Меню

Элементы колонны бурильных труб

Тема: Элементы бурильной колонны

Бурильная колонна является связующим звеном между долотом, находящимся на забое скважины, и буровым оборудованием, расположенным на поверхности. Она предназначена для подвода энергии (механической, гидравлической, электрической) к долоту, обеспечения подачи бурового раствора к забою, создания осевой нагрузки на долото, восприятия реактивного момента долота и забойного двигателя. Основные элементы, составляющие бурильную колонну, — ведущие трубы, бурильные трубы, бурильные замки, переводники, центраторы бурильной колонны, утяжеленные бурильные трубы.

Трубы бурильные ведущие.Ведущие трубы предназначены для передачи вращения от ротора к бурильным трубам. Они представляют собой толстостенную трубу, имеющую в сечении квадратную, шестигранную или крестообразную форму с концентрично расположенным круглым или квадратным отверстием для прохода бурового раствора.

Наиболее распространены ведущие трубы с квадратным сечением. Шестигранные и крестообразные ведущие трубы применяются редко.

Бурильные трубы.Бурильные трубы составляют основную часть колонны. При роторном бурении колонна бурильных труб служит для передачи вращения долоту и подачи бурового раствора к забою скважины. Бурильные трубы и соединительные муфты к ним изготовляются следующих размеров (условный наружный диаметр): 60, 73, 89, 102, 114, 127, 140 и 168 мм с толщиной стенок от 7 до 11 мм. В настоящее время существует несколько разновидностей бурильных труб, различающихся по конструктивному исполнению.

1. Трубы бурильные сборной конструкции изготовляются двух видов (ГОСТ 631—63): трубы с высаженными внутрь концами (рис. 4.2, а) и трубы с высаженными наружу концами (рис. 4.2, б). Трубы всех типов изготовляются длиной: 6,8 и 11,5 м — при условном диаметре труб 60. 102 мм; 11,5 — при условном диаметре труб 114. 168 мм.

Для изготовления бурильных труб и соединительных муфт к ним применяется сталь определенной прочности

2. В целях упрочнения и исключения возможности усталостного разрушения трубы по трубной резьбе применяются бурильные трубы с высаженными внутрь и наружу концами и коническими стабилизирующими поясками (ГОСТ 631 — 75). В практике бурения их называют соответственно ТБВК, ТБНК.

3. Трубы бурильные с приваренными соединительными концами между собой соединяются посредством крупной замковой резьбы (рис. 4.3). Отличительная особенность этих труб — замена резьбы сваркой в местах соединения замка с трубой.

4. Трубы бурильные с высаженными наружу концами и наре­занной на них крупной (замковой) резьбой (беззамковые рас­трубные трубы) предназначены для использования при бурении с погружными забойными двигателями и в роторном бурении.Для предохранения от коррозии наружную поверхность каж­дой трубы и муфты окрашивают. На каждой трубе на расстоянии 0,4. 0,8 м от конца выбито клеймо, указывающее следующие дан­ные: марку стали, порядковый номер трубы, номер плавки, месяц и год выпуска, наружный диаметр трубы в дюймах, толщину стенки в миллиметрах, наименование или товарный знак завода-изгото­вителя, клеймо отдела технического контроля.

Замки для бурильных труб. Они предназначены для соединения в колонну бурильных труб, в зависимости от конструкции которых имеют разные типы. Бурильные замки соединяют между собой отдельные бурильные трубы.

Переводникипредназначены для соединения элементов бурильных колонн, имеющих разные размеры или разнотипные резьбы, а также присоединения подсобных и ловильных инструментов к бурильным трубам.

Центраторы бурильной колонны служат для предупреждения искривления ствола скважины при бурении забойными двигателями.

Утяжеленные бурильные трубы.УБТ предназначены для установки в нижнюю часть бурильной колонны с целью увеличения ее жесткости, большей устойчивости и передачи нагрузки на долото. Утяжеленные бурильные трубы, устанавливаемые непосредственно над долотом или забойным двигателем, создают необходимую нагрузку на долото в заданных пределах.

В настоящее время существуют несколько разновидностей УБТ, различающихся по исполнению.

1. Утяжеленные бурильные трубы сбалансированные УБТС2. Они изготовляются из хромоникельмолибденовых сталей и подвергаются термообработке только по концам. УБТС2 изготовляются в основном диаметрами 178, 203 и 229 мм.

