автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка комплексной методики конструирования обсадных труб из композиционных материалов для крепления скважин в осложненных условиях

На правах рукописи

Федеральное агентство по образованию Ухтинский государственный технический университет

Сальников Александр Викторович

Разработка комплексной методики конструирования обсадных труб из композиционных материалов для крепления скважин в осложненных условиях

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (в нефтяной и газовой промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ухта - 2005

Работа выполнена в Ухтинском государственном техническом университете (УГТУ)

Защита состоится 27 октября 2005 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета КР 212.291.29 в Ухтинском государственном техническом университете по адресу: 169300, г. Ухта, Республика Коми, ул. Первомайская, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ.

Автореферат разослан «23» сентября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор Аванесов В. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Андронов И.Н. кандидат технических наук Берилло И. Н.

Ведущая организация:

филиал «Севербургаз» ДООО «Бургаз» г. Ухта

кандидат физико-математических наук

Н.П. Богданов

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы.

Совершенствование строительства скважин и повышение надежности крепи в осложненных условиях эксплуатации (воздействия коррозионно-агрессивных сред, повышенной температуры и горного давления) обуславливается в первую очередь, подбором высокоэффективных конструкционных материалов для обсадных труб, методов их технологической обработки и формирования поверхности.

Перспективным направлением повышения эксплуатационной надежности обсадных труб является применение композиционных материалов на основе термореактивных пластмасс, армированных стекловолокном, называемых стеклопластико-выми композиционными материалами (СКМ) или стеклопластиками, с физико-химическими и механическими свойствами, позволяющими также эффективно противостоять проблемам, связанным с переносом поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов в районы Крайнего Севера, характеризующиеся экстремальными геолого-техническими условиями.

В настоящий момент имеется опыт применения стеклопластиковых труб, использующихся для транспортировки шламов, абразивосодержащих, химически активных сред, нефти и газа, а также единичные случаи использования насосно-компрессорных и обсадных труб из стеклопластиков в артезианских и нефтегазовых скважинах глубиной до 2600 м.

Широкое использование стеклопластиков сдерживается на данный момент отсутствием научно обоснованных положений, позволяющих еще на этапе конструирования сформулировать требования к характеристикам таких труб и апробированных методик расчета, учитывающих как специфику свойств самого материала труб, так и конкретных условий их эксплуатации.

Таким образом, разработка новых и адаптация уже существующих методик конструирования и расчета обсадных труб, создание многослойных оболочек из стеклопластиковых композиционных материалов, а так же исследование поведения стеклопластикового материала под нагрузкой в условиях, близких к эксплуатационным, становится в настоящее время актуальным и современным фактором развития нефтегазовой отрасли.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями.

Исследования проводились в соответствии заказом-нарядом ПО «Севергаз-пром» НИОКР по договору №4529 от 07.07.2000 «Разработка обсадных труб из композиционных материалов для крепления солей, мерзлых пород и плывунов», договору № 03/02-2000 «Разработка обсадных и насосно-компрессорных труб с управляемо-дифференциальным обогревом для предупреждения борьбы с парафино и гидратообразованием» между НИ КРО РАЕН и ООО «Севергазпром» и

I) «р

договору № 24/12 (16-1481) «Р^фба^вОНАЛый», х и насосно-

БИБЛИОТЕКА СПетербу

» о»

компрессорных труб с наружным покрытием композиционными материалами» между НЦ КРО РАЕН и ООО «Севергазпром»

Работа базировалась на результатах, полученных в трудах: В.А. Аване-сова, И.Н. Андронова, В.Л. Бажанова, Н.В. Банчука, Ф.П. Белянкина, В.Ф. Буслаева, В.Л. Вдовенко, И.И. Гольденблата, М. Дзако, Н.С. Ениколопяна, Д.М. Карпиноса, Ф. Ко, В.В. Кобелева, В.А. Копнова, В.И. Кучерявого, A.C. Овчинского, В.И. Олейни-ка, В.Д. Протасова, В.Н. Протасова, А.Ц. Раппопорта, Р.Б. Рикардс, Ю.А. Сыскова, Т. Фудзии, В.М. Юдина, В.Ф. Яценко и др.

Цель работы. Разработка комплексной методики конструирования обсадных труб из композиционных материалов для крепления скважин в осложненных условиях.

Основные задачи работы:

- проанализировать факторы, определяющие граничные условия для проектирования обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов для осложненных условий эксплуатации;

- разработать комплексную методику расчета обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов для осложненных условий эксплуатации;

- на базе предложенной методики разработать конструкцию и провести теоретические исследования по оценке различных структур каркаса тела обсадной трубы из стеклопластиковых композиционных материалов для осложненных условий эксплуатации;

- оценить влияние метанола и повышенных температур на прочностные характеристики стеклопластиковых композиционных материалов, применяемых для производства обсадных труб.

Научная новизна:

- адаптирована методика задания целевой функции для определения оптимального радиуса и толщины стенки стеклопластиковой обсадной трубы, углов армирования и толщины пакета однонаправленных слоев армирующего наполнителя в целях обеспечения равноустойчивости ее слоевых сдвигов, равнопрочности и минимальной массы;

- разработана методика, позволяющая определить напряжения и нагрузки, возникающие в теле многослойной обсадной трубы и на границе соприкосновения оболочек;

- установлен допустимый угол намотки стеклоровинга для обсадной трубы, который составляет 54 градуса;

- выявлен характер динамики разрушения стеклопластиковых композиционных материалов от нагрузок, действующих на обсадные трубы в вертикальных нефтегазовых скважинах;

-5- установлено экспериментальным путем, что за предел прочности при расчете обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов следует принимать предел консолидационной прочности;

- установлена зависимость изменения предела консолидационной прочности стеклопластиковых композиционных материалов от воздействия температур в диапазоне от 100-250 °С и концентрации метанола.

Основные защищаемые положения:

- графо-аналитический метод, позволяющий определить оптимальное соотношение между радиусом обсадной трубы, толщиной стенки, углами армирования и толщиной пакета однонаправленных слоев армирующего наполнителя;

- комплекс методических решений, позволяющий определить напряжения и нагрузки, возникающие в теле многослойной обсадной трубы и на границе соприкосновения оболочек;

- алгоритм расчета обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов;

- качественная и количественная зависимость предела консолидационной прочности материала типа 22, применяемого для изготовления обсадных труб по ТУ 2296-005-24042753-99 от воздействия метанола и повышенных температур.

Практическая ценность.

- даны рекомендации по использованию обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов в различных температурных режимах;

- даны рекомендации по использованию обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов в скважинах, обрабатываемых метанолом;

- разработан графо-аналитический метод, позволяющий определить оптимальное соотношение между радиусом, толщиной стенки, углами армирования и толщиной пакета однонаправленных слоев армирующего наполнителя для обеспечения равноустойчивости слоевых сдвигов, равнопрочности и минимальной массы стеклопластиковой обсадной трубы;

- разработана конструкция двухслойной стеклопластиковой обсадной трубы для осложненных условий эксплуатации на примере куста № 132 Харьягинского месторождения;

- даны рекомендации по изготовлению структуры каркаса при создании двухслойной стеклопластиковой обсадной трубы для снижения напряжений, действующих на границе соприкосновения оболочек.

Реализация результатов.

Результаты работы использованы в учебном процессе кафедры МОН и ГП УГТУ в качестве методических указаний к курсовому и дипломному проектированию, а так же учебного пособия. В филиале «Севербургаз» ДООО «Бургаз» рас-

смотрена, одобрена и принята к внедрению «Комплексная методика выбора и расчета обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов (СКМ)»

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на межрегиональной конференции «Севергеоэкотех - 2002», Ухта, 2002; на V Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности», Москва, 2003, на межрегиональной конференции «Севергеоэкотех -2003», Ухта, 2003, «Севергеоэкотех - 2004», Ухта, 2004, «Севергеоэкотех - 2005», Ухта, 2005, на научных семинарах кафедры МОН и ГП УГТУ 2002 - 2005 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 8 научных работ.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Содержит 170 стр. машинописного текста, в т.ч. 30 рисунков, 8 таблиц, 149 наименований списка литературы и 3 приложения на 5 страницах.

Автор выражает благодарность за участие в подготовке, проведении исследований и оценке результатов работы профессорам Аванесову В.А., Андронову И.Н., Буслаеву В.Ф., Быкову И.Ю. Кучерявому В.И., доцентам Панцерно И.В., Соловьеву В.В., Москалевой Е.М. и многим другим.

Содержание работы

Введение. Обоснована актуальность проблемы, излагается цель работы и дана общая характеристика структуры и содержания ее разделов.

Первая глава посвящена анализу условий эксплуатации и причин разрушения обсадных труб нефтяного сортамента в осложненных условиях, а также анализу эксплуатационных характеристик и конструктивного исполнения труб для крепления скважин из СКМ.

Условия эксплуатации обсадных труб нефтяного сортамента весьма разнообразны: интервал рабочих температур ог -60 до 200°С, знакопеременные циклические нагрузки, коррозия под напряжением. В этой связи трубы для крепления скважин должны обладать высокой прочностью, коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением усталостному и хрупкому разрушению. Для районов Крайнего Севера требуется высокая хладостойкость материала труб.

Анализ промысловых данных показывает, что нарушения обсадных колонн встречаются как при спуске и креплении колонны, так и в процессе освоения и эксплуатации скважины. При этом трубы, выдерживающие значительно большие нагрузки при спуске в скважину, разрушаются в процессе длительной эксплуатации.

Причиной этих аварий является коррозионное разрушение стали (общая коррозия стенок, щелевая коррозия в резьбовых зазорах и коррозия под

напряжением), которое возникает от воздействия пластовых солесодержащих вод, сероводорода продуктивных пластов и растворов кислот, применяемых для обработки призабойных зон с целью интенсификации притока нефти и газа. Эти факторы необходимо учитывать при проектировании обсадных колонн.

Другой важный фактор, отрицательно действующий на прочность колонн, -резкое изменение температуры скважины. Нагрев колонны в период твердения цемента, а также в начальный период эксплуатации фонтанирующих скважин, вызывая чрезмерное повышение внутреннего давления, может привести к деформации колонны и нарушению ее целостности.

К основным преимуществам стеклопластиковых труб над стальными следует отнести: высокую удельную прочность; легкость по сравнению со стальными трубами (плотность стеклопластиков 1300 - 1900 кг/м3, стали, в среднем - 7800 кг/м3); малые гидравлические сопротивления, вследствие высокой гладкости внутренней поверхности, следовательно, повышенную пропускную способность; сохранение прочности труб при низких температурах; высокую коррозионную стойкость; минимальные затраты на хранение, транспорт, погрузочно-разгрузочные и монтажные работы; малую экранирующую способность распространению электромагнитного излучения; стойкость к отложениям парафина; высокие адгезионные свойства сцепления с цементным камнем; длительный срок службы (от 20 до 40 лет в зависимости от условий эксплуатации, в то время как стальные трубы выходят из строя через 2 -10 лет); пониженную теплопроводность (теплопроводность стеклопластика А.стек.=0,98 Вт/м К, теплопроводность стали А,ст.=52 Вт/м-К).

Важной особенностью стеклопластиковых обсадных труб является то, что технологический процесс их изготовления позволяет придавать конечному изделию необходимые по эксплуатационным условиям свойства. Изменяя ориентацию стекловолокон, можно варьировать значения пределов прочности (в тангенциальном направлении до 700 МПа, а в осевом до 350 МПа как на растяжение, так и на сжатие). Использование широкой номенклатуры связующих и наполнителей делает возможным изготовление стеклопластиковых обсадных труб с физико-химическими свойствами, ориентированными на конкретные условия применения (например, введение в состав армирующего компонента угольных волокон приводит к увеличению теплостойкости стеклопластика, а фурановые смолы в комбинации с эпоксидными повышают его химическую стойкость). Вопросы конструирования обсадных труб из СКМ необходимо решать одновременно с разработкой состава и структуры композиционно-волокнистых материалов.

Анализ ранее опубликованных работ и патентная проработка выявили наметившуюся в настоящее время тенденцию отечественных и зарубежных производителей к созданию многослойных композитных труб, каждая из оболочек которых выполняет определенные функции, что конструктивно позволяет повысить прочно-

стные характеристики, снизить газопроницаемость и расширить диапазон применения таких труб.

Факторы, определяющие граничные условия для проектирования обсадных труб из стеклопластиков представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Факторы, определяющие граничные условия для проектирования стеклопластиковых обсадных труб (СПОТ).

Вторая глава посвящена разработке комплексной методики конструирования обсадных труб из СКМ.

Анализ существующих методик конструирования и расчета анизотропных оболочек из СКМ, показал, что применительно к обсадным трубам из СКМ необходимо рассматривать материал, исходя из механики гетерогенных систем, т.е. в инженерных расчетах и при проектировании обсадных труб под конкретные условия эксплуатации необходим переход с макроуровня (экспериментальные исследования обобщенных свойств образца для выявления расчетных параметров) к микроуровню (экспериментальное фиксирование поведения составляющих элементов СКМ). Такой подход позволяет осуществлять обратную связь и регулировать заданные параметры СКМ заменой или физико-химической модификацией фаз материала.

На этапе выбора расчетных схем и разработки алгоритма оптимизации конструкции обсадной трубы из СКМ, при решении задачи выбора оптимальной схемы армирования композитной конструкции, перспективно использование метода задания целевой функции в определенном пространстве проектирования при наложенных ограничениях. К преимуществам этого метода над прочими применительно к конструированию обсадных труб из СКМ относится не только возможность решения системы уравнений графо-аналитическим способом, что позволяет находить оптимальные соотношения геометрических и физико-механических параметров трубы при большом количестве ограничивающих функций (в рамках условия плоскостности пространства проектирования), но и возможность решения обратных задач.

Применение обобщенной теории прочности для СКМ, основанной на теориях прочности анизотропных материалов Фишера, Мизеса-Хилла, К.В.Захарова,

Дж.Марина, постулата Друккера и обобщенной теории прочности Гольденблата -Копнова, адаптированная к расчету СПОТ В.Ф. Буслаевым, И.В. Панцерно и В.А. Аванесовым, не позволяет в полное мере описать напряженно-деформированное состояние многослойных композитных обсадных труб, состоящих из нескольких оболочек (различных по структуре расположения наполнителя, а зачастую и из разных по составу композиционных волокнистых материалов), каждая из которых выполняет определенные функции, поскольку базируется на модельных представлениях и аналитических зависимостях феноменологического характера. Для конструирования обсадных труб из СКМ под индивидуальные геолого-технические условия эксплуатации скважины крайне важно создание методики расчета, основанной на уравнениях, функционально связывающих эксплуатационные характеристики элементарного строительного модуля СКМ (оболочки, выполненной из одного материала) с параметрами микроуровня этого модуля (диаметром армирующих волокон, толщиной межфазного слоя и т.д.);

Целью данной работы является создание комплексной методики расчета, позволяющей по заданным эксплуатационным параметрам сконструировать и рассчитать прочностные характеристики однослойной, а также каждого слоя «сэндвиче-вой» конструкции обсадной трубы из СКМ (СПОТ) с выходом на техническое задание на изготовление. Данная методика учитывает как анизотропию материала, так и влияние эксплуатационных воздействий на конструкцию таких труб.

Комплексную методику конструирования СПОТ можно разделить на два этапа:

- определение оптимальной конструкции методом задания целевой функции в пространстве проектирования при наложенных ограничениях;

- расчет на прочность с применением обобщенной теории прочности для стеклопластиковых композиционных материалов в переходе на микроуровень элементарного строительного модуля.

На этапе определения оптимальной конструкции СПОТ методом задания целевой функции в пространстве проектирования при наложенных ограничениях целесообразно принять в форме целевой функции - массу обсадной трубы, как величину, связывающую радиус обсадной трубы (обусловленный глубиной скважины) и толщину стенки, определяющую прочностные характеристики трубы, а в форме неравенства - условия прочности и устойчивости материала слоев.

Графическое решение задачи об оптимизации конструкции СПОТ представлено на рисунке 2.

В диссертационной работе предложен алгоритм прочностного расчета СПОТ.

Расчет начинается с применения методики ВНИИТнефти, затем по обобщенной теории прочности И.И. Гондельблата - Копнова для СКМ, основанной на теориях прочности Фишера, Мизеса-Хилла, К.В.Захарова, Марина, постулата Друккера.

Я - наружный радиус, 5 - толщина стенки; Яо - оптимальный наружный радиус; 8о - оптимальная толщина стенки; 1 - ограничение по прочности; 2 - ограничение по общей устойчивости без учета межслоевых сдвигов; 3 - ограничение по местной потере устойчивости; 4 - целевая функция (масса СПОТ - т (Я, 8)) Рис. 2. Графическое решение задачи об оптимизации конструкции СПОТ.

При необходимости рассматривается многослойная конструкция и выполняется пересчет.

Далее полученные в результате расчета значения уточняются по методике, основанной на последовательном нахождении радиальных, окружных, касательных и осевых напряжений, а также усилий действующих на границе элементарных строительных модулей стеклопластика. За такие модули в условиях перехода на микроуровневое конструирование необходимо принять матрицу и наполнитель стеклопластикового композиционного материала.

