Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Трубы для бурения входят в состав бурильных установок. Они выполняют роль связующего звена между режущим инструментом (долотом) и бурильной аппаратурой.

Эти детали нужны для спуска в скважину, образования нужного вращения и нагрузки, а также подъёма рабочих инструментов со дна скважины на поверхность. Помимо этого, они осуществляют подачу бурильного раствора, который выполняет функцию охлаждения режущего элемента.

Скважины, которые бурят с помощью бурильного оборудования, классифицируются по продуктам добывания (нефть газ, вода и прочее).

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Для бурения скважин применяются особый тип труб с высокими прочностными характеристиками

Особенности бурильных труб

Технология производства бурильных труб подразумевает отсутствие соединительных швов. Соединение таких изделий производится с помощью замков, которые имеют специальную резьбу.

В случае, если они входят в состав колонной конструкции, их объединение между собой выполняется с помощью специальных ниппелей. Производство бурильных деталей регламентируется необходимыми государственными нормами и стандартами.

Изделия могут быть с квадратным или круглым сечением.

По материалу изготовления бурильные трубы бывают двух типов.

Стальные бурильные трубы. Самый распространённый вид. Труба СБТ может обладать диаметром от 34 до 168 мм. Чаще всего в бурильных работах используются детали с диаметром 60 мм.

С помощью их осуществляется так называемое колонковое бурение, при котором долото  вращается очень быстро, и разрушение породы происходит по кольцу, а не по всей площади забоя. Трубы стальные бурильные (СБТ) отличаются повышенной надёжностью.

Они могут использоваться при добыче алмазов.

Лёгкие сплавы. Детали из лёгких сплавов имеют некоторые особенности в строении (например, утолщённые концы и круглое сечение). Бурильные легкосплавные трубы имеют толщину стенки от 9 до 17 мм.

Важно! В производстве бурильного оборудования используется метод прессовки. Материал, который подвергается прессовке, должен быть предварительно обработан термическим путём для повышения своих технических характеристик. Стыковка таких деталей производится с помощью замков. Замки имеют более лёгкую конструкцию.

Чтобы повысить показатели прочности, используют метод, с помощью которого концы детали утолщаются. К оконцовке трубы путём сварки присоединяют специальную муфту и замковый ниппель.

На производстве такого рода требуется повышенный контроль, соблюдаются все требования и нормы безопасности.

Повышенная система мониторинга качества  является гарантией того, что оборудование будет выполнено качественно и прослужит долгое время.

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Бурильные трубы из стали — самый распространенный вид подобных изделий

Одной из самых важных характеристик, которой должны обладать трубы бурильного типа, — это устойчивость к коррозии. Эта характеристика обусловлена особенностями применения данных деталей.

Нужных антикоррозийных показателей добиваются путём нанесения на поверхность заготовки защитного слоя, который может быть представлен бесцветным лаком или другим веществом.

Защита резьбы и соединительных деталей труб осуществляется с помощью специальной антикоррозийной смазки.

Виды и характеристики бурильных труб

Бурильные изделия разделяют по типу конструкции на:

  1. Цельные. При производстве таких изделий используется монолитная заготовка с утолщениями на концах. Такие элементы подвергаются сначала термическому закаливанию, а затем обрабатываются механическим путём.
  2. Сборные. В отличие от цельных деталей, в производстве сборных применяют горячекатаную заготовку. На таких деталях есть специальные приспособления, которые с помощью завинчивания крепят на концах труб.

Помимо этого трубы классифицируются по материалу, который лежит в основе их производства. Как было сказано выше, такими материалами могут выступать сталь (для производства бурильных труб сбт) или лёгкие сплавы, из которых делают, соответственно, легкосплавные изделия.

У разных производителей бурильные приспособления могут отличаться по ряду признаков, но в большинстве случаев их подразделяют на три основных типа: обычные, утяжелённые и ведущие.

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Обычные бурильные трубы имеют тонкие стенки и применяются для бурения в нетвердых типах грунта

Обычные

При изготовлении деталей обычного типа используются только алюминиевые сплавы и составы из стали. Главным отличием этого вида можно назвать наличие круглого сечения в поперечном направлении. Они являются тонкостенными (толщина стенки колеблется от 4.75 до 11 мм).

Для их стыковки между собой используют специализированные замки, которые оснащены резьбой конического типа. Труба легкосплавная буровая (относящаяся к этому типу) обычно подвергается специальной процедуре для увеличения прочностных характеристик.

Их концы принято утолщать, что помогает им более качественно и длительно функционировать.

Утяжеленные бурильные трубы

Производятся в основном из стали и обладают круглым сечением. Начальный материал представлен поковкой, которую для усиления качественных характеристик подвергают механической или же термообработке. Такие детали осуществляют необходимую для усиления бурения нагрузку на инструмент. Помимо этого, конструкция из такого вида изделий обладает повышенной прочностью.

В случае, если форма скважины при бурении искривляется, применяются утяжелённые бурильные трубы с квадратной разновидностью сечения. Если такая деталь является ведущей, её монтируют сверху колонны. Утяжелённые изделия могут обладать помимо обычных типов сечения ещё и шестигранным.

Толщина стенок у утяжелённого типа изделий варьирует от 16 до 50 мм. Их объединение в бурильную конструкцию происходит с помощью обычной резьбы. Каждая такая деталь имеет специальный маркер «УБТ».

Как правило, их используют в обычных условиях. Глубина, на которой они могут осуществлять работу, колеблется от 2000 до 2500 м. Диаметр наружный такой трубы может быть от 79 до 279 мм.

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Тяжелые трубы отличаются большой толщиной стенки и соединяются при помощи резьбы

Помимо этого, эти изделия переносят большую часть нагрузки (из-за того, что помещаются вверху всей конструкции). Для того, чтобы выдерживать её, такая буровая труба производится с уменьшенными размерами – она более короткая, нежели прочие типы.

Ведущие

Имеют многогранное сечение. Очень часто их размещают в верхней части колонны (оттуда и название). Отличительная черта этих изделий заключается в том, что они обладают четырёхгранными, шестигранными и восьмигранными видами сечения.

Этот вид труб не бывает укороченным, как утяжелённые бурильные трубы. Но, для того, чтобы выдерживать огромные нагрузки, их стенки утолщают. Процесс утолщения происходит при помощи различных типов высадки.

Высадка может быть внутренней, наружной или комбинированной.

Важно! Существуют непостоянные, рассыпчатые типы горных пород. К ним относятся: гравий, песок, щебень. Проникновение сквозь такую почву влечёт за собой быстрый износ бурильного оборудования.

Бурильные и обсадные изделия, осуществляя работу в таких условиях, гораздо быстрее выходят из строя.

Помимо этого, неустойчивые грунты могут содержать повышенное количество металлов, а, соответственно, и высокий коэффициент жёсткости воды.

Другие типы бурильных труб

Помимо вышеперечисленных, встречаются и другие типы труб для бурения. Например, существует вид, в котором замки навинчиваются на деталь. Концы таких изделий могут выходить наружу или внутрь. Их длина колеблется от 6 до 11.5 м. Они всегда помечаются маркировкой «ТБВК», если высадка проходит внутрь, и «ТБНК» — при наружной.

Ещё одна разновидность труб, о которой стоит упомянуть — это детали с приваренными концами. Их используют при прохождении через сложные типы породы.

Разработка бурильных приспособлений не стоит на месте и в будущем наверняка будут придуманы новые типы труб, функциональные характеристики которых будут гораздо выше, чем у нынешних. На сегодняшний же день существующие типы бурильных труб имеют все необходимые свойства для эффективной работы в добывающей сфере.

Бурильная труба — главный элемент буровой вышки

Стационарные буровые установки состоят из многих конструктивных элементов — режущее долото, электрический привод, насос, противовыбросовая установка и другие.

Одними из главных элементов буровой вышки являются бурильные трубы, которые выполняют множество функций.

Какими техническими особенностями обладает бурильная труба? И как их правильно хранить и транспортировать? И из каких сплавов делают эти детали?

Технические особенности

Бурильные трубы — длинные пустотелые изделия цилиндрической формы, длина которых от 3 до 7 метров. Они связывают режущий инструмент и буровую аппаратуру. Для бурения изделия соединяются друг с другом, образуя буровые колонны.

Для производства используется высокоуглеродистая сталь. Однако эти детали могут использоваться из высоколегированных сплавов, содержащих противокоррозийные легирующие добавки.

С конструктивной точки зрения бурильные трубы в составе буровых вышек выполняются следующие функции:

  • Передача вращательного движения, крутящего момента от электрического привода к режущему долоту на конце установки. Средняя частота вращения составляет 1500-2000 оборотов в секунду.
  • Создание осевой нагрузки (за счет работы вращательного станка + дополнительную нагрузку создает вес). Размер осевой нагрузки зависит от множества параметров, однако он составляет от 1 до 6 тонн.
  • Передача очистительного агента от насоса или компрессора к поверхности участка, где происходит бурение. При необходимости установка может работать в обратном направлении. Тогда труба будет использоваться для подъема по колонне мусора или полезных ископаемых.

Изделия могут обладать различным сечением:

  • Детали с округлыми сечением являются стандартными, а используются они для решения всех основных инженерных задач по бурению скважин.
  • Детали с квадратным сечением применяются для работы со скважинами нестандартной формы (такие детали проще скреплять друг с другом).
  • Шестигранные и восьмигранные детали размещаются на концах колонн (наличие дополнительных граней увеличивает прочность).

На концах труб наносится наружная резьба — она нужна для соединения различных труб между собой. Для соединения отдельных элементов применяются соединительные ниппели и муфты. Для соединения крупных конструкций (более 8 метров) могут применяться бурильные замки, которые надежно фиксируют детали.

В случае частого сбора/разбора бурильных колонн также рекомендуется применять бурильные замки, поскольку трубная резьба не рассчитана на частое свинчивание/развинчивание.

Муфты, ниппели, замки производятся из высокоуглеродистой либо легированной стали (применяются стальные марки 38 ХНМ, 36Г2С, 35Г2СВ).

Виды деталей

Выше представлена информация о стандартных деталях, которые на практике в горном деле используются чаще всего.

Плюсы изделий — хорошая прочность, герметичность соединений, большой срок годности, простота эксплуатации. Однако помимо них существуют и некоторые специальные трубные детали — ведущие, утяжеленные, легкосплавные.

Читайте также:  Труба стальная в изоляции из пенополиуритана

Они рассчитаны на решение определенных инженерных задач, с которыми стандартные трубы справляются плохо.

Ведущие

Для передачи крутящего момента от колонны к долоту применяется ведущая бурильная труба (ВБТ). Деталь обладает квадратным, шестигранным или восьмигранным сечением. Чтобы придать детали дополнительную прочность, ВБТ-изделия обычно делаются толстостенными.

Утолщение создается за счет применения высадок (внешних, внутренних, комбинированных). ВБТ-установки крепятся только на конец колонны — их применение по всей длине бура нецелесообразно как по инженерным, так и по экономическим соображениям.