Читайте также:  Чем скрывают трубы в туалете

2. Утяжеленные бурильные трубы горячекатаные. Выпускаются диаметрами 73, 89, 108, 146, 178, 203, 219 и 245 мм. Утяжеленные бурильные трубы (горячекатаные) рекомендуется применять при бурении скважин глубиной 2000. 2500 м в несложных геологических условиях.

3. Утяжеленные бурильные трубы с замками УБТСЗ. Иногда при бурении скважин в целях повышения износостойкости резьбы и прочности резьбового соединения, а также облегчения ремонта применяют утяжеленные бурильные трубы с замками с коническими стабилизирующими поясками.

В настоящее время широко распространены бурильные трубы с высаженными внутрь концами. Эти трубы имеют большую толщину высаженного конца, чем тело трубы, и меньшее проходное сечение, в результате чего увеличивается сопротивление прокачиваемого раствора. Трубы с высаженными наружу концами имеют большую прочность высаженной части, чем трубы с высаженными внутрь концами. Внутреннее сечение этих труб не имеет «переходов» в замках, благодаря чему сопротивление прокачиваемой жидкости значительно меньше, чем в трубах с высаженными внутрь концами Иногда у стандартных бурильных труб вследствие безупорного резьбового соединения замка с трубой происходят усталостные поломки высаженных концов бурильных труб, особенно при роторном способе проводки скважин. В бурильных трубах с блокирующими (стабилизирующими) поясками за счет удлинения у замковых деталей цилиндрической выточки и обточки гладкого пояска на трубе вблизи резьбы достигается плотное сопряжение замка с трубой, навинченного в горячем состоянии. Трубы бурильные с блокирующими поясками позволяют повысить предел выносливости по сравнению со стандартными трубами приблизительно на 40 %.

Трубы этой конструкции могут быть трех типов: ТБП — трубы бурильные с приваренными соединительными концами к трубной заготов­ке, не имеющей высаженных концов; ТБПВ — трубы бурильные с приваренными соединительными концами к трубной заготов­ке с высаженными наружу концами; ТБПВЭ отличаются от труб ТБПВ конструкцией соединительных концов. Бурильные трубы типа ТПБ применяются только в турбинном бурении, а типа ТБПВ как в роторном, так и турбинном бурении. Трубы типа ТБПВЭ созданы для бурения скважин электробуром.

(ОТК). Рядом с клеймом эти же данные нанесены светлой краской. Трубы с левой резьбой имеют посредине широкий поясок, нанесенный светлой краской с надписью «левая». Резьба труб и муфт предохранена кольцами от повреждения.

Источник

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

1. НАЗНАЧЕНИЕ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Бурильная колонна предназначена для следующих целей:

1) передачи вращения от ротора к долоту;

2) восприятия реактивного момента от забойного двигателя;

3) подвода промывочной жидкости к турбобуру при турбинном бурении к долоту и забою при всех способах бурения;

4) монтажа отдельных секций токопровода при бурении электробуром;

5) создания нагрузки на долото;

6) подъема и спуска долота, забойного двигателя;

7) проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы, проверка глубины скважины и т.д.)

2. ЭЛЕМЕНТЫ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Рис.1. Схема бурильной колонны

Бурильная колонна (рис.1) соединяет долото (забойный двигатель и долото) с наземным оборудованием (вертлюгом) и состоит из свинченных друг с другом ведущей трубы (4), бурильных труб (8) и утяжеленных бурильных труб (12 и 13). Верхняя часть бурильной колонны, представленная ведущей трубой (4)присоединяется к вертлюгу (1) с помощью верхнего переводника ведущей трубы (3) и переводника вертлюга (2). Ведущая труба присоединяется к первой бурильной трубе (8) с помощью нижнего переводника ведущей трубы (5), предохранительного переводника (6) и муфты бурильного замка (7). Бурильные трубы (8) свинчиваются друг с другом с помощью бурильного замка (9) или с помощью соединительных муфт (10). Утяжеленные бурильные трубы (12 и 13) свинчиваются друг с другом непосредственно Верхняя УБТ присоединяется к бурильной трубе с помощью переводника (11). К последней УБТ привинчивается через переводник (14) долото (при роторном способе бурения) или забойный двигатель с долотом (при турбинном бурении).

Читайте также:  Труба стальная 100 для водопровода

2.1. Стальные бурильные трубы

2.1.1. Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним

Для увеличения толщины стенок и прочности бурильных труб в нарезной части концы их высаживаются внутрь или наружу (ГОСТ-63 1-75) Бурильные трубы соединяются в колонну с помощью замков. Замок состоит и муфты и ниппеля.

С целью упрочнения и исключения возможности усталостного разрушения трубы по трубной резьбе применяются бурильные трубы с высаженными внутрь и наружу концами (реи.2.). В практике бурения их называют соответственно ТБВК и ТБНК. По стандарту эти трубы изготовляются длиной 6; 8; и 11,5 м при условном диаметре 114 — 168 мм.

На концах трубы нарезается с правым или левым направлением нарезки коническая мелкая (трубная) резьба. Бурильные трубы с высаженными наружу концами применяются преимущественно при турбинном способе бурения.

Рис.2. Бурильные трубы с высаженными концами а — высаженными внутри концами; б — высаженными наружу концами 1 — бурильная труба; 2 — соединительная муфта.
Рис. 4. Соединение бурильных труб в свечи

Спуска и подъемные работы бурильной колонны осуществляются при отвинчивании или навинчивании сразу нескольких труб. Комплект таких труб называется свечой.

а) соединение свечей – замок б) соединение бурильных труб в свечи — муфты
Типы бурильных замков: а — типа ЗШ; б — типа ЗН; в — типа ЗУ; / — ниппель замка; 2 — муфта замка

Для соединения бурильных труб высаженными концами имеются бурильные замки трех типов (рис.3):

1) ЗН — с диаметром проходного отверстия, значительно меньше
диаметра проходного отверстия высаженных концов бурильных
труб;

2) ЗШ — с диаметром проходного отверстия, близким к диаметру
проходного отверстия высаженных концов бурильных труб;

3) ЗУ- с увеличенным диаметром проходного отверстия.

Ниппель и муфта бурильного замка соединяются при помощи конической резьбы, называемой замковой, а к бурильным трубам эти детали присоединяются посредством трубной резьбы.

ГОСТ-631-75 предусматривает изготовление бурильных труб и соединительных муфт к ним из стали групп прочности Д, К, Е, Л, М.

2.1.2. Бурильные трубы с приваренными соединительными концами

Изготовляют эти трубы путем приварки к трубным заготовкам с помощью контактно-стыковой сварки соединительных концов специальной конструкции. Затем концы обрабатывают под муфту и ниппель.

В настоящее время широко применяется бурильные трубы с приваренными замками с высаженными наружу концами (рис.4).

На ниппеле и муфте каждого замка на поясках для маркировки должна быть нанесена маркировки: товарный знак завода-изготовителя, типоразмер замка дата выпуска

Рис.4. Труба бурильная с приваренными замками с высаженными наружу концами (ТБПВ)

2.2. Утяжелённые бурильные трубы (УБТ)

Для увеличения жесткости нижней части бурильной колонны над долотом (забойным двигателем) устанавливают утяжеленные бурильные трубы.

Изготовляются УБТ двух типов гладкие по всей длине (рис. 5а) и с конусной проточкой (рис.5б) для лучшего захвата их клиньями во время спуска и подъема колонны. Комплект УБТ имеет одну наддолотную трубу (2), имеющую на обоих концах внутреннюю замковую резьбу и нескольких промежуточных труб (1), соединенных на верхнем конце, внутренний, а на нижнем — наружной замковой резьбой.

Рис.5. Утяжеленные бурильные трубы Рис.6. Сбалансированные утяжеленные бурильные трубы

Трубы этого типа изготовляются серийно диаметрами 146, 178, 203
мм длиной 6; 8 и 12 м. Недостатки, присущие УБТ, в значительной степени
устранены у сбалансированных утяжеленных бурильных труб (УБТСК
каналы этих труб просверлен (рисм.6.), что обеспечивает его
прямолинейность. Техническими условиями ТУ-51-774-77 предусматривается выпуск УБТС девяти диаметров (от 120 до 229 мм).

2.3. Ведущие бурильные трубы

Ведущие бурильные трубы изготовляются в сборном исполнении квадратным сечением (рис.7.).

Ведущая труба состоит из квадратной толстостенной штанги (2) с прошитым или просверленным каналом, верхнего переводника (1), для соединения с вертлюгом и нижнего переводника (3). Для присоединения резьбы нижнего переводника от износа при многократных свинчиваниях и развинчиваниях на нижний переводник навинчивают предохранительный переводник.

Читайте также:  Сколько лет служат трубы отопления в квартире

Штанга ведущей трубы изготовляют из стали группы прочности Д или марки 36Г2С и 40Х.

а — квадратные; б — шестигранные; в — крестообразные Ведущая бурильная труба в сборе: 1- верхний штанговый переводник (ПШВ); 2- штанга ведущей трубы; 3- нижний штанговый переводник (ПШН).
Рис.7. Ведущая бурильная труба

2.4. Переводники для бурильных труб

Переводники предназначены для соединения меду собой частей бурильной колонны и присоединения к ней инструмента, применяемого при бурении скважин. Переводники для бурильных труб (рис.8) изготовляются следующих типов: П — переходные; М — муфтовые; Н — ниппельные.

Переводники для бурильных колонн изготовляются с требованиями ГОСТ-7360-80Е. Указанный стандарт’ предусматривает изготовление 90 типоразмеров переводников, которые охватывают практически все необходимые случаи их применения.

Рис.8. Переводники для бурильных колонн: а- муфтовый; б- ниппельный; в- переходный

2.5. Резиновые кольца для бурильных труб

Резиновые кольца предназначены для предохранения бурильных и обсадных колонн от взаимного истирания при бурении скважин.

Конструктивно резиновые кольца для бурильных труб могут быть разъемными или неразъемными. Промышленностью выпускается резиновые кольца неразъемной конструкции по ГОСТ-6365-74 (рис.9).

i

Рис.9. Протекторное резиновое кольцо для бурильных труб

Для надевания неразъемных колец на бурильные трубы применяют специальные пневмомашины. Кольцо непосредственно перед надеванием на трубу подогревают в горячей воде при температуре 80-90°С в течение 10-15 мин.

Для предотвращения перемещения колец по трубе используют клей или полимеризующие составы.

2.6. Обратные клапаны для бурильных колонн

Обратные клапаны для бурильных колонн предназначены для предотвращения газо-нефте-водопроявления из скважины через бурильные трубы в процессе бурения. Обратный клапан устанавливают в колонне бурильных труб под нижним переводником ведущей трубы.

Серийное производство обратных клапанов для бурильных колонн осуществляется по ОСТ-39-096-79. По указанному отраслевому стандарту предусмотрено изготовление 10 типоразмеров клапанов: тип 1- клапаны тарельчатые — КОБ Т (рис.10), тип 2 — клапаны конусные с резиновыми уплотнениями — КОБ (рис. 1 1).

Рабочее давление, выдерживаемое при запирании, для клапанов тарельчатого типа 1 5 МПа, а для конусных клапанов 35 Мпа.

Рис.10. Обратный клапан Тарельчатый (КОБ Т) Рис.1 1. Обратный клапан корпусный с резиновым уплотнением (КОБ)

2.7. Опорно-центрирующие элементы

К числу опорно-центрирующих элементов относятся: наддолотный калибратор, стабилизаторы и центраторы и промежуточные опоры.

Калибраторы и центраторы выполняются как с прямыми, так и со спиральными ребрами, обычно с наружным диаметром, равным диаметра долота.

Наддолотный калибратор предназначен для улучшения работы долота и обеспечения номинального диаметра ствола скважины. Центраторы предназначены для борьбы с искривлением скважины и располагаются от одного до трех в компоновке УБТ в зависимости от интенсивности искривления. Как правило, центраторы для предотвращения искривления скважины устанавливаются на длине УБТ до 25 м.

С целью улучшения работы УБТ, повышения их устойчивости и ограничения площади контакта труб со стенками скважины применяют промежуточные опоры квадратного сечения (рис.12).

Для борьбы с желобными выработками, ограничения площади контакта со скважиной и уменьшения искривления ствола применяются упругий стабилизатор (рис.13). Стабилизатор состоит из каркасной втулки (2), армированной резиной и свободно вращающейся на коротком полом вале (1), на обоих концах которого нарезана замковая резьба для присоединения к бурильной колонне. Поверхность втулки имеет желобчатую форму.

Наружный диаметр профильной втулки для работы с долотами диаметрами 215,9; 244,5; 269,9 мм соответственно равен 212, 241, 266 мм.

Устанавливаются стабилизаторы как в компоновке УБТ, так и бурильной колонны

Рис.12. Опора промежуточная квадратная Рис.13. Стабилизатор упругий (СУ)

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Adblock
detector