмкүнчүлүк берет.

Кабычык-цемент-түзүлүш системасынын чектүү элементтер анализи: байланыштын жана микрокайра боштуктардын болушун алдын алуу

Чектүү элементтер анализинин чынайы баасы - кабычык, цементтик кабыр, жана айлануучу таш системаларын термоциклдоо жана басымдык шокторду симуляциялоо менен талдоодо пайда болот. Жылуу коллекторлордо байланыштын бузулуш куркүсүн аныктоого инженерлер жетишкен. 2023-жылы иштелип чыккан жаңы ыкма цементтин эластик модулдарын чектүү элементтер анализине негизделген материалды тандаш аркылуу ачык газдык ыңыздарда микрокайра боштуктардын пайда болушун 40% кыскарткан.

Мисал: Тарим өрөөнүндөгү жогорку басымдык жана жогорку температурадагы ыңыздын бүтүндөй системалуу чектүү элементтер анализине негизделген текшерүү

Чининин Тарим өрөөнүндө жүргүзүлүп жаткан HPHT долбоору FEA технологиясын чыныгы сыноого табышкан. Инженердик команда кабылдуулардын шарттары 162 МПа чейинки формациялык басым жана 204 Селсий градусу чейинки температурага туруштук бериши тууралуу болжолдоо жүргүзүү үчүн бир нече күрөөк чектүү элементтик анализ программаларын пайдаланган. Бурандан кийин алгачкы өлчөмдөрдү симуляциялык натыйжалар менен салыштырышкан. Натыйжада эмне тапкан? Чыныгы дүүлөт менен компьютердик модельдердин ортосунда бир жарым пайыздан аз айырма болгон. Бул дагы тактык инженерлерге кыйынчылыктар көп болгон жер асты шарттарында иштөөдө ишеним берет.

Теория менен өнүмдүлүк ортосундагы бекемдикти жабуу үчүн FEA менен дала маалыматтарын бириктирүү

Азыркы тараган индустрия операторлору бүгүнкү күнү FEA моделдерине бургылоо телеметриясын кайтарып жатышат. Биз бургылоо процессинде колдонулган вибрациялык шаблондор, бортулук өлчөмдөрү, айланма басым ж.б. жөнүндө сөз айтабыз. Бул кайтарылуу системасын киргизген сайын, бир сланец газы долбоору 50 чуманда кабелдин сыныгын 31% кысқарткан. Бул эски ыкмалар менен салыштырганда абдан жакшы, анткени инженерлер статикалык долбоорлорго гана ишенген. Бул жерде биз кабелдин убакыт өтүү менен канча туруктуу экенин ойлонуу ыкмасынын жаңы жолуна күбө болуп жатабыз. Компьютердик симуляцияларды чын бургылоо шарттарынан келген маалыматтар менен бириктирүү менен кабелдин туруктуулугу боюнча бүт дүйнө багыт алмаштырды.

ККБ

Сырткы басым астында кабелдеги калыңдыкты эсептөөнүн негизги максаты эмне?

Негизги максат - топурактын басымы жана гидростатикалык күчтөр сыяктуу сырткы басым астында күрөң түтүктөрдүн конструкциялык бүтүндүгүн камсыз кылуу.

ASME B31.3 стандарты кабырғанын калындыгын эсептөөгө кантип жардам берет?

ASME B31.3 стандарты сырткы басымды, түтүктүн сырткы диаметрин, материалдын агым күчүн жана тилмелердин эффективдүүлүгүн кароо менен минималдуу керектүү кабырға калындыгын аныктоо үчүн формула берет.

Күрөңдүктүн долбоорлоого жер басымын реалдуу убакытта моделирование кылуу неге арткан мааниге ээ?

Реалдуу убакытта жер басымын моделирование кылуу операциялар жүрүп жатканда динамикалык жаңылоо жана өзгөртүүлөргө мүмкүнчүлүк берет, бул татаал жана жогорку басымдуу аймактарда күрөңдүн чөгүшүнүн рискин күрсөтүүчү түрдө азайтат.

Терең күрөң орнотууларда түз келүү жана басуу жарылууларын болдуруунун негизги стратегиялары кандай?

Стратегиялар цементтик байланышта централизаторлор менен колдоону оптимизациялоону, эффективдүү колдоого жетпеген узундукту кемитүүнү жана чекиттүү элементтер анализин колдонуу менен чынжыр таралышын моделдөөнү камтыйт.

Коргошун түтүктүн жарылуусун башкарууда Do/T катышы эмнеге маанилүү?

Do/T катышы түзүлүштүн туруктуулугун сактоо үчүн оптимизациялоо маанилүү экенин көрсөткөн сайын көбөйгөн катыштар жарылуу деңгээлин көбөйтөт.

Чекиттүү элементтердин анализи (FEA) коргошун системасын долбоорлоого кантип таасир этет?

FEA коргошун-цемент-түзүлүштүн бириккен аракетин имитациялоого мүмкүнчүлүк берет, чынжыр таралышы боюнча толук маалымат алууга жана төзүмдүлүктү жакшылоо жана жарылууга каршы турууга мүмкүнчүлүк берет.