В качестве материала для ВБТ используется сверхпрочная разновидность стали:

  • Высокая прочность полезна для всей детали целиком, поскольку при работе долота отдельные элементы горных пород могут разлетаться в разные стороны с большой скоростью. Из-за этого значительно повышается риск повреждения трубы.  Наличие дополнительной прочности позволяет сохранить целостность установки без образования вмятин, трещин.
  • Высокая прочность также полезна для качества резьбы. При работе бура на больших скоростях значительно повышается риск растрескивания резьбы. Использование более прочных сплавов минимизирует риск растрескивания ВБТ, что делает бур более надежным, прочным.

Утяжеленные

В инженерном деле также применяются утяжеленные бурильные трубы (УБТ). Их главное отличие — применение более толстых стенок, из-за которых увеличиваются общий вес. Производятся УБТ из стали стандартных сортов (высокоуглеродистая либо легированная).

УБТ подвергаются механической или термической обработке — это позволяет сохранить однородность изделия, что благоприятно сказывается на прочности стенок. Обычно УБТ обладают круглым сечением, однако существуют детали с квадратным либо шестигранным сечением.

Применение УБТ позволяет решить следующие инженерные задачи:

  • Бурение твердых пород. Увеличение веса позволяет создать дополнительную нагрузку, увеличивается сила удара долотом о поверхность горных пород. Поэтому с помощью УБТ гораздо проще разбивать тяжелые породы, обладающих высокой прочностью.
  • Повышение прочности скважины. В случае нестабильного геологического участка всегда есть риск обвала скважины с уничтожением буровой колонны. Применение более толстых УБТ-конструкций позволяет минимизировать риск «схлопывания» или разрушения скважины в случае аварии. Применение УБТ особенно критично для регионов, которые находятся рядом с источниками геологическим катаклизмов (оползни, обвалы, землетрясения).

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Легкосплавные

На практике большое распространение также получили легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ). Их главное отличие от стандартных трубных конструкций — это применение более легких металлических сплавов на основе алюминия, а также наличие более толстых стенок.

ЛБТ-детали обычно обладают круглым сечением, а крепятся они посередине бурильной колонны. Во всем остальном конструкция ЛБТ-установок аналогична строению обычных труб — у ЛБТ отсутствуют швы, на концах установок имеется резьба и так далее.

По прочности ЛБТ-системы лишь немного ниже стандартных труб на основе стали. Зачем же понадобилась разработка ЛБТ? Ответ:

  • Стандартные трубные конструкции на основе стали обладают высоким весом. При работе с небольшими скважинами большой вес бура не имеет серьезного значения. Однако в случае глубоких скважин общий вес вышки начинает серьезно возрастает, что делает буровую установку ненадежной.
  • Особенно критичен фактор веса в случае работы с жидкими средами, где частички жидкости могут прилипать к трубе из-за высокой вязкости. Это дополнительно увеличивает итоговый вес конструкции, что может привести к нарушению ее работы.
  • Применение алюминиевых сплавов уменьшает риск обрушения бура. В вакууме удельный вес алюминиевых сплавов в 2-3 раза ниже стали. Поэтому в случае длинных буров применение алюминия позволяет снизить общий вес конструкции, что благоприятно сказывается на качестве, точности, надежности бурения.
  • Использование алюминиевых сплавов позволяет также увеличить максимальную глубину погружения бура. Поэтому ЛБТ-конструкции часто используются в разведочном, структурно-поисковом бурении, а также при капитальном ремонте скважин.

С приваренными замками

Традиционные бурильные трубы имеют на концах специальную резьбу, которая используется для соединения трубных элементов друг с другом с помощью ниппелей, муфт, специальных замков. Однако подобный способ соединения обладает серьезным недостатком — в случае высоких нагрузок может серьезно страдать качество герметизации.

Из-за этого нарушается прочность установки, что может привести к различным неприятным последствиям — снижение качества бурения, уменьшение КПД, растрескивание вплоть до полного выхода бурильной установки из строя. Чтобы минимизировать значение этих факторов, была изобретена бурильная труба с приваренными замками (ТПЗ).

Замки могут привариваться по внутренней либо по внешней высадке. Также существуют ТПЗ с композитными замками, которые наносятся как по внешней, так и по внутренней высадке.

Приваренные замки имеют на своем конце специальную резьбу под ниппель или муфту. Чтобы сделать установку более надежной, наконец ТПЗ наносится термозащитный слой, защищающий замок от резких колебаний температур.

ТПЗ обычно обладают более высокой длиной — от 8 до 12 метров (стандартные трубы обладают длиной от 3 до 7 метров).

ТПЗ не получили широкого распространения, а на практике они используются редко:

  • Низкая распространенность связана с более высокой стоимостью одного изделия. Для проведения качественной сварки требуются дополнительные расходы (электричество, электроды, присадки), тогда как обычные трубы не нуждаются в дополнительных расходах на сварку.
  • Также определенную роль играют исторические причины. В 90-е годы множество заводов выпускали низкокачественные ТПЗ-системы, которые отличались низким качеством сварного шва. Сегодня ситуация изменилась в лучшую сторону, а на рынке можно найти множество хороших ТПЗ-установок, которые имеют хорошее качество сварного шва. Однако по инерции инженеры продолжают пользоваться обычными трубами.

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Транспортировка, хранение

Для транспортировки бурильных труб можно использовать все основные виды транспорта — автомобильный, водный, воздушный, железнодорожный. Для удобства рекомендуется упаковывать отдельные трубы в небольшие пакеты, которые удобно переносить, транспортировать.

В случае железнодорожного или автомобильного транспорта упаковки рекомендуется привязывать к специальным брусьям, которые имеют надежную фиксацию на платформе или в грузовике. Трубные изделия допускается перевозить с помощью вертолетов с помощью грузовых платформ.

Правила хранения:

  • Оптимальный способ хранения — это применение стеллажей. Стеллажи должны иметь надежную фиксацию, чтобы предотвратить самопроизвольное перекатывание. Стеллажи должны соприкасаться с трубными изделиями минимум в трех точках (в противном случае сохранность изделий не гарантируется). Минимальное расстояние между полом и опорой стеллажа должно составлять 35 сантиметров.
  • Детали должны быть рассортированы по группам. В случае обнаружения повреждения изделие должна быть помещена на отдельный стеллаж. Каждый стеллаж должен быть оснащен небольшой информационной табличкой, где кратко описаны характеристики изделий (в случае поврежденных изделий необходимо прикрепить табличку с надписью «БРАК»).
  • Самым чувствительным элементом является резьба. Во время хранения на складе резьба каждого изделия должна быть смазана смазкой, которая предотвращает ее коррозию. Тип смазки зависит от множества параметров — температурный режим, длительность хранения и другие. После нанесения защитной смазки резьбу также нужно защитить с помощью предохранительных резьбовых деталей, которые увеличивают срок годности смазки. Процесс нанесения смазки и защитного покрытия называют консервацией.
  • В случае нарушения герметизации либо по истечении срока действия смазки необходимо выполнить повторную консервацию. Для этого предохранители свинчиваются, а остатки смазки стираются с помощью специальных тряпок. После этого наносится новый слой консервационной смазки, прикручиваются новые защитные детали. Основные примеры разгерметизации — контакт с щелочами или кислотами, длительное нахождение на открытом воздухе (более 1 года), длительный контакт с водой (более 2 недель).

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Заключение

Теперь вы знаете о том, что такое бурильная труба и зачем она нужна. Давайте подведем итоги. Бурильные трубы — это полые цилиндрические изделия, которые используются для сбора буровых колонн. Колонны используются для передачи вращательного импульса от привода бура к долоту. Бурильные трубы делаются из стали с большим содержанием легирующих компонентов.

Трубные изделия обычно обладают округлым сечением, хотя встречаются также специальные детали, которые могут иметь квадратное, шестиугольное либо восьмиугольное сечение. На концах трубных изделий наносится резьба — она нужна для соединения отдельных деталей друг с другом с помощью муфт, замков. Средняя длина изделий — от 3 до 7 метров.

Помимо стандартных бурильных изделий существуют изделия специального типа — ВБТ, УБТ, ЛБТ, ТПЗ.

ВБТ обладают квадратным либо шестиугольным сечением, а также толстыми стенками. ВБТ нужны для присоединения долота к буровой колонне. УБТ обладают повышенным весом, а используются они для решения специальных задач — бурение твердых пород, повышение надежности скважины и другие.

ЛБТ обладают пониженными весом за счет применения алюминиевых сплавов, а нужны ЛБТ для создания длинных скважин. У ТПЗ на концах имеются приваренные замки — это положительно сказывается на герметизации, прочности колонны. Однако ТПЗ не получили широкого распространения из-за высокой цены.

Буровые детали имеют специальные правила хранения, транспортировки. Их можно перевозить любым транспортом — грузовиками, кораблями, вертолетами, поездами. Хранить их рекомендуется на специальных стеллажах. Детали должны быть рассортированы по группам для удобства рабочих, а на каждом стеллаже должна быть расположена табличка-указатель.

Резьбу периодически нужно смазывать специальной смазкой, чтобы минимизировать риск возникновения ржавчины.

Используемая литература и источники:

  • Теория термической обработки металлов. Учебник / И.И. Новиков. — М.: Металлургия
  • Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов / П.А. Антикайн. — М.: Энергосервис, 2001
  • Буровое оборудование на Википедии

Назначение, конструкции утяжеленных бурильных труб

Утяжеленные бурильные трубы применяют для создания нагрузки на долото и повышения устойчивости нижней части бурильной колонны. Общее число таких труб в компоновке бурильной колонны определяется максимальной нагрузкой на долото плюс 25% от последней. УБТ представляет собой толстостенные бурильные трубы; изготавливаются двух типов: гладкие по всей длине и с конусной проточкой для захвата и удержания колонны в клиньях. Длина их 6, 8 и 12 м. В комплект УБТ входят одна наддолотная труба с внутренней замковой резьбой на обоих концах и несколько промежуточных, имеющих на верхнем конце внутреннюю замковую резьбу, а на нижнем — наружную. Характеристика УБТ:

Наружный диаметр, мм… 95 108 146 178 197 203
Масса 1 м трубы,кг… 49 63 97 156 189 192
Читайте также:  Ручка скоба своими руками из трубы

Обвязка обсадных колонн. Проверка герметичности колонны.

Обвязка обсадных колонн — предназначена для верхних концов смежных обсадных колонн, выступающих над устьем скважины с целью герметизации кольцевого пространства между ними. Для разобщения межколонных пространств и контроля за давлением в них. Возможны любые модификации обвязок для различных условий использования на промыслах.

Колонная обвязка предназначена для обвязки нефтяных и газовых скважин. Для герметизации межколонных пространств предусмотрены пакеры: нижний -уплотняется под действием веса технической колонны, верхний — затягиванием вручную.

В шифре колонных обвязок приняты следующие обозначения: О -обвязка, К — колонна, К или М — способ подвешивания колонн (соответственно на клиньях пли на муфте), I, 2, 3 и т. д.

— число подвешиваемых колонн (без учета колонны кондуктора), первое число — рабочее давление, второе число — диаметр эксплуатационной колонны в мм, третье число — диаметр технической колонны, четвертое число — диаметр колонны кондуктора в мм, ХЛ — климатическое исполнение для холодного «района, исполнение по коррозионной стойкости:

  • К2 — для сред, содержащих H2S и СО2 до 6%;
  • К3 — для сред, содержащих H2S и СО2 до 25%;
  • К2И — для колонных обвязок, изготовленных из малолегированной и низкоуглеродистой стали с применением ингибитора в скважине.
  • Например, оборудование обвязки обсадных колонн с клиньевой подвеской двух колонн (без учета колонны кондуктора) диаметром 140 и 219 мм на рабочее давление 35 МПа в коррозионностойком исполнении для сред, содержащих H2S и СО2 до 6% : OKK2-350-140х219х426K2.
  • Различают следующие типы оборудования обвязки обсадных колонн:
  • — ОКМ с муфтовой подвеской обсадных труб;
  • — ОКК с клиньевой подвеской обсадных труб.

Конструкция оборудования позволяет восстанавливать нарушенную герметизацию межколонного кольцевого пространства путем нагнетания специальных паст или самотвердеющих пластиков.

Рисунок 1. Оборудование обвязки обсадных колонн типа ОКМ, рассчитанное на давление 14 МПа: 1 — кран пробковый проходной типа КППС; 2 — корпус 3 — манометр; 4 — муфтовая подвеска; 5 — стопорный винт

Оборудование обвязки обсадных колонн типа ОКМ (рисунок 1) рассчитано на давление 14 МПа. Оно состоит из корпуса, муфтовой подвески, стопорных винтов, пробкового крана и манометра.

Обвязка эксплуатационной колонны осуществляется с помощью муфтовой подвески.

Техническая характеристика оборудования типа ОКМ приведена ниже.

Оборудование обвязки
  1. ОК1-140-140х219
  2. OKM1-140-146х219
  3. ОКМ1-140-140х245
  4. ОКМ-140-146х245
  5. ОKM1-140-I8CX245
Запорное устройство кран пробковый со смазкой КППС-65х140
  • Габаритные размеры, мм:
  • длина
  • ширина
  • высота
  1. Масса, кг:
  2. в собранном виде
  3. полного комплекта

Оборудование обвязки обсадных колонн типа ОКК рассчитано на давление 21, 35 и 70 МПа. Оно предназначено для подвешивания двух и более обсадных колонн кондуктора (на резьбе или на сварке), технических и эксплуатационной, а также для герметизации и разобщения межколонных пространств с помощью упругих уплотнений.

Оборудование типа ОКК состоит из отдельных сборочных единиц — колонных головок. Нижняя колонная головка (ГНК), присоединяемая непосредственно к верхнему концу обсадной колонны (кондуктору), выпускается в трех исполнениях:

  • 1 — присоединение к обсадной колонне с помощью внутренней резьбы на корпусе головки;
  • 2 — присоединение к обсадной колонне с помощью наружной резьбы;
  • 3 — присоединение к обсадной колонне посредством сварки.

Колонные головки устанавливают на устье скважины последовательно по мере спуска и цементирования обсадных колонн. Их подбирают с учетом максимального пластового давления, ожидаемого при бурении следующего за обсаженным интервала скважины.

Рисунок 2.

Оборудование обвязки обсадных колонн типа ОКК, рассчитанное на рабочее давление 21 и 35 МПа; 1 — крестовина, 2, 4, 5, 8 и 9 — пакеры; 3, 6 и 10 -подвески; 7 — манифольд нижней промежуточный (средней) колонной головки; 11 — манифольд нижней колонной головки; 12 — нижняя колонная головка; 13, 15 и 16 — нагнетательные клапаны; 14 — промежуточная (средняя) колонная головка; 17 — манифольд промежуточной (верхней) колонной головки; 18 — промежуточная (верхняя) колонная головка. Оборудование состоит из нижней, промежуточной — первой, второй и третьей (верхней) колонн.

Обвязка обсадных колонн осуществляется с помощью клиньевых подвесок и пакеров. Клиньевая подвеска состоит из корпуса и клиньев, которые в сборе устанавливают в конической расточке крестовины.

Для определения технологических операций каждая из колонных головок оснащена манифольдами. С целью контролирования давления в затрубном пространстве предусмотрены вентили, краны и манометры.

Техническая характеристика оборудования типа ОКК приведена в таблице

Оборудо вание обвязки
  • Рабо
  • чее давле-
  • ние, МПа
Диаметр обвязываемых обсадных колонн, мм Длина, мм Масса, кг
1-я колонна 2-я колонна 3-я колонна 4-я колонна 5-я колонна
ОКК1 21 140, 146. 168, 178,219 219, 245, 273, 324 1020-1365 465-530
ОКК2 21 140, 146. 168. 178 219, 245 299, 324 1065-1365 935-1585
ОКК1 35 140, 146, 168 219, 245, 273 1340 575-585
ОКК2 35 140, 146, 168, 178 219, 245, 273, 299 299, 324, 377, 426 1365-1450 1650-1925
ОКК3 35 140. 146, 168 219, 245 299, 273, 324 351, 377, 426 1450 3300
ОКК2 70 168, 178 245 1190 1750
ОКК3 70 168 245 324 426 1190 2700
ОКК4 70 140, 168 219, 245, 273 299, 324, 340 426, 508 630, 720 1380-1190 6150-7820

При креплении скважин возникают случаи не герметичности резьбовых соединений эксплуатационных колонн. Изоляция малых зазоров в резьбе традиционными методами с применением тампонирующих составов не дает положительных результатов.

