Стальная бурильная труба

Для бурения роторным или забойным методом необходимы бурильные трубы из стальных сплавов. У бесшовного или составного металлопроката обязательно присутствуют замки, которые могут быть приварными или навинчиваемыми. При бурении такой конструкцией крутящий момент передается на инструмент. Прокат выпускают на основании ГОСТ 8467-83, ГОСТ 631-75, ГОСТ 7909-56.

Виды

Для буровых работ используют металлоизделия разного диаметра. Для неглубоких скважин применяют диаметр 33,5…146 мм. Глубокие, промышленные скважины открывают при помощи изделий диаметром 168…508 мм. Стальной трубопрокат для бурения выпускают четырех видов:

1. Тип В – концы высажены внутрь. Замки навинчены на коническую резьбу, имеющую треугольный профиль.

2. ВК – концы высажены внутрь. Конструкция дополнительно оснащена коническими поясками для стабилизации. Замки навинчены на коническую резьбу, имеющую трапецеидальный профиль.

3. ПК – комбинированная высадка концов (внутренняя и наружная). Замки приварены по высадке.

4. ПН – конструкция с наружной высадкой и приварными замками.

Последние два типа трубопроката выпускаются согласно ТУ 14-3-1571-88. У труб типа В низкая усталостная прочность на соединении труба-замок, а также невысокая статическая прочность на разрыв по резьбе. У конструкций типа ВК за счет стабилизационного пояса, упорного уступа на торце и расточки замковой конструкции увеличена усталостная прочность, а также высокая статическая прочность на разрыв, обеспечиваемая трапецеидальной резьбой.

У проката с комбинированной (ПК), внутренней (ПВ), наружной (ПН) высадкой за счет отсутствия грата внутри и снаружи высока усталостная прочность на изгиб. Этот вид имеет одинаковую прочность тела и сварного соединения. Для конструкций с комбинированной высадкой концов характерен плавный переход между высадкой и основным телом. За счет этого в циркуляционной системе уменьшены гидравлические потери. Минимальная прочность трубопроката – 16 кгс/мм².

Производство и классификация

Сырье изготовления – высокоуглеродистые стали 10, 40Х, высоколегированные сплавы с примесями, придающими стойкость к коррозии. Навинчиваемые замки изготавливают из стального сплава 40ХН. Все изделия обязательно проходят термообработку. Виды металлопродукции:

1. Ведущие – трубы с шестигранным, квадратным поперечным сечением. Располагаются в верхней части колонны, передавая ей вращение от инструмента.

2. Утяжеленные – горячекатаные или механически обработанные металлоизделия квадратной или круглой формы. Прокат со стенкой от 16 мм необходим для осевых нагрузок на режущий инструмент, повышения жесткости сжатой нижней части колонны.

3. Толстостенные – конструкции с большой толщиной стенки и ребрами жесткости. Применяются на горизонтальных сложных скважинах, чтобы передавать момент вращения от ротора и создавать нагрузки на устройство для разрушения породы.

4. Обычные – круглые цельнотянутые варианты из легких сплавов стали. Толщина стенок – от 4.7 мм. Могут использоваться для осуществления разных, например, телеметрических, исследований.

Независимо от типа, из комплекта берется образец для контроля качества: определения устойчивости к давлению, другим разрушающим нагрузкам.

Окончания утолщаются для повышения прочности. Отрезки из стали соединяют друг с другом, используя специальные замковые резьбовые соединения, которые выполняют свинчивание и отвинчивание в несколько оборотов. За герметичность соединения отвечает напряженный контакт поверхностей торцов.

Характеристики

Колонна в процессе работы придает преимущества. Повышение периода эксплуатации инструмента и минимизация уровня разрушения стенок скважины, благодаря высокоточной балансировке и гладким стволам металлопроката этого вида.

Снижение затрат энергии на бурение и возможность проведения процедур на повышенных скоростях за счет высокой точности соосности изделия и замковой конструкции. Высокая устойчивость карбонитрированного соединения резьбового типа к износу.

Сохранение прямолинейности по всей длине стенок (обеспечивает поверхностная закалка, сокращающая степень износа). Металлоизделия долго и безаварийно работают в сложных условиях.

Назначение и применение

Прокат предназначен для передачи осевых нагрузок и крутящего момента на режущий инструмент. После погружения в скважину он обеспечивает нужные нагрузки и вращение, выступая связующей частью между аппаратурой и долотом. Рабочие задачи:

• подвод сжатого воздуха к забою;

• подача охлаждающего раствора, промывочной жидкости;

• перемещение инструментов на дно скважины и обратно;

• образование гидравлической энергии при применении забойных силовых установок.

В схеме установки обсадная труба может быть ведущей деталью при фиксации сверху бурильной колонны. При больших объемах работ по подъему-спуску колонны отрезки после расчета можно объединить между собой в свечи до трех штук.

Трубы используют с учетом геофизических, природных условий проведения работ. При выборе типа необходимо выполнить расчет максимальных нагрузок, скорости вращения, глубины заглубления. Обязательно должен быть учтен скручивающий момент и необходимая грузоподъемность.

Часто задаваемые вопросы

Какие виды бурильных труб существуют и чем они отличаются по конструкции?

Бурильные трубы делятся на четыре основных типа: В, ВК, ПК и ПН.
Тип В — внутренняя высадка и навинчиваемые замки на треугольной резьбе, низкая усталостная прочность.
Тип ВК — внутренняя высадка, стабилизационный поясок, трапецеидальная резьба, повышенная прочность.
Тип ПК — комбинированная (внутренняя и наружная) высадка, приварные замки, высокая гибкость и стойкость на изгиб.
Тип ПН — наружная высадка с приварными замками, повышенная прочность соединения и отсутствие грата.

Для чего предназначены бурильные трубы и какие задачи они решают при бурении скважин?

Бурильные трубы передают осевую нагрузку, крутящий момент, подают промывочную жидкость или воздух к забою, создают гидравлическую энергию при использовании забойных двигателей и перемещают оборудование по стволу скважины. Они обеспечивают стабильность бурения, уменьшают износ инструмента и поддерживают прямолинейность колонны.

Как выбрать подходящий тип бурильных труб для конкретных геологических условий?

При подборе труб учитывают: глубину бурения, максимальные осевые нагрузки, скорость вращения, скручивающий момент, диаметр скважины и геофизические условия. Для сложных, глубоких и горизонтальных скважин выбирают трубопрокат повышенной прочности (ПК, ПН, ВК), а для неглубоких — тип В или стандартные цельнотянутые трубы.