Применительно к расчету стеклопластиковых обсадных труб зависимости для определения напряжений, действующих на границе между строительными модулями можно записать в виде:

- радиальное напряжение <тг

Р с ' г2 ~~ ^нн * гз 0*нн ~~ Рс ) г2 ' гз ,

ПГ = Т2 - Г2 + (т2 - г2"! г2

Г3 Г1 1/з 2 J 2

— окружное напряжение <то

-11-

~ Р нн ' т2 (^нн * Рс )' г2 ' тз

- касательное напряжение те

те

- осевое напряжение <т2

рк-1 р _к-1

гнн гс гз 1г+1 , , -(к+1)

+-^—г| Гз (а13 -к-а23 ~Ч-к аз4)г2 1 >

где Рс - давление на границе соприкосновения модулей; Рцп - наружное давление (в общем случае - на момент конца продавливания тампонажного раствора, либо горное); г\,гз- внутренний и наружный радиус тела трубы; г2 - радиус границы между модулями; аи - упругая постоянная материала модуля, ц.ь Ць - расчетный коэффициенты, определенные приведенными упругими постоянными

где Рп, Р44, Рн, Р22, Рн - приведенные упругие постоянные, зависящие от упругих постоянных материала модуля.

Давление на границе соприкосновения модулей Рс

где Рвнн — внутреннее давление; А21, (А22) - расчетный коэффициент для материала модуля,

где Аь К.2, Аз, А4, А5, Аб, А7 - расчетные коэффициенты, характеризующиеся размерами модулей и упругими постоянными материала модулей.

Поскольку изготовление оболочки производится намоткой однонаправленных слоев на оправку, причем ориентация этих слоев в композите, как правило, осуществляется в четырех основных направлениях (с углами близкими к 0°, 45, 90°, -45°), в общем виде каждую упругую постоянную материала оболочки определяют суммируя упругие постоянные материала модуля для однонаправленного его слоя с различным углом ориентации. Так, например для а^ имеем:

_ А2Г г вн

А22-В21

^12 _ а22 • А3 + ац • А3 + а24 • А7, А22 = Э|2 'А, + а22 ■ А2 + а2т • А4 + а24 • А(

где ш - количество однонаправленных слоев, ориентированных в одном основном направлении; а^ а®', а£5-, а^®' - упругие постоянные материала модуля для однонаправленного слоя с углом ориентации, в композите, соответственно равным 0, 90°, 45°, -45°;

Аналогично В21, В22 - расчетный коэффициент для материала модулей

В21=а,2 В, +а22 В, + а23 В5 +а24 В7,

В22 = а22 • + а23 • В4 + а24 • В6 ,

где В|, Вг, Вз, В4, В5, В6, В7 - расчетные коэффициенты, характеризующиеся размерами модулей и упругими постоянными материала модулей

Приняв за элементарный строительный модуль каждую из оболочек двухслойной СПОТ, приведенные выше зависимости целесообразно использовать при нахождении напряжений и давления на границе соприкосновения этих оболочек, а так же в слоях внутренней и наружной поверхности обсадной трубы из СКМ.

Третья глава посвящена разработке конструкции двухслойной стеклопласти-ковой обсадной трубы для осложненных условий эксплуатации.

Разработка конструкции двухслойной СПОТ проводилась для условий Харья-гинского месторождения Ямало-Ненецкого округа (куст 132). Месторождение характеризуется высоким содержанием сероводорода. Для ограничения сероводородной коррозии обсадных труб целесообразно применение композиционных материалов.

В качестве разрабатываемой обсадной колонны из стеклопластика в данной работе принята гладкая эксплуатационная колонна длиной 3831 м. Трехколонная конструкция скважины, глубиной 3831 м, представлена на рисунке 3.

Пространство проектирования при определении оптимальной конструкции методом задания целевой функции ограничено диаметром скважины под эксплуатационную колонну О = 0,222 м (Я = 0,111 м), максимальным условным диаметром НКТ для данной конструкции скважины с! = 0,089 м (г = 0,0445 м), а также условиями исчерпания несущей способности СПОТ:

- по равнопрочности

2л-ох

- по общей устойчивости для обсадной трубы опертой на забой (без учета межслоевых сдвигов)

'р-12

к=1

я

•5

з

х

- местной устойчивости для обсадной трубы опертой на забой

1/4

РУ" 3

1/2 '

ЕХЕУ

Целевая функция:

т(Я, 8) = 2л ■ I ■ р ■ Я • 8 = шт

и т г-1 или к =--о

2к-1-р

где Я - радиус обсадной трубы; б - толщина стенки.

Предварительно материалом проектируемой СПОТ был принят стеклопластик типа 22, применяемый для изготовления обсадных труб по ТУ 2296-005-2404275399. На рисунке 4 представлено графическое решение задачи об оптимизации конструкции проектируемой стеклопластиковой обсадной трубы:

- оптимальный наружный радиус Яо„ = 0,097 м;

- оптимальная толщина стенки 60 = 0,025 м.

Предварительно выбрана эксплуатационная колонна из труб диаметром Эн = 0,194 м, внутренним диаметром с1в„ = 0,1441 м, длиной / = 12 м, и толщиной стенки 8 = 0,025 м.

Схема трехколонной номерую!« авапяны с эюэтпуатацюнной иалонной ю стати

Г^доиупмв!

Схематрвоеолонной тиструю*« аеэтъ) с «стпуетцеиной иапвжой юсгвкпоппастиа

Схема треяюлонной ючег^луи саевплы с эюлпувгачиожой иапожой навой инструкции

1

Щ

»имйчктспэк

а„.<хш м <?,«Ц15Дм

Рис. 3. Трехколонная

конструкция скважины, глубиной 3831 м

1 2 3 4 5 6 б,-10 2М

Я - наружный радиус, 5 - толщина стенки; Яс - радиус скважины; Ян - наружный радиус НКТ, Яо - оптимальный наружный радиус; 8о - оптимальная толщина стенки; 1 - ограничение по прочности; 2 - ограничение по общей устойчивости без учета межслоевых сдвигов; 3 - ограничение по местной потере устойчивости; 4 — целевая функция (масса СПОТ - т (Я, 8))

Рис. 4. Графическое решение задачи об оптимизации конструкции проектируемой СПОТ

На этапе расчета колонны по методике ВНИИТнефти было установлено, что величина предельного наружного давления для труб эксплуатационной колонны при котором напряжения в теле трубы достигают предела прочности, определенная по формуле Г.М. Саркисова, составила РПрН =55-106 Па. В то время как градиент горного давления для глубины залегания пород в интервале 2085-3900 м, составил 2,42-104 Па/м.

Условие прочности трубы по наружному давлению при глубине скважины 3831 м и наибольшем наружном давлении Р„ = 94-Ю6 Па не выполняется. Соответ-

ственно необходимо изменить конструкцию эксплуатационной колонны.

Верхнюю часть колонны предлагается выполнить однослойной, из материала 22 как и в предыдущей конструкции, а нижнюю - двухслойной, причем внутренняя оболочка изготавливается из материала 22, а внешняя из углепластика А8-1/3501-5А фирмы «Геркулес».

Глубина, на которой произойдет разрушение однослойной конструкции, соответствующая предельному наружному давлению эксплуатационной колонны Рпрн=55-10б с градиентом Рг =2,42 104Па/м, составила Ь„ = 2273 м.

В целях обеспечения надежной работы новой конструкции колонны необходимо уменьшить глубину Ь„, м, на длину 20-ти свечей, что позволит найти длину верхней (Ьв = 2033м), и нижней (Ь„ = 1847 м) части колонны.

Типовая схема конструкции скважины стеклопластиковой эксплуатационной колонны (СПЭК) новой конструкции представлена на рисунке 3.

Геометрические размеры верхней части эксплуатационной колонны: наружный диаметр Б„=0,194 м; внутренний диаметр <1ВН=0,1441 м; толщина стенки 8=0,025 м; длина колонны Ьв=2033 м.

Геометрические размеры нижней части эксплуатационной колонны: наружный диаметр Он „=0,194 м; диаметр границы между внешней и внутренней оболочками (1ф1 = 0,154 м; внутренний диаметр <3В„ „=0,1441 м; толщина стенки Я„=0,025 м; длина колонны Ь„=1847 м.

Материал оболочек колонны: внутренняя - стеклопластик типа 22; наружная -углепластик А8-1/3501-5А.

Наибольшее внутреннее давление в верхней части эксплуатационной колонны Р„„в = 35,8 МПа возникает от давления столба цементного раствора на глубине Ь„=2033 м. Наибольшее внутреннее давление в нижней части эксплуатационной колонны Рвп „ = 68,4 МПа возникает от давления столба цементного раствора на глубине Ь=3831 м.

Далее расчет прочностных характеристик стеклопластиковой обсадной трубы велся по обобщенной теории прочности для СКМ. Результаты расчета представлены в таблице 1.

Расчет прочностных характеристик двухслойной стеклопластиковой обсадной трубы по границам элементарных строительных модулей микроуровня композиционного материала велся исходя из следующих положений:

- внутренняя оболочка находится под воздействием внутреннего давления (от столба цементного раствора) Рвн„=68106 Па, и давления от внешней оболочки Рс], Па;

- внешняя оболочка - под воздействием наружного давления Р„ „=94-106 Па, и давления от внутренней оболочки РС2;

Таблица 1

Результаты расчета прочностных характеристик СЛОТ

Нагрузки на СТОК Коэффициент запаса

Действующая Допускаемая

Вид нагрузки Колонна труб

Верхняя часть Нижняя часть Верхняя часть Нижняя часть Верхняя часть Нижняя часть

Осевая страгивающая, кН 0,916 0,375 2,48 4,77 2,7 12,7

Внутреннее давление, МПа s it 35,8 68,4 135,3 384,3 3,78 5,6

Наружюе давление, МПа X IS S I 45,8 94 55 165,5 1,3 1,76

Совместное действие m Ф s з

Растяжение + наружюе давление, МПа Сжатие + внутреннее давление, МПа Изгиб* сжатие, МПа t-0) z о С 179,26 88,3 100,4 405,1 159,5 41,15 646,2 646,2 240,0 1746,8 1746,8 386,2 3,6 7,3 2,39 4.3 10,95 9.4

Растяжение + наружное давление - разрушающее давление, МПа - рарушающве осевое усилие, кН Растяжение + внутреннее давление - разрушающее давление, МПа - разрушающее осевое усилие, кН По обобщенной теории прочности для | стеклопластиков | 45,8 0,916 35,8 0,916 94 375,28 68 375,28 261 5,22 93,9 2,4 1558 6180 1558 8520 5,69 5,7 2,62 2,6 16,6 16,5 22,9 22,7

Давление на границе соприкосновения оболочек, МПа V S с 18 « О ф 87,68 165 1,9

Радиальное напряжение, МПа ? fe ■i g-О о с *> g X - 116,4 - 1704 - 14,6

Окружное напряжение, МПа Касательное напряжение, МПа Осевое напряжение, МПа 0 10 1 >* ш О * SC ¡58 II * 1 s о о V 2 О С - 38,2 4,95 37,5 - 1074 432 384 2 - 33,6 87,3 10,2

- поскольку двухслойная конструкция должна находится в состоянии равновесия, давления на границе соединения внутренней и внешней оболочек будут равны между собой, то есть Рс1= Рс2.= Рс, где Рс - давление на границе соприкосновения оболочек.

Давление на границе слоев составило Рс = 87,68 МПа. В результате расчета были определена оптимальная толщина одного однонаправленного слоя после отверждения 8сл=0,11310"3 м, и оптимальный угол косослойной намотки ср = 45°.

Распределение радиальных, окружных и касательных напряжений по толщине стенки внутренней и наружной оболочки конструируемой обсадной трубы представлены на рисунке 5.

№ВЖ{й0бэт>«доют1«й1ос!руч*и эоцвгаца+сйюты игейшйс&п^екдухго^югави+м» экщя1а*и+С1

ст.МЬ «1

ш

г^аси м

г^01077 м | г^ОДОм

ГГк

с^МЪ

\

Г,=Ц0Ем г/01077 м

г^=й0В7м

«р^нйобговдадаонйюадщи'! эст^аадо+сйюты

т^ГЪхЮ15

г^ода м

г^0,077м

Гз=С10Е17м

Рис. 5. Распределение радиальных, окружных и касательных напряжений по толщине стенки внутренней и наружной оболочки конструируемой обсадной трубы

Анализ уравнений, приведенных в главе 2 показал, что не маловажную роль в определении напряжений, играет используемый в процессе изготовления трубы вид намотки. Дня оценки этого фактора при прочих равных условиях были определены значения напряжений на границе соприкосновения внутренней и внешней оболочек обсадной трубы при различных видах намотки. Результаты расчета представлены в таблице 2.

Таблица 2

Напряжения, действующие в СПОТ двухслойной конструкции в зависимости от

вида намотки

Вздгаштки Вфарамнпхероольдэжлйфй обэти Грицкпрюаааяв^аий ИЕШЛСЙОбоПШС Нгужштпфаоаьлужлйсй а&я«и

о, М!э Овжя ч, МЪ о1 МЪ а, МЬ Т, МЪ, ъ, ю "т Оявх чрця*, <гг МЪ, о МЪ МЪ Ови "Ч' о, МЪ,

Шллюссрвоакй сшшрлямсшв •пьрек шдаямк □ □ -128^1 49,8 5,66 37,5 -11Й4 <95 37,5 -844 &2 3,1 Ф

НкЯШСОрСНЕЦЕЙ ато^твш! сг® в фехтаравнх -ВЦ 59,6 т 1 28.6 -119,1 47,2 5,67 28 -87 1Д2 3,85 26

■ -142,4 9С(5 7« Д4 -127,4 Д5 5,91 29,4 -88^9 37,1 3,3 33,1

Нмлюссроаэда оаащтленьк слхвв Я^ХШ^ВШВМК □ -115,2 ЦЗ <2 4 -10^5 4)Ь 3,67 4 -84^ -17,8 227 4

Нвстессренацш свкшрнвнксюв одшшдот« ■ -77 ■9,5 4 О -77 ■45 3 15 -77 -9,4 0 V

□ -119 25 4^34 2 -109 15 3,88 1,95 -85 -9,7 гаь 1,6

- ОкнШАОЗПврШШП СОИ КИШЛС ТВДУППИ О ЕГрХОПЯ#ООГ1р|<Н -(^»шшяодстацмшиистав кмотос гшутмЭДкгрзспнйам-ф^ы

- Окнамсдокпяткгос-пя в юплюе ггтгам - 45 кгщхтейозгтр&г

Из анализа таблицы 2 можно сделать вывод о целесообразности изготовления тела стеклопластиковой обсадной трубы для данных условий эксплуатации путем

последовательной намотки с ориентацией однонаправленных слоев в композите под углами 90, - 45, 0, +45°, поскольку намотка труб для нефтегазовой промышленности с ориентацией однонаправленных слоев в одном и двух направлениях не предусмотрена практикуемой технологией изготовления. Такая очередность намотки ро-винга позволяет снизить напряжения, действующие на границе слоев.

Четвертая глава посвящена исследованию характера и динамики разрушения материала композиционных стеклопластиковых труб в вертикальных нефтегазовых скважинах, получение информации о качественном составе СКМ, применяемых для изготовления СПОТ, а так же выяснение влияния агрессивных сред и повышенных температур на их прочностные свойства.

Испытания проводились по классической схеме путем сжатия плоскопараллельных образцов, изготовляемых из стеклопластиковых труб СПОТ 150/190 ТУ 2296-055-24042753-99 производства ЗАО «Пармапласт».

Температурное влияние оценивалось на реальных образцах в пределах от 100 до 250°С с шагом в 50°С.

Для выявления коррозионного воздействия метанола на пилотный слой, образцы выдерживали в течение 9 суток в следующих смесях: 10% метанол (50%) + дистиллированная вода (50%); 25% метанол (50%) + дистиллированная вода (50%); 50% метанол (50%) + дистиллированная вода (50%); 100% метанол (50%) + дистиллированная вода (50%).

Для изолирования от воздействия агрессивной среды торцы образцов обрабатывались жидким стеклом.

Для исследования характера и динамики разрушения материала композиционных стеклопластиковых труб в вертикальных нефтегазовых скважинах, проводилась качественная оценка разрушений образцов, которая основывалась на наблюдении в микроскоп их проявления на поверхности образца. Боковая поверхность образцов шлифовалась и протравливалась ацетоном.

Учитывая опыт исследования стеклопластиков при сжатии, были приняты следующие геометрические размеры образцов: ширина 20 мм, высота 20 мм, толщина 16 мм.

Характерная графическая зависимость между напряжениями сг и деформациями s, сохраняющаяся при каждом виде нагружения, изображена на рисунке 6.

На кривой нагружения имеются два экстремума а, и стр, которые объясняются следующим. При нагружении образца вначале нагрузку воспринимает только часть стекловолокнистых нитей, некоторые из которых после деформации разрушаются и напряжения падают, что соответствуют уровню ст. При дальнейшей деформации в процессе нагружения до разрушения образца нагрузку воспринимают все оставшиеся нити корда, что ведет к увеличению разрушающего напряжения до уровня стр

(т„р - предел пропорциональности; <ту|ф - предел упругости; cri - прерывистое напряжение; сГр— разрушающее напряжение; ар] - предел консолидационной прочности Рис. 6 Характерная графическая зависимость между напряжениями и деформациями

Наряду с этим, исследования выявили, что появление трещин внутри образцов происходит до достижения максимальной нагрузки, а видимые в микроскоп разрушения появляются уже при напряжениях, соответствующих ложному пределу прочности Стп, составляющих 0,3 - 0,6 от предела прочности (оР) в соответствующем направлении.

При нагружении вдоль армирующего наполнителя раскрытие мелких удлиненных трещин в слоях с поперечным расположением волокон наблюдается в основном около границы слоев с ортогональным расположением арматуры. При более высоких напряжениях (0,8 - 0,9 ар) заметно дальнейшее раскрытие этих трещин и расслоение между волокнами в слоях с продольным расположением

армирующего материала. Разрушения располагаются практически равномерно по всей боковой поверхности за исключением областей, близких к торцам образца при сжатии.

Несколько иная картина развития разрушений наблюдается при радиальном нагружении образцов (перпендикулярно слоям с углом расположения армирующего наполнителя ф = 45°). При низких напряжениях (0,3 - 0,4 оР) появляется контрастное различие между слоями с взаимно ортогональным расположением волокон. Затем появляются видимые трещины сдвига между отдельными группами волокон в каждом слое и между слоями, которые при возрастании нагрузки увеличиваются в результате отрыва при раскрытии межслойных трещин.

Окончательное разрушение происходит при развитии разрушений от сдвига и интенсивном раскрытии трещин, отрыве в межслойных областях.

Характерные микроструктуры трещин полученные в исследуемом КСМ при различных вариантах нагружения представлены на рисунке 7.

а б в

а - осевое; б - радиальное; в - тангенциальное

Рис. 7. Характерные микроструктуры трещин полученные в исследуемом стеклопластике при различных вариантах нагружения.

Графическая зависимость между ложным пределом прочности стрь температурой выдержки образца I и концентрацией метанола изображена на рисунках 8 и 9 соответственно.

Зарождение трещин при радиальном нагружении начинается в поверхностном пилотном слое образца, а специфика направления развития трещины обусловлена ориентацией армирующего наполнителя в матрице.

Метанол, применяемый для предотвращения гидратообразований в скважинах, является химически агрессивной средой, обладающей окислительными свойствами. Падение прочности образца с повышением концентрации воздействующего на него метанола объясняется химической деструкцией, проходящей в реакционной зоне пилотного слоя.

Падение прочности материала после обработки образцов температурой выше 100 °С обусловлено снижением эластичности аппрета.

200 180 160 140

120

| 100 я

э 80 §

а во

о ж

§ 40 !

С 20

-К-

-К-

20

100

150

Температура, С

200

♦ - Тангенциальное нагружение 1

~ Радиальное нафужение ■

250

■Осевое нафужение

Рис. 8. Графическая зависимость между пределом консолидационной прочности и температурой выдержки образца

200

Концентрация метанола,%

- ♦ - Тангенциальное нафукение I — Радиальное нафужение ■

-Осевое нафужение

Рис. 9. Графическая зависимость между пределом консолидационной прочности и концентрацией метанола

Основные выводы и рекомендации:

1 Разработана комплексная методика, позволяющая оптимизировать конструкции и рассчитать обсадные трубы из анизотропных волокнистых композиционных материалов для осложненных условий эксплуатации.

2 Установлено, что для уменьшения напряжений, действующих на границе контакта оболочек двухслойной обсадной трубы необходимо производить намотку разнонаправленных слоев стеклоровинга в последовательности 90°, - 45°, 90°, 45° к образующей.

3 Экспериментально определено, что механизм развития напряжений и относительных деформаций при сжатии и растяжении стеклопластиковых композиционных материалов идентичны.

4 Установлено, что при расчете стеклопластиковых обсадных труб за предельно допустимое напряжение следует принимать величину, соответствующую пределу консолидационной прочности.

5 Экспериментально установлена и подтверждена зависимость изменения предела консолидационной прочности стеклопластиковых композиционных материалов от воздействия температур в диапазоне от 100-250 °С и концентрации метанола, даны рекомендации по использованию стеклопластиковых обсадных труб из в различных температурных режимах и концентрациях метанола.

6 На основе выполненных исследований разработана «Комплексная методика выбора и расчета обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов (СКМ)», принятая для внутреннего использования ДООО «Севербургаз».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1 Аванесов В.А., Сальников A.B. Применение стеклопластиковых труб при бурении и эксплуатации скважин в криолитозоне //Сборник научных трудов: Материалы научно-технической конференции (16-18 апреля 2001 г.). - Ухта, УГТУ, 2002 г. - 323 с.

2 Оценка актуальности возможности применения труб из стеклопластиков при строительстве и эксплуатации скважин Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции / А. В. Сальников, М. Г. Комаров, И. В. Панцерно и др. // Конгресс Ш нефтегазопромышленников России (Уфа, 2001г.).Проблемы нефти и газа.Науч. тр./ Уфим. гос.нефт техн. ун-т. - Уфа: Реактив, 2001. - С.226-228.

3 Панцерно И.В., Аванесов В.А., Сальников A.B. Композиционные материалы для строительства скважин в условиях Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Научно-технический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» №12 - М: ВНИИОЭНГ, 2003. - С. 3 - 5.

4 Сальников A.B., Аванесов В.А., Панцерно И.В. Методика определения граничных напряжений для многослойных нефтепромысловых труб из волокнистых

Ii 18 125

материалов Научно-технический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» №12 - М: ВНИИОЭНГ, 2003. - С. 13 - 16.

5 Сальников A.B., Аванесов В.А., Панцерно И.В. Влияние эксплуатационных факторов на свойства композиционных стеклопластиковых материалов, применяемых при создании труб для нефтегазовой промышленности. Научно-технический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» №12 - М: ВНИИОЭНГ, 2003. - С. 31 - 32.

6 Аванесов В.А., Сальников A.B., Москалева Е.М. Исследование коррозионного воздействия сред на стеклопластиковые трубы для крепления и эксплуатации скважин. Научно-технический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» №4 - М: ВНИИОЭНГ, 2004. - С. 13 - 15.

7 Сальников A.B., Аванесов В.А. Исследование характера и динамики разрушения материала композиционных стеклопластиковых труб в вертикальных нефтегазовых скважинах. Научно-технический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» №8 - М: ВНИИОЭНГ, 2005 - С. 48 - 52.

8 Сальников A.B., Аванесов В.А. Развитие комплексной методики конструирования обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов. Научно-технический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» №9 - М: ВНИИОЭНГ, 2005 - С. 30 - 33

РНБ Русский фонд

2006-4 16702

Соискатель

Отпечатано в Отделе оперативной полиграфии Ухтинского государственного технического университета Усл.п.л. 1,4. Уч-изд. л. 1,0. Сдано в печать 19.09.2005 г. Тираж 100 экз. Заказ № 192. 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.

Список сокращений

Введение

1 Состояние проблемы, определение цели работы и постановка задачи исследования

1.1 Анализ условий эксплуатации труб для строительства и эксплуатации скважин

1.2 Анализ причин разрушения обсадных труб в осложненных условиях

1.2.1 Нарушения обсадных колонн под действием внутреннего давления

1.2.2 Нарушения обсадных колонн под действием наружного давления

1.2.3 Нарушения обсадных колонн под действием растягивающих нагрузок

1.3 Анализ эксплуатационных характеристик обсадных труб изСКМ

1.4 Анализ конструктивного исполнения обсадных труб из

СКМ и опыт их применения

1.5 Направления исследований по созданию труб для

4 крепления и эксплуатации скважин из композиционных материалов

2 Разработка комплексной методики расчета обсадных труб из СКМ

2.1 Анализ существующих методик конструирования и расчета анизотропных оболочек применительно к обсадным трубам из СКМ

2.1.1 Анализ методик определения оптимальной схемы армирования СКМ для создания обсадных труб

2.1.2 Анализ методик расчета многослойных цилиндрических f оболочек из СКМ

2.2 Комплексная методика расчета обсадных труб из СКМ

2.2.1 Определение оптимальной конструкции СПОТ

2.2.2 Расчет прочностных характеристик СПОТ по методике ВНИИТнефти адаптированной для СКМ

2.2.3 Расчет прочностных характеристик СПОТ по обобщенной теории прочности для СКМ

2.2.4 Расчет прочностных характеристик двухслойной СПОТ по границам элементарных строительных модулей микроуровня СКМ

3 Разработка конструкции двухслойной СПОТ для осложненных условий эксплуатации

3.1 Определение оптимальной конструкции методом задания целевой функции

3.2 Прочностной расчет проектируемой СПОТ

4 Исследования влияния агрессивных сред и повышенных температур на прочностные характеристики СКМ, применяемых для производства обсадных труб

4.1 Обоснование цели исследований

4.2 Методика испытаний

4.3 Обоснование размеров и форм образцов

4.4 Выбор испытательных машин, приборов и режима испытания

4.5 Обработка результатов испытаний 136 ^ 4.6 Анализ результатов экспериментов

4.7 Выводы

Совершенствование строительства скважин и повышение надежности крепи в осложненных условиях эксплуатации (воздействия коррозионно-агрессивных сред, повышенной температуры и горного давления) обуславливается в первую очередь, подбором высокоэффективных конструкционных материалов обсадных труб, методов их технологической обработки и формирования поверхности.

Перспективным направлением повышения эксплуатационной надежности обсадных труб является применение композиционных материалов на основе термореактивных пластмасс, армированных стекловолокном, называемых стек-лопластиковыми композиционными материалами (СКМ) или стеклопластиками, с физико-химическими и механическими свойствами, позволяющими также эффективно противостоять проблемам, связанным с переносом поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов в северные регионы, характеризующиеся экстремальными геолого-техническими условиями. [36, 77, 101, 139, 140]

На данный момент имеется опыт применения стеклопластиковых труб, использующихся для транспортировки шламов, абразивосодержащих, химически активных сред, нефти и газа, а также единичные случаи использования на-сосно-компрессорных и обсадных труб из СКМ в водных и нефтегазовых скважинах глубиной до 2600 м. [22, 24, 40 - 42, 44, 48, 59, 62, 63, 67, 78, 137, 138, 141, 143- 145]

Весь комплекс свойств, которыми обладают СКМ, а также наметившаяся в настоящее время тенденция отечественных и зарубежных производителей к созданию многослойных стеклопластиковых трубных конструкций, каждая из оболочек которых выполняет определенные функции [6, 25, 52, 62, 76, 80 - 82, 102, 108 - 111, 116, 121 - 125], создают предпосылки к применению композитов в качестве стеклопластиковых обсадных труб (СПОТ) для крепления глубоких нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях.

Однако их широкое использование сдерживается на данный момент отсутствием научно обоснованных положений, позволяющих еще на этапе конструирования сформулировать требования к характеристикам таких труб и апробированных методик расчета, учитывающих как специфику свойств самого материала труб, так и конкретных условий их эксплуатации.

Таким образом, разработка новых и адаптация уже существующих методик конструирования и расчета обсадных труб, создание многослойных оболочек из СКМ, а так же исследование поведения стеклопластикового материала под нагрузкой в условиях, близких к эксплуатационным, становится в настоящее время актуальным и современным фактором развития нефтегазовой отрасли.

Основные выводы и рекомендации

1 Разработана комплексная методика, позволяющая оптимизировать конструкции и рассчитать обсадные трубы из анизотропных волокнистых композиционных материалов для осложненных условий эксплуатации.

2 Установлено, что для уменьшения напряжений, действующих на границе контакта оболочек двухслойной обсадной трубы необходимо производить намотку разнонаправленных слоев стеклоровинга в последовательности 90°, -45°, 90°, 45° к образующей.

3 Экспериментально определено, что механизм развития напряжении и относительных деформаций при сжатии и растяжении стеклопластиковых композиционных материалов идентичны.

4 Установлено, что при расчете стеклопластиковых обсадных труб за предельно допустимое напряжение следует принимать величину, соответствующую пределу консолидационной прочности.

5 Экспериментально установлена и подтверждена зависимость изменения предела консолидационной прочности стеклопластиковых композиционных материалов от воздействия температур в диапазоне от 100-250 °С и концентрации метанола, даны рекомендации по использованию стеклопластиковых обсадных труб из в различных температурных режимах и концентрациях метанола.

6 На основе выполненных исследований разработана «Комплексная методика выбора и расчета обсадных труб из стеклопластиковых композиционных материалов (СКМ)», принятая для внутреннего использования ДООО «Севербургаз».

153

1. Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984.-264с.

2. Амбарцумян С.А. Теория анизотропных оболочек. М.:Физматгиз, 1986. -324с.

3. Андреевская Г.Д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики- М.: Наука, 1966. 370с.

4. Анищенков В.М., Милейко С.Т. Усталость слоистого материала // ДАН СССР. 1978 №5 - С. 1068 - 1069.

5. Антикоррозионная служба предприятий: Справ, изд. / Степанов И.А., Савельева Н.Я., Фиговский O.JI. Л.: Металлургия, 1987. - 240 с.-j

6. Армированная труба-оболочка: Пат. 2156394 Россия, МПК F 16 L 9/12. / А. Ф. Романов, В. В. Конкин, Б. Г. Майоров (RU). -№ 99101979/06; Заявлено 05.06.97; Опубл. 27.01.99; Бюл. № 3 2 с.

7. Армированные пластики: Справочное пособие./ В.А. Бунаков, Г.С. Головкин, Г.П. Машинская и др.; Под ред. Г.С. Головкина, В.И. Семенова. М.: Изд-во МАИ, 1997. - 404 с.

8. Асланова М.С. Стеклянные волокна. М.:Химия, 1989.-256с.

9. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. — М.: Химия, 1984.-297с.

10. Ю.Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 679 с.

11. П.Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. - 632 с.

12. Белянкин Ф.П., Дыбенко Г.И. Влияние скорости деформирования и скорости нагружения на прочность образцов различных размеров из слоистых пластиков // Заводская лаборатория. 1963. -№10. - С. 23 - 28.

13. Белянкин Ф.П., Яценко В.Ф., Дыбенко Д.И. Прочность и деформативность слоистых пластиков. Киев.: Наукова думка, 1964. - 219с.

14. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. -М.: Наука, 1970.-392с.

15. Бидерман B.JI. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977.-488с.

16. Биргер И.А. Круглые пластинки и оболочки вращения. М.: Оборонгиз, 1961.-452 с.

17. Ван Фо Фы Г.А. Конструкция из армированных пластмасс. Киев: Техника, 1981.-220 с.

18. Ванин Г.А. Микромеханика композиционных материалов. Киев: Наукова думка, 1985.-302с.

19. Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение,. 1988. - 275с.

20. Волокнистые композиционные материалы с металлической матрицей/Под ред. М.Х.Шоршорова. — М.: Машиностроение, 1981,-272с.

21. Воробей В.В., Сироткин О.С. Соединение конструкций из композиционных материалов.-М.: Машиностроение, 1985.-166с.

22. Временное руководство по креплению скважин пластмассовыми трубами.-Альметьевск. -1972.-38 с.

23. Высокопрочные армирующие волокна/Обзорная информация/ Сер. Про-мышл. хим. волокон. М.:НИИТЭХИМ,1983.-с.89-92.

24. Газовые и газоконденсатные месторождения. Под ред. В.Г. Васильев и др. -М: Недра, 1983.-375 с.

25. Герметичная труба оболочка: Пат. 2165048 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / В. А. Барынин, J1. А. Соболь, Е. А. Виноградов (RU). - № 99120827/06; Заявл. 22.03.1997; Опубл. 28.09.99; Бюл. № 10-2 с.

26. Гогоненков Г. Трехмерная сейсморазведка новый этап в освоении месторождений.- М.: Нефть и капитал, 1996. С.62-63

27. Головкин Г.С. Конструирование композиционных пластиков // Пластики конструкционного назначения / Под ред. Е.Б. Тростянской. М.: Химия, 1974.-485 с.

28. Гольденблат И.И. Копнов В.А. Критерии прочности анизотропных материалов//Механика.- 1965.-№6.-С. 18-23.

29. Голышкин В.Г., Кучернюк В.Д. Юсупов В.Г., Прямов П.А. Оценка качества цементирования пластмассовых колонн акустическим методом. Бурение: Науч. Тех. Сборник. ВНИИОЭНГ. 1972. -Вып.4

30. Голышкин В.Г., Юсупов И.Г., Хазеева P.P. Исследование сцепления тампо-нажных материалов с пластмассовыми трубами. Тр. ТАТНИПИнефть. -1971. Вып.19.

31. Горяинова А.В. Стеклопластики в машиностроении. -М.: Машгиз, 1961.-157 с.

32. Григоренко Я.М. Изотропные и анизотропные слоистые оболочки вращекия переменной жесткости. Киев: Наукова думка, 1973.-232с.

33. Гуняев Г.М. Проектирование высокомодульных полимерных композитов с заданными свойствами // Композиционные материалы. 1981. - № 8 - С. 223-227.

34. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1981.-275 с.

35. Дзенис Ю.А.//Механика композитных материалов. 1986. - №1. - С. 14-22.

36. Дьяконов А.И. Стратегия поиска крупных газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений в Тимано-Печорской провинции // Сборник научных трудов / Ухта, 1996 №2. -С.90-96

37. Жигун И.Г. Радимов Н.П. Влияние структуры армирования типа матрицы на сопротивление сдвигу и сжатию пространственно-армированных композитов «Поликарбон»// Механика композитных материалов. 1985. -№1. -С.37-42.

38. Жигун И.Г., Поляков В.А. Свойства пространственно-армированных пластиков. Рига: Зинтне, 1988. - с.215.39.3авадский Ю.В. Статистическая обработка эксперимента. М.: Высш. Школа, 1976.-270 с.

39. Зайцев К. И. Пластмассовые трубы перспектива замены стальных труб на нефтегазопромыслах// Строительство трубопроводов. - М.: ВНИИОЭНГ, 1996 - № 4 - С. 7-11

40. Зайцев К. И. Применение пластмассовых труб на объектах газовой промышленности// Строительство трубопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1996 - № 5 -С.33-34

41. Зайцев К. И. Стеклопластиковые трубы промыслового сортамента// Нефте-газ. М.: ВНИИОЭНГ, 1997 - № 3 - С. 2-6

42. Захаров К.В. Критерий прочности слоистых масс // Пластические массы. -1961.-№8-С 12-16.44.3ацепкин К.С., Бухтияров Н.Т. Трубопроводы из стеклопластиков для транспорта газа, нефти и нефтепродуктов. // Строительство трубопроводов. -1964.-№2.-С. 18-20.

43. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. М.: Химия, 1972.-543С.

44. Иогансен К. В. Спутник буровика: Справочник. М.: Недра, 1981. - 199 с.

45. Испытание материалов/Под редакцией X. Блюменауэра. М.: Металлургия, 1979.-446 с

46. Калачев И. Ф. Надежность трубопроводного транспорта// Трубопроводы и экология.- М.: ВНИИОЭНГ, 2002 № 4 - С. 14 - 15

47. Киселев Б.А. Стеклопластики. М.: Госхимиздат, 1961. - 204 с.

48. Козловская А.А. Полимерные и полимерно-битумные материалы для защиты трубопроводов от коррозии. М.:Стройиздат,1971. - 453с.

49. Колеров Н.Н. Расчет и проектирование баллонов из композиционных мате-риалов//Проектирование расчет и испытание конструкций из композиционных материалов. М,: ЦАГИ, 1978. Вып.6. - С. 153-160.

50. Композиционная размеростабильная труба с полимерной матрицей: Пат. 155643 Россия, МПК7 F 16 L 9/00. / Ю. В. Андреев (RU). -№ 99103448/06; Заявлено 23.04.1998; Опубл. 10.06.2000.; Бюл. № 8 - 2 с.

51. Композиционные материалы/Под ред. А.И. Манохина. М.: Наука. 1981.-305с.

52. Композиционные материалы: Справочник/ В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.В. Болотин и др. -М.: Машиностроение, 1990. 512с.

53. Конструкционные пластмассы: Справочник ./ Назаров Г.Б., Сушкин В.В., Дмитриевская JI.B.-M.: Машиностроение, 1973. 192 с.

54. Конструкционные стеклопластики/В.И.Альперин, Корольков А.В., А.В. Мо-товкин и др. М.: Химия, 1979. - 360с.

55. Куликов Н.В. Влияние угла намотки волокон на герметичность труб из стеклопластиков // Пластмассы. 1963. - №5 - С. 43 - 45.

56. Лебедев А.А. Методы механический испытаний материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова думка, 1976. - 147с.

57. Лерман С.Н., Володько И.Ф. Крепление артезианских скважин неметаллическими трубами. М.: Недра, 1968. - 186 с.

58. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.: Наука, 1977 -415с.

59. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела.-2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1987. - 395 с.

60. Логинов B.C., Кашковская Е.А., Хитрова М.И. Пластмассовые газопроводы. -М.: Недра, 1970.-245 с.

61. Логинов B.C. Строительство газопроводов из неметаллических труб. М.: Стройиздат, 1978. - 177 с.

62. Ломахин В.А., Огибалов П.М. О расчете стеклопластиков при напряженном состоянии //Вестник МГУ, 1960. серия 1. - №6.

63. Максутов Р.А., Канн А.Г. Остеклованные трубы в нефтяной промышленности. -М.: Недра, 1973.-381 с.

64. Маликов В. Г. Напряжения в цилиндрах с цилиндрической анизотропией материала промежуточного слоя.// Проблемы машиностроения и надежности машин.- М.: ВНИИОЭНГ, 2000 № 6 - С. 31-38

65. Малинсон Дж. Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. Пер. с англ./ Под ред. Альперина В.И. М.: Химия, 1973. - 240 с.

66. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетере Г.А. Сопротивление полимерных и композитных материалов. — Рига: Зинатне,1990. 572с.

67. Методы испытаний, контроля и исследования машиностроительных материалов. В 3 т. Т. 3/ Под редакцией А.Т. Туманова. М.: Машиностроение, 1964.-273 с.

68. Микаэлян Э. А. Повышение качества, обеспечение надежности и безопасности магистральных газонефтепроводов для совершенствования эксплуатационной пригодности. М.: Топливо и энергетика, 2001. - 640 с.

69. Митинский А.Н. Напряжения в толстостенной анизотропной трубе под действием наружного и внутреннего давления // Тр. Ленингр. Ордена Ленина Ин-та инж. железнодор. тр-та. Вып. 135. Л., 1967. С. 17-24.

70. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Л.: Химия, 1966. - 168 с.

71. Николаев В.П. Прочность и надежность намоточных стеклопластиков. Л.: Машиностроение, 1983. - 168с.74.0гибалов П.М., Малинин Н.И., Ломакин В.А. Конструкционные полимеры. Методы экспериментального исследования. М.: Издательство МГУ, 1972. -322 с.'

72. Образцов И.Ф., Васильев В.В. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1978. - 432с.

73. Обухов А.С. Проектирование химического оборудования из стеклопластиков и пластмасс. М.: Машиностроение, 1995. - 240 с.

74. Панцерно И.В. Развитие исследований и методик расчета обсадных труб из стеклопластиковых материалов для крепления скважин (на примере Тимано

75. Печорской нефтегазоносной провинции): Дис. . канд. тех. наук: 20.00.15/ Ухтинский государственный технический университет. Ухта., 2001. - 172 с.

76. Пермяков Н. Г., Агапчев В. И. Применение пластмассовых труб на нефтепромыслах// Нефтяное хозяйство.- М.: ВНИИОЭНГ, 1995 № 9 - С. 59-60

77. Пластики и оболочки из стеклопластиков. / Под ред. И.И.Гольденблата. -М.: «Высшая школа», 1970.-408 с.

78. Пластмассовая труба: Пат. 525437 Швеция, F 16 L 9/12. / Рудольф Шетти, Бёрге Ингмар Карлштрем. №16452/69; Заявл. 28.11.69; Опубл. 15.08.76, Бюл.№30 - 2 с.

79. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов.- М.: Изд-во МГУ, 1984.-336с.

80. Поверхности раздела в полимерных композитах/Под ред. Л.Браутмана -М.:Мир, 1978. -296с.

81. Полимерные материалы: Справочник. / Кацнельсон М.Ю., Бакаев Г.А. Л.: Химия, 1982.-317 с.

82. Полякова П.П. Конопляный B.C. Защитные покрытия труб. М.: Металлургия, 1975.-156с.

83. Потапов А.И., Савицкий Г.М. Прочность и деформативность стеклопластиков. -Д.: Строиздат, 1973. 144 с.

84. Проектирование, расчет и испытание конструкций из композиционных материалов. М.: ЦАГИ. 1979. Вып. 7. - 87с.

85. Протасов В.Д., Копнов В.А. Исследование прочности стеклопластиков при плоском напряженном состоянии // Механика полимеров. -1965 №5. - С. 13-17.

86. Протасов В.Н. Полимерные покрытия в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1985.-192 с.

87. Процессы разрушения композиционных материалов: имитация микро- и макромеханизмов на ЭВМ / А.С. Овчинский. М.: Наука, 1988. - 278 с.

88. Рабинович A.JI. Введение в механику армированных полимеров. -М.:Наука,1980. 480с.

89. Разрушение конструкций из композитных материалов/ Под ред. В.Б.Тамужа. Рига, Зинатне, 1986. -264с.

90. Рекин С.А. Износ и коррозия бурильных и обсадных колонн при строительстве и эксплуатации скважин. М.: ВНИИОЭНГ, 2001. - 43 с.

91. Расчет и проектирование композиционных материалов и элементов конструкций / Б.Д. Аннин, А.Л.Каламкаров, А.Г.Колпаков, В.З.Партон. Новосибирск: ВО «Наука», 1993.- с.256

92. Рейтман М.И., Шапиро Г.С. Методы оптимального проектирования деформируемых тел. М.: Машиностроение, 1976. - 385 с.

93. Росато Д.В., Грове К.С. Намотка стеклонитью. М.: Машиностроение, 1969. -348 с.'

94. Савельева Н.Ф., Смирнов В.И., Харченко В.П. Свойства полиэфирных стеклопластиков и методы их контроля. JL: Судостроение, 1967. - 214 с.

95. Скопинский В. Н. Прочностной анализ коленных и тройниковых соединений трубопроводов из композитных материалов// Химическое и нефтегазовое машиностроение.- М.: ВНИИОЭНГ, 2002 -№1 С. 3-5

96. Скудра A.M., Булаве Ф.Я. Прочность армированных пластиков.- М.: Химия, 1982.-216с.

97. Современное состояние и развитие защиты от коррозии объектов нефтегазового комплекса. // Материалы VII Пленума Центрального правления НТО НГ. Москва, 17 мая, 2001 года. -М.: Нефтяник, 2001.-48 с.

98. Современные композиционные материалы/Под ред. Браутмана. М.: Мир, 1970.-672с.

99. Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика деформирования и разрушения структурно-неоднородных тел. М.:Наука, 1984.- 402 с.

100. Справочник по композиционным материалам/Под ред Дж.Любина. -М. Машиностроение, 1988. 453с.

101. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1. Под ред. Б. Э. Геллера. М: Машиностроение, 1988. - 448 с.

102. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 2. Под ред. Б. Э. Геллера. М: Машиностроение, 1988. - 584 с.

103. Справочник по пластическим массам / Под ред М.И.Гарбара. -М.:Химия,1969. 517 с.

104. Стеклопластиковая труба: Пат. 16189 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / С. М. Кашин, В. Н. Пышнов (RU). -№ 2000118881/20; Заявл. 14.07.1998; Опубл. 19.07.2000.; Бюл.№ 11-2 с.

105. Стеклопластиковая труба: Пат. 15380 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / С. М. Кашин, В. Н. Пышнов (RU). -№ 2001114986/20; Заявл. 12.02.1999; Опубл. 09.06.2001; Бюл.№ 13-2 с.

106. Стеклопластиковая труба: Пат. 2176349 Россия, МПК7 F 16 L 9/13. / А. П. Скотников, С. В. Алафинов (RU). № 2001104069/06; Заявл. 27.05.1998; Опубл. 14.02.2001; Бюл. № 33 - 2 с.

107. Стеклопластиковая труба: Пат. 2184898 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / В. П. Исаев, К. Н. Лебедев (RU). № 2000122305/06; Заявл. 15.06.1999; Опубл. 25.08.2000; Бюл. № 19 - 4с.

108. Степанов Р.Д., Шленский О.Ф. Расчет на прочность конструкций из пластмасс, работающих в жидких средах. -М.: Машиностроение, 1981. 136 с.

109. Структура и свойства композиционных материалов/К.И. Портной, С.Е.Салибеков и др. М.: Машиностроение, 1989. - 256с.

110. Тарнопольский Ю.М., Скудра A.M. Конструкционная прочность и де-формативность стеклопластиков. Рига: Зинатне, 1966. - 260 с.

111. Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. -М.:Химия, 1981. -324с.

112. Тарнопольский Ю.М., Жигун И.Г., Поляков В.А. Пространственно-армированные композиционные материалы: Справочник-М.:Машиностроение,1987. 224с.

113. Теплостойкие пластмассы: Справочник. / Назаров Г.И., Сушкин В.В. -М.: Машиностроение, 1980. 208 с.

114. Теплофизические свойства полимерных материалов: Справочник./ Ливень А.Н., Гречаная Н.А., Чернобыльский И.И. Киев: Вища школа, 1976. -180 с.

115. Термопласты конструкционного назначения / Под ред. Е.Б. Тростянской. -М.: Химия, 1975.-358 с.

116. Тростянская Е.Б., Головкин Г.С. Новые тенденции в оптимизации свойств наполненных пластиков // Пластические массы. 1976. - №11. - С. 11-17.

117. Труба из композиционных материалов: Пат. 2150630 Россия, MTIK7F 16 L 9/14. / В. А. Шахов, В. С. Лукьяненко, В. И. Плотников (RU). -№ 98119057/06; Заявл. 05.11.1998; Опубл. 10.06.2000.; Бюл. № 16-4 с.

118. Труба из композиционных материалов: Пат. 2166145 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / С. М. Кашин, Н. А. Колобов, В. П. Некрасов (RU). -№ 99123199/06; Заявл. 06.03.1999; Опубл. 27.04.2001.; Бюл. № 12-4 с.

119. Труба из композиционных материалов и способ ее изготовления: Пат. 2180418 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / А. М. Поликша, С. П. Дьяков, Н. В. Ко-колев (RU). № 2000112899/06; Заявл. 12.06.1998; Опубл. 25.05.2000; Бюл. № 7 - 2 с.

120. Труба из композиционных материалов и способ ее изготовления: Пат. 2154766 Россия, МПК7 F 16 L 9/12. / А. М. Поликша, С. П. Дьяков, Н. В. Ко-колев (RU). № 99127155/06; Заявл. 03.11.1998 Опубл. 29.12.99.; Бюл. № 23 -2 с.

121. Труба из стеклопластика: Пат. 19699 Россия, МПК7 F 16 L 9/14. / С. М. Кашин, Н. А. Колобов, А. Н. Егоров (RU). № 2001113772/20; Заявл. 16.08.1998; Опубл. 24.05.2001; Бюл. № 3 - 2 с.

122. Трубы нефтяного сортамента: Справочное руководство / Под ред. А.Е. Сарояна. М.: Недра, 1987. - 488 с.

123. Туманов А.Т., Портной К.И., Чубаров В.М. и др. Композиционные металлические материалы. М.: ВИАМ ОНТИ, 1992. - С.40-48.

124. Упрочнение металлов волокнами/ B.C. Иванова, И.М.Копьев, Л.Р. Ботви-на. М.: Наука, 1973. - 206с.

125. Фудзии Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных материалов. М.: Мир, 1982. - 432 с.

126. Хартунг Р. Сосуды давления, полученные методом плоскостной намотки нитей//Ракетная техника и космонавтика. 1963. -№12. - С. 14-18.

127. Хилл Р. Теория механических свойств волокнистых композиционных ма-териалов.//Механика/Сб. переводов, 1996.-С.56-65.

128. Цисман В. Пути улучшения качества стелопластиков // Химия и техното-гия полимеров. -1966. №2. - С. 39-54.

129. Черевацкий С.Б. О произвольных нитевых оболочках вращения , нагруженных давлением//Прочность и динамика авиационных двигателей. М.: Машиностроение, 1986. Вып.4. - С.56-64.

130. Шалин Р.Е. Адаптирующиеся («интеллектуальные») материалы и проблемы их создания // Технология: Сер. «Конструкции из КМ». М.: ВИМИ, 1995.-С 43-48.

131. Шленский О.Ф. Тепловые свойства стеклопластиков. М.: Химия, 1973. -224 с.

132. Шрейдер А.В., Шпабер И.С., Арчаков Ю.И. Влияние водорода на химическое и нефтехимическое оборудование. М.: Машиностроение, 1976. -216 с.

133. Шурайц А.Л., Каргин В.Ю. О возможности повышения надежности газораспределительных сетей давлением 1,2 МПа за счет использования труб изполимерных материалов // Трубопроводы и экология. М.: ВНИИОЭНГ, 2002 - № 4 - С. 16-18

134. Эксплуатация морских и нефтегазовых месторождений. Под ред. А.Б. Су-лейманов и др. -М: Недра, 1986. 285 с.

135. Юдин В.М. Методология разведки и разработки сложнопостроенных залежей углеводородов. Ухта: Региональный Дом Печати, 2000. - 142 с.

136. Юдин В.М., Вдовенко В.Л., Буслаев В.Ф. Забуривание новых стволов прямыми компоновками. //НТС «Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений» / ООО ИРЦ «Газпром».-М.:1999.-№8. -С.12-18.

137. Ягубов Э. 3. Использование высокопрочных стеклопластиковых труб в нефтяной промышленности// Нефтяное хозяйство. М.: ВНИИОЭНГ, 2001 -№6-С. 68-70

138. Annin В. D., Kalamkarov A. L., Kolpakov A. G. Analysis of local stresses in high modulus fiber composites. Vol. 2. Southampton: Computational Mechanics Publ. -1990.

139. Caltan N. Predicting borehole trajectories // Oil & Gas Journal. -1981. -August №24.

140. Ene H. I. On linear thermoelasticity of composite materials. Sci. 1983. - Vol. 21, №5

141. GRP "Piping Manual". Torino:"Gruppo Sarplast Publishing", 1994. - 75pp.

142. Kohn R. V., Vogelius M. A. A new model for thin plates with rapidly varying thickness. // Int. J. Solids and Struct. 1984. - Vol. 20, N4

143. Kolpakov A. G. On dependence of velocity of elastic waves in composites media on initial stresses. Stuttgarrt, FRG. - 1990.

144. Kolpakov A. G. Problem of design of laminated composites. Vol. 1. -Southampton Computational Mechanics Publ. 1989.

145. Kolpakov A. G., Kolpakova I. G. Homogenization in problem of thermochemistry in random mixture // 19th Conference on Stochastic Processes and their Application. Abstracts. Eisenach, GDR, 1990.