Скважина при испытаниях на герметичность выдерживается под испытательным давлением в течение 48 часов с регистрацией давления на устье скважины через каждый час.

Затем в скважину закачивается газ до прежнего уровня (до отверстия), с регистрацией масс закачиваемого и вышедшего через подвесную колонну газа.

Скважина считается выдержавшей испытание на герметичность, если разность масс дополнительно закаченного и отобранного газа после двух суток выдержки скважины под наблюдательным давлением не превышает 100 кг, а темп падения давления в процессе испытаний снижается, стремясь к постоянной величине.

Можно проводить и следующим образом. В межтрубное пространство обсадной и внешней подвесных колонн закачивают сжатый газ с одновременным вытеснением рассола из скважины по межтрубному пространству подвесных колонн и (или) по центральной подвесной колонне.

Закачка газа в межтрубное пространство обсадной и внешней подвесной колонн продолжается до тех пор, пока граница раздела «газ-рассол» после увеличения давления до испытательного не окажется на отметке не менее, чем на 0,5 — 1 м ниже башмака основной обсадной колонны.

  1. Момент достижения контактом «газ-рассол» необходимой отметки устанавливается по объему вытесненного рассола, а также геофизическими методами контроля.
  2. Затем выпуск рассола прекращается и осуществляется подкачка газа до достижения на устье скважины давления, равного испытательному.
  3. После этого система выдерживается под испытательным давлением в течение 48 часов с регистрацией давления на устье скважины через каждый час.
  4. Вычисляется темп изменения давления на устье скважины в межтрубном пространстве обсадной и внешней подвесной колонн, равный разности показаний манометра за один час.
  5. Система считается выдержавшей испытание на герметичность, если темп падения давления снижается, стремясь к постоянной величине, а среднее падение давления за час в течение последних 12 часов выдержки не превышает 0,05 % испытательного давления.

  Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкция

Утяжеленные бурильные трубы

Утяжеленные бурильные трубы представляют собой отдельный тип инструмента, который по классификации бурового инструмента можно отнести к категории бурильных труб. Утяжеленные бурильные трубы, как следует из названия, изготавливаются с большим показателем толщины стен по сравнению с простыми бурильными трубами.

Утяжеленные бурильные трубы назначение конструкцияВвиду большего количества используемого металла для производства таких толстостенных конструкций труб, утяжеленные бурильные трубы обладают большей массой и показателем жесткости. Кроме того, УБТ обладают большей продольной устойчивостью. Все эти характеристики обеспечивают удобство и эффективность использования этой категории бурильных труб в нижней части буровой колонны. Именно дополнительный вес позволяет создавать необходимую нагрузку на буровое долото, оказывая влияние на эффективность его работы.

Утяжеленные бурильные трубы изготавливаются из видов стали, группа прочности которых относится к категории Д и К. Это гладкие по всей длине, круглые в сечении трубы различного диаметра, верхняя часть которых может отличаться в зависимости от вида данного бурового инструмента.

Существует трехгранная вариация сечения (где грани могут быть как прямыми, так и спиралевидными) УБТ, которые используются для уменьшения искривления скважины.

На концах утяжеленной бурильной трубы расположены резьбовые замковые соединения, обеспечивающие надежное крепление всех элементов конструкции.

Данный инструмент устанавливается в нижней части бурильной колонны, создавая осевую нагрузку на породоразрушающий элемент, препятствуя износу бурильных труб и искривлению ствола скважины.

Кроме того, за счет своего веса утяжеленные бурильные трубы в нижней части конструкции растягивают колонну бурильных труб, так как за счет небольшой жесткости при сжатии велика вероятность их изгиба и последующего разрушения.

Как и ведущая бурильная труба, утяжеленные бурильные трубы обеспечивают ряд важных характеристик и свойств бурильной колонны, что напрямую сказывается на производительности буровой установки и износостойкости других элементов.

Именно такое большое значение данной категории бурового инструмента предъявляет высокие требования к его качеству.

И речь в данном случае идет не только о материале изготовления, но и о повышенной прочности резьбовых соединений, соосности, сбалансированности и прямолинейности трубы, а также отсутствии различного рода дефектов на внутренних и наружных поверхностях.

Читайте также:  Назначение сварочной головки

Бурильные утяжелённые трубы УБТ: цены, размеры, характеристики

Утяжелённые бурильные трубы (УБТ) предназначены для повышения жёсткости и увеличения массы нижней части бурильной колонны, посредством которой создаётся нагрузка на долото.

Тип исполнения УБТ

  • А – гладкие без проточек;Л – с проточкой под элеватор;Б – с проточками под элеватор и клиновой захват;С – гладкие со спиральными канавками;ЛС – с проточкой под элеватор, со спиральными канавками;БС – с проточками под элеватор и клиновой захват, со спиральными канавками;АТ – гладкие с твердосплавными поясками;ЛТ – с проточкой под элеватор, с твердосплавными поясками;БТ – с проточками под элеватор и клиновой захват, с твердосплавными поясками;СТ – гладкие со спиральными канавками, с твердосплавными поясками;ЛСТ – с проточкой под элеватор, со спиральными канавками, с твердосплавными поясками;
  • БСТ – с проточками под элеватор и клиновой захват, со спиральными канавками, с твердосплавными поясками.

Наиболее широкое распространение благодаря своим эксплуатационным характеристикам получили УБТ со спиральными канавками. Наличие спиральных канавок уменьшает площадь контакта стенки скважины и трубы, тем самым снижается возможность «прихвата» труб, а так же увеличивается момент вращения за счет утилизации энергии восходящего потока бурового раствора.

Трубы со спиральными канавками могут одновременно выполняться и с проточками под элеватор и клиновой захват. Вы можете найти бурильные толстостенные трубы на нашем сайте, которые изготовленны на заводе ПКНМ.

Размеры труб УБТ

Диаметры, мм Резьба ГОСТ Р50864 (спец.7) Погонная масса телатрубы, кг/м Допускаемый момент свинчивания (безразгрузочных резьбовых канавок), кНхм Допускаемый момент свинчивания (c разгрузочными резьбовыми канавками), кНхм Наружный D Отверстия d Проточки под элеватор D2 Проточки под клиновой захватD3
σТ = 758 МПа
79 32 65 73 З-65 (NC 23) 32 4,5 4,0
89 32 38 73 73 73 73 З-73 (NC 26) З-73 (NC 26) 42 40 6,5 6,0 6,0 5,5
95 32 3538 73 7373 73 7373 З-86 (NC 31) З-86 (NC 31)З-86 (NC 31) 49 4846 6,0 6,06,0 5,5 5,55,5
105 44 51 89 89 102 102 З-86 (NC 31) З-86 (NC 31) 56 52 10,0 8,5 9,5 8,0
108 32 38 40 44 46 5157 89 89 89 89 89 8989 102 102 102 102 102 102102 З-86 (NC 31) З-86 (NC 31) З-86 (NC 31) З-86 (NC 31) З-86 (NC 31) З-86 (NC 31)З-86 (NC 31) 65 63 62 60 58 5652 12,0 11,5 11,0 10,5 10,0 9,58,0 11,5 11,0 10,5 10,0 9,5 9,07,5
121 44 46 46 51 51 5757 102 102 102 102 102 102102 114 114 114 114 114 114114 З-94 (NC 35) З-94 (NC 35) З-102 (NC 38) З-94 (NC 35) З-102 (NC 38) З-94 (NC 35)З-102 (NC 38) 78 77 77 74 74 7070 15,0 15,0 14,5 13,5 14,0 12,514,5 14,0 14,0 13,5 13,0 13,0 11,513,5
127 57 102 114 З-102 (NC 38) 79 16,5 14,5
133 57 114 114 З-102 (NC 38) 88 16,5 14,5
146 57 57 57 71 71 7676 130 130 130 130 130 130130 140 140 140 140 140 140140 З-118 (NC 44) З-121(4 1/2 FH) З-122 (NC 46) З-121 (4 1/2 FH) З-122 (NC 46) З-121(4 1/2 FH)З-122 (NC 46) 111 111 111 100 100 9595 27,0 25,5 24,5 24,5 24,5 23,024,5 23,0 21,5 21,5 21,5 21,5 19,021,5
152 575757717176 130130130130130130 140140140140140140 З-118 (NC 44)З-121 (4 1/2 FH)З-122 (NC 46)З-118 (NC 44)З-122 (NC 46)З-122 (NC 46) 122122122111111106 28,530,530,023,027,525,0 25,527,527,020,024,522,0
159 5771 146146 152152 З-118 (NC 44)З-122 (NC 46) 135124 28,527,5 24,523,5
165 575771717676 146146146146146146 152152152152152152 З-121 (4 1/2 FH)З-122 (NC 46)З-121 (4 1/2 FH)З-122 (NC 46)З-121 (4 1/2 FH)З-122 (NC 46) 147147136136131131 30,034,025,528,023,526,0 26,030,021,524,019,521,0
* Направление спирали – правое
171 575771 152152152 159159159 З-122 (NC 46)З-133 (NC 50)З-133 (NC 50) 159159148 34,045,039,0 29,040,034,0
178 5771718090 159159159159159 168168168168168 З-133 (NC 50)З-133 (NC 50)З-147 (5 1/2 FH)З-147 (5 1/2 FH)З-147 (5 1/2 FH) 174163163155144 45,539,044,044,044,0 41,535,040,040,040,0
Длина труб: 8,3 м; 9,14–9,45 м.При изготовлении спиральных канавок и проточек под элеватор и клиновой захват масса трубы уменьшается на 5–7%.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Утяжеленные бурильные трубы ( УБТ) предназначены для повышения жесткости Рё увеличения массы нижней части бурильной колонны, посредством которой создается нагрузка РЅР° долото.  [1]

Утяжеленные бурильные трубы ( УБТ) являются важнейшей составной частью бурильной колонны.

РћРЅ предназначены для увеличения жесткости, продольной устойчивости Рё веса нижней части бурильной колонны, работающей РЅР° сжатие Рё создающей необходимую нагрузку РЅР° долото.  [2]

  • Утяжеленные бурильные трубы должны изготовляться РёР· стали марки 38ХНЗМФА, РїРѕ ГОСТ 4543 — 71 СЃРѕ следующими механическими свойствами после термообработки.  [3]
  • Утяжеленные бурильные трубы изготовляются гладкими РїРѕ всей длине: 146x74x8000, 178x90x12000, 203x100x12 000, 219x112x8000 Рё 245x135x7000 РјРј.  [4]
  • Утяжеленные бурильные трубы изготовляются РёР· сталей РіСЂСѓРїРї прочности Р” Рё Рљ.  [6]
  • Утяжеленные бурильные трубы горячекатаные рекомендуется применять РїСЂРё бурении скважин средних глубин РІ несложных геологических условиях.  [8]

Утяжеленные бурильные трубы изготовляются круглого сечения с различной конфигурацией верхней части.

УБТ трехгранного сечения СЃ прямыми или спиральными гранями применяются для уменьшения искривления скважины.  [9]

Утяжеленные бурильные трубы предназначены для создания необходимой осевой нагрузки РЅР° алмаз дый Рё РґСЂСѓРіРѕР№ породоразрушаю-щий инструмент, которая придает жесткость нижней части бурильной колонны, уменьшает искривление скважин, Р° также уменьшает РёР·РЅРѕСЃ бурильных труб. Утяжеленные трубы РїСЂРё алмазном бурении включаются между колонковым снарядом Рё колонной бурильных труб.  [10]

Утяжеленные бурильные трубы ( УБТ) Рё маховики, применяемые РїСЂРё РїСЂРѕРІРѕРґРєРµ скважин диаметрами 320 РјРј Рё более, выполняют те же функции, что РїСЂРё бурении скважин меньших диаметров. Однако СЃ увеличением диаметров скважин функции УБТ Рё маховиков сужаются. Р’ частности, уменьшается РёС… влияние РЅР° предупреждение искривления стволов скважин, так как изготовление толстостенных УБТ Рё маховиков больших диаметров, Р° тем более сбалансированных, экономически нецелесообразно.  [11]

Утяжеленные бурильные трубы ( УБТ) представляют СЃРѕР±РѕР№ толстостенные стальные трубы Рё предназначены для повышения жесткости Рё веса РЅРёР·Р° бурильной колонны СЃ целью создания необходимой осевой нагрузки РЅР° долото РІ процессе бурения.  [12]

Утяжеленные бурильные трубы устанавливаются над долотом ( турбобуром, электробуром) в целях увеличения жесткости нижней части бурильной колонны.

Применение УБТ позволяет создавать нагрузку РЅР° долото коротким комплектом соединенных между СЃРѕР±РѕР№ толстостенных труб, что улучшает условия работы бурильной колонны.  [14]

Утяжеленные бурильные трубы ( УБТ) изготавливают РїРѕ техническим СѓСЃР» РІРёСЏРј 4РњРўРЈ 3532 — 53 Рё нормали Рќ 219 — 49 РґРІСѓС… типов: гладкие РїРѕ всей длш Рё СЃ РєРѕРЅСѓСЃРЅРѕР№ проточкой. УБТ имеют замковую резьбу.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

4.2.5. Утяжеленные бурильные трубы

  • Для
    увеличения веса и жесткости БК в ее нижней части устанавливают УБТ,
    позволяющие при относительно небольшой
    длине создавать частью их веса необходимую
    нагрузку на долото.
  • В
    настоящее время наиболее широко
    используются следующие типы УБТ:

  • горячекатанные (УБТ), изготавливаемые
    по ТУ 14-3-385-79;

  • сбалансированные (УБТС), изготавливаемые
    по ТУ 51-744-77.

УБТ
этих типов имеют аналогичную беззамковую
(отсутствуют отдельные присоединительные
концы) толстостенную конструкцию и
поставляются в комплекте.

Комплект УБТ
имеет одну наддолотную трубу с двумя
муфтовыми концами, а остальные —
промежуточные (верхний конец муфтовая
резьба, нижний -ниппельная). Горячекатанные
УБТ выполняются гладкими по всей длине.
На верхнем конце УБТС вьполняется
конусная проточка для лучшего захвата
клиньями при спуско-подъемных работах.

Горячекатанные
УБТ используются преимущественно при
бурении с забойными гидравлическими
двигателями.

Их изготовляют из сталей
группы прочности Д и К (предел текучести
373
и 490 МПа) методом прокатки, что обуславливает
их недостаточную прочность, особенно
в резьбовых соединениях.

Кроме того,
они имеют значительные допуски на
кривизну, разностенность и овальность.
При вращении УБТ это приводит к биению
БК и значительным усталостным перегрузкам.

Горячекатанные
УБТ изготавливают диаметром 146, 178, 203 мм
длиной соответственно 8, 12 и 12 м.
Сбалансированные УБТ используют
преимущественно при роторном способе
бурения.

УБТС, изготовляют из сталей
марки 38ХНЗМФА (предел текучести 735 МПа)
и 40ХН2MA
(предел текучести 637 МПа).

Канал у таких
труб просверлен, что обеспечивает его
прямолинейность, а наружная поверхность
подвергнута механической обработке,
что обеспечивает равную толщину стенки
и круглое сечение.

Обкатка резьбы
роликами и ее фосфатирование, термическая
обработка концевой (0,8-1,2 м) поверхности
труб значительно повышают иx
прочностные показатели. Для повышения
сопротивления усталости резьбовых
соединений УБТС на них протачивают
зарезьбовые разгружающие канавки.
Изготовляют УБТС диаметром 178, 203 и 229
мм, длиной 6 м.

4.2.6. Переводники

Переводники
предназначены для соединения элементов
БК с резьбами различных типов и размеров.
Переводники согласно ГОСТ 7360-82 разделяются
на три типа:

1) Переводники
переходные (ПП), предназначенные для
перехода от резьбы

одного
размера к резьбе другого. ПП имеющие
замковую резьбу одного размера называются
предохранительными.

2)
Переводники муфтовые (ПМ) для соединения
элементов БК, расположенных друг к другу
ниппелями.

3)
Переводники ниппельные (ПН) для соединения
элементов БК, расположенных друг к другу
муфтами.

Переводники каждого
типа изготовляют с замковой резьбой
как правого, так и левого направления
нарезки. Резьба должна соответствовать
ГОСТ 5286-75 для бурильных замков.

ГОСТ 7360-82
предусматривает изготовление 90
типоразмеров переводников, которые
охватывают практически все необходимые
случаи их применения. Переводники
изготовляются из стали марки 40ХН (предел
текучести 735 Мпа).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector