Удлинение колонны НКТ: нагрузка, собственный вес, температура
Удлинение свободно висящей колонны от растягивающей нагрузки, от собственного веса в жидкости и от изменения температуры, а также температурное усилие в колонне, закреплённой с обоих концов (например, на пакере).
A = π/4 · (D² − (D − 2t)²)ΔL_F = F · L / (E · A)ΔL_w = g · L² · (ρ_s − ρ) / (2 · E)ΔL_T = α · L · ΔT; F_T = E · A · α · ΔTΔL = ΔL_F + ΔL_w + ΔL_TКолонна однородная, висит свободно и открыта снизу; муфты и высадки не учтены (от них удлинение от веса на несколько процентов больше). Не учтены давление жидкости на стенки (эффект Пуассона), продольный изгиб и трение — для колонны на пакере нужен расчёт перемещений по Лубинскому. E = 2,068·10⁵ МПа, α = 1,2·10⁻⁵ 1/°C, сталь — 7850 кг/м³; при нагреве F_T сжимает закреплённую колонну, при охлаждении — растягивает.
Источник: Закон Гука и линейное тепловое расширение; Lubinski A., Althouse W. S., Logan J. L., Helical Buckling of Tubing Sealed in Packers (JPT, 1962)
Исходные данные
Единицу у поля можно сменить: значение пересчитается в единицы формулы автоматически.
Сверх собственного веса колонны; 0 — только вес и температура.
Со знаком минус при охлаждении (закачка холодной жидкости).
Конвертер единиц для этой формулыДлина · Плотность и °API · Сила и нагрузка · Разность температур
- м1
- см100
- мм1 000
- км0,001
- фут3,28084
- дюйм39,3701
- 1/32 дюйма1 259,84
- 1/64 дюйма2 519,69
- миля0,000621371
- ΔL_F — От растягивающей нагрузки–
- ΔL_w — От собственного веса в жидкости–
- ΔL_T — От изменения температуры–
- F_T — Температурное усилие при закреплённых концах–
Ещё в теме «НКТ и прихваты»
Длина свободной (неприхваченной) части колонны по удлинению труб при увеличении натяжки — оценка глубины прихвата НКТ или бурильных труб.
Объём жидкости ванны (нефтяной, водяной, кислотной), перекрывающей зону прихвата в затрубном пространстве, с запасом в трубах, объём продавки и снижение давления на забой за счёт более лёгкой жидкости ванны.
Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.