Исследование механических свойств металлических и полимерныхrnцентраторов

Костиков, Алексей Валерьевич Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Работа посвящена исследованию механических свойств центраторов типа ПЦС на соответствие требованиям международных стандартов ISO 10427- 1:2001 и ISO 10427- 2:2004.

Введение………………………………………………………………………….10
1. Обзор литературы……………………………………………………………..12
2.Объекты и методы исследования……………………………………………..20
2.1 обсадная колонна…………………………………………………….……20
2.2 технологическая оснастка обсадных колонн ….……………………….24
2.3 виды центраторов, их область применения…………………………….31
2.4 цельнометаллический рессорный центратор……………………………38
3. Расчетная часть………………………………………………………………..41
3.1 Проведение стендовых испытаний цельнометаллических рессорных
центраторов…………………………………………………………………..41
3.2 Проведение расчетов в ПО SolidWorks и Ansys……………………….51
4. Финансовый менеджмент, ресурс эффективность и ресурсосбережение…60
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований…………………………………………………………..61
4.2 Планирование научно-исследовательских работ……………………..70
4.3 Определение pеcуpcoэффективнocти проекта ……………………….82
5. Социальная ответственность…………………………………………………84
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…90
5.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя)
правовые нормы трудового законодательства…………………………………90
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя…………………………………………………………………….94
5.2 Профессиональная социальная безопасность…………………………95
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований………………………………….96
5.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
опасных и вредных факторов……………………………………………………98
5.3 Экологическая безопасность…………………………………………..99
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях………………………..….103
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований. …………………………………………………………………..103
Заключение………………………………………………………………………106
Список используемых источников…………………………………………….107
Приложение А…………………………………………………………………..110

В настоящее время существует острая проблема некачественного
строительства скважин. Под понятием «качество строительства нефтегазовых
скважин» понимается способность скважины в течение проектной
продолжительности её жизни давать безводную продукцию с проектными
дебитами. Соблюдение вышеуказанных условий, в большой мере, зависит от
эффективности цементирования скважины и долговечности крепи.
Во время цементации ствола скважины необходимо вытеснить буровой
раствор, затем закачивать тампонажный, чтобы это было более эффективнее,
обсадные трубы центрируются относительно оси скважины. Центраторы для
обсадных колон изготавливают из различных материалов и сплавов, в
основном они квалифицируются на металлические и полимерные. В случае
применения пружинных центраторов (металлических) с незначительной
деформируемостью, циркуляция и течение вязкопластичных суровых
растворов восстанавливаются без образования застойных зон даже в области
структурного режима течения в скважинах. При значительной деформации
пружинных центраторов (до диаметра долота) их эффективность
незначительна.
На настоящий момент остается нерешенной проблема качества
цементирования скважин, что во многом связано с неэффективным
центрированием обсадной колонны в стволе скважины. Применение
различных типов центраторов в оснастке обсадной колонны, позволяет
улучшить качество центрирование, однако следует отметить, что их
использование сопряжено с рядом других вытекающих проблем, в частности:
 сложность установки на обсадной колонне, что увеличивает время
её спуска;
 применение центраторов непосредственно в составе обсадной
колонны увеличивает жесткость колонны, что усложняет спуск в условиях
высокой интенсивности набора угла и в скважинах с большим зенитным
углом;
 не исключен риск слома центратора в процессе спуска обсадной
колонны;
 нет точного представления какие типы центраторов и с какой
фиксацией использовать, какой они должны быть формы и в каком количестве
их необходимо использовать.
1. Обзор литературы
Центраторы обсадных колонн предназначены для центрирования
обсадных колонн при спуске и цементировании их в скважине в условиях
эксплуатации. Применение центраторов позволяет получить равномерный
зазор между обсадной трубой и стенками скважины, что исключает
возможность контакта между ними и обеспечивает полную изоляцию
цементным раствором, без разрыва, а значит, существенно продлевает срок
службы труб за счет уменьшения скорости коррозии. Существенно
повышается качество цементирования за счёт выполнения центраторами
функции металлической арматуры в железобетоне, образующемся за
колонной после затвердевания цемента.
Центраторы, закреплённые на обсадной колонне (приблизительно через
каждые 10 м) с помощью стопорных колец и витых клиньев (ключей),
спускаются в скважину, заполненную буровым раствором и размещаются в
кольцевом пространстве интервала залегания продуктивной толщи,
заполняемом затем тампонажным раствором. Скважина может быть
искривлена, с кавернозными стенками и покрыта глинистой коркой.
Плотность бурового раствора может достигать величины 2,4 г/см3. Чтобы
предотвратить поломку лопастей центраторов при спуске обсадной колонны,
необходимо придерживаться температурного режима: температура
окружающей среды при спуске центраторов в скважину должна быть не менее
минус 350С, в скважине – не более плюс 2000С. Рессоры центраторов
выполнены из отожженной рессорно-пружинной стали марки 65Г,
подвергнутой дополнительной термообработке. Это позволяет деталям
центратора сохранять свою форму после семикратной деформации с
максимальной радиальной нагрузкой – до касания тела трубы. Осевая
нагрузка, выдерживаемая креплением ограничительного кольца всех
центраторов, не менее 11 800 Н.
Рисунок 1 – Центратор
1 – петля сегментная; 2 – планка пружинная (рессора); 3 – кольцо стопорное; 4 –
клин витой (ключ); 5 – ось.

Эксплуатация цельнометаллического рессорного центратора не несет
никакого вреда рабочему персоналу и окружающей среде. Конструкция
безвредна для человека, так как на открытом воздухе в нормальных условиях
не выделяет никаких вредных факторов. Что касается буровой установки, на
которой при спуске обсадной колонны используется данный центратор, то в
момент работы следует строго соблюдать технику безопасности, иметь
средства коллективной и индивидуальной средств защиты, проводить
своевременные проверки по знаниям промышленной безопасности персонала
и рабочего оборудования, чтобы заранее предотвратить аварию, которая
может привести к последствиям различной тяжести.
Заключение
Результатом проведения данной работы является изучение центраторов
для обсадных колонн и их основных видов. Были рассмотрены преимущества
и недостатки цельнометаллического рессорного центратора, которые
применяются в сборе с обсадной колонной.
Также были проведены механические испытания опытного образца
цельнометаллического рессорного центратора на измерение наружного
диаметра по противоположенным рессорам после полного выпрямления
рессор центратора, определение удерживающего усилия стопорных колец
центраторов ПЦ-178/221 и ПЦ-245/295, испытания на необратимое
разрушение растяжения, испытания на прогиб рессоры центратора до контакта
с трубой до слома. Смоделировали 3D центратора в ПО SolidWorks, и
выполнили испытание на прогиб рессоры в ПО Ansys.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение» был проведен SWOT-анализ проекта с определением его
сильных и слабых сторон, а также с определением угроз и возможностей при
его осуществлении. Для научно-исследовательского проекта был определен
бюджет затрат, который составил 205 943 рублей.
В разделе «Социальная ответственность» проведен анализ возможных
вредных факторов (например, повышенный уровень шума, повышенный
уровень вибрации). В качестве опасных факторов выявлены повышенная
пожароопасность, наличие быстровращающихся механизмов, вероятность
ГНВП.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)