Создание комплексной методики научного обоснования выбора термозащитного оборудования для строительства и эксплуатации скважин в мерзлых породах

• Автор: Бобылева, Татьяна Вадимовна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ухта
• Количество страниц: 173 с. : ил

Содержание
Условные обозначения
Введение
1 .Анализ факторов, определяющих выбор термозащитного оборудования для строительства скважин в криолитозоне
1.1. Понятие о криолитозоне
1.2. Причины осложнений и факторы,
влияющие на динамику их развития
1.3. Развитие технического уровня термозащитного оборудования в процессе освоения арктических территорий
1.3.1. Промысловый опыт
1.3.2. Оборудование для искусственного промораживания приустьевых зон
1.3.3. Термозащитные экраны
1.3.4. Компоновка термозащитного оборудования
1.4. Основные научные концепции, обеспечивающие
технико-технологический выбор инженерных решений
1.5. Цели и задачи исследований
2. Классификация факторов, определяющих выбор
термозащитного оборудования скважин в условиях криолитозон
3.Качественная и количественная оценка параметров,
характеризующих факторы влияния
3.1. Геокриологические факторы
3.1.1. Строение криолитозоны
3.1.2 Теплофизические характеристики
пород криолитозоны
3.1.3 Физико-механические характеристики пород криолитозоны ,
3.2. Термические факторы
3.2.1. Термоактивность скважины
3.2.2. Таяние прискважинной зоны
3.2.3. Обратное промерзание
3.3. Техногенные факторы
3.3.1. Режим бурения
3.3.2. Качество цементирования
3.3.3. Конструкция скважины
4. Разработка методов подготовки исходных параметров
4.1 Определение температуры на стенке бурящейся скважины
4.2. Определение температуры на стенке скважины
в процессе ее эксплуатации
4.3. Определение льдистости мерзлых пород
4.3.1 .Методика определения льдистости
4.3.2 Определение зависимостей для прогнозирования льдистости в мерзлых породах
4.4. Определение величины прогнозных аксиальных деформаций обсадных колонн
4.5. Определение потребной эффективности
тепловой изоляции термозащитного экрана
4.6. Определение времени обратного промерзания
5. Разработка алгоритмической программы выбора термозащитного оборудования для оснащения скважин в мерзлых породах
Выводы и рекомендации
Список литературы
Приложение
Условные обозначения
а - коэффициент температуропроводности
ал, ав, аж, ам, ат, аиз, а1Р - коэффициент температуропроводности льда, воды, жидкости, мерзлых, талых пород, тепловой изоляции, материала труб С - теплоемкость
Сд, Сж, Ст, См, СР, Сх, Сп - теплоемкость льда, жидкой фазы, мерзлых, талых пород, бурового раствора, хладоносителя, пород
Cv, Суд, СуМ, Сут - теплоемкость объемная, льда, мерзлых, талых пород Дкп, Дд - диаметр кольцевого пространства, долота d - диаметр
dc, dK, dTP, dn3 - диаметр скважины, каверны, трубы, тепловой изоляции dBH, dBH(Mi, <1нлр, ^нарцц - внутренний диаметр трубы и теплоизоляционного экрана, наружный диаметр трубы и теплоизоляционного экрана
Е, ЕдИН. Ем, Ет - модуль упругости, динамический, мерзлых, талых пород Fc, FH, FBn - площади поперечного сечения по среднему диаметру трубы; то же по наружному и внутреннему диаметрам
F®ak, FHom, Fkab, F] kab, F0eb - площади кавернограмм: фактическая, номинальная, каверны, i - го участка, зоны обвалообразования g - ускорение свободного падения G - модуль сдвига
G, Gx - расход бурового раствора, хладоносителя
H, Не — глубина, глубина скважины
Jo, J, - функция Бесселя первого рода соответственно нулевого и первого порядков
Jek, jm ~ гидравлический уклон, в бурильной колонне, кольцевом пространстве
К - коэффициент, учитывающий фазовые переходы
Кт, КТ(ТР), Кт(Ст) - коэффициент теплопередачи, трубы, стенки
Рис. '1.8. Схема охлаждения приустьевой зоны скважины: а - с генератором холода: 1 -линия сжатого воздуха; 2 - воздуховод холодного притока; 3 - вентиляторы; 4 - коллекторы; 5 -патрубок; 6 - мерзлый массив; 7 - покрытие; 8 - выводная линия; 9 - крепежный хомут; 10 - генератор холода; ! I - двухстепное шахтовое направление; 12 - теплообменная полость; 13 - холодный поток газа; 14 - горячий поток газа; 6-е шахтовым направлением «Джол»: 1 - рефрижераторное шахтовое направление; 2 - камера охлаждения; 3 - тепловая изоляция; 4 - кондуктор, т т Т Т Т Т ■ граница протаивания; ХН - хладоиоситель