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!

    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 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

    Другие учебные работы по предмету

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