2.2Состав и функции бурильной колонны, виды труб и замков, бурильные свечи; соединительные резьбы на них.

Бурильная колонна (рис.1) включает в себя следующие элементы: бурильные трубы; утяжеленные бурильные трубы; ведущую (рабочую) бурильную трубу; переводники; отклонитель; центраторы, протекторы и другую оснастку.

Рис. 1. Конструкция бурильной колонны:

1 - верхний переводник ведущей трубы; 2 -ведущая труба; 3 — нижний переводник ве­дущей трубы; 4 - предохранительный пере­водник ведущей трубы; 5 - муфта замка; 6 - ниппель замка; 7 - бурильные трубы; 8 - протектор; 9 - переводник на УБТ; 10 — УБТ; 11 — центратор; 12 — наддолотный амортизатор.

Функции,…

бурильная колонна выполняет сле­дующие функции: передает вращение от ротора к долоту; воспринимает от забойных двигателей реактивные момен­ты; подает к забою промывочный агент; подводит гидрав­лическую мощность к долоту и погружному гидравличес­кому двигателю; вдавливает долото в горные породы на забое, действуя своей силой тяжести; обеспечивает замену долота и погружного двигателя посредством транспортирова­ния их к забою или на дневную поверхность; позволяет вес­ти аварийные и другие специальные работы в стволе сква­жины.

БУРИЛЬНАЯ СВЕЧА — часть бурильной колонны, неразъёмная во время спускоподъемных операций; состоит из двух, трёх или четырёх бурильных труб, свинченных между собой. Использование бурильной свечи сокращает время на спускоподъемные операции и уменьшает износ механизмов и инструмента, предназначенного для свинчивания и развинчивания бурильной свечи. Длина бурильной свечи определяется высотой вышки буровой установки.

ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ ВЕДУЩИЕ

Предназначенная для передачи вращения от привода че­рез ротор бурового станка буриль­ной колонне, состоящей из бурильных труб, замков и утяже­ленных бурильных труб. Имеет форму квадратного, иногда шестигранного сече­ния. Другие формы сечений (крестообразная, желобча­тая, круглая) в нефтепромысловой практике применяются редко.

Ведущая труба предотвращает возможность реверсивного вращения бурильной колонны от действия реактивного мо­мента забойного двигателя (турбобура, винтобура, электро­бура).

В практике бурения ведущие трубы применяются сборной конструкции, состоящие из трубы, верхнего и нижнего пе­реводников, а также цельной (неразъемной).

Ведущие трубы сборной конструкции изготовляются в ос­новном квадратного сечения, включают собственно трубу, верхний переводник ПШВ для соединения с вертлюгом и нижний переводник ПШН для присоединения к бурильной колонне.

Резьбовое соединение ведущих труб:

1 - линия, параллельная оси резьбы штанги; 2 - основная плоскость; 3 - переводник; 4 – штанга.

Трубы ТВБ имеют цилиндрический блокирующий поясок, который усиливает и герметизирует коническую резьбу. Его протачивают на стандартной горячекатаной веду­щей трубе квадратного сечения 112, 140, 155 мм.

ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ

С ВЫСАЖЕННЫМИ КОНЦАМИ И МУФТЫ К НИМ

Для увеличения толщины стенок и прочности бурильных труб в нарезанной части концы их высаживаются внутрь или наружу. Бурильные трубы соеди­няются в колонну с помощью замков. На конец трубы (типов 1, 2, по ГОСТ 631-75) навинчивается на резьбе треугольного профиля муфтовая или ниппельная часть замка. С целью уп­рочнения и исключения возможности усталостного разруше­ния трубы по трубной резьбе применяются бурильные трубы (типов 3, 4, по ГОСТ 631-75) с высаженными внутрь и на­ружу концами и коническими стабилизирующими поясками. В практике бурения их называют соответственно ТБВК, ТБНК.

Трубы типов 1, 2 изготовляются с правой и левой резьба­ми, трубы типов 3, 4 - с правой резьбой и по соглашению потребителя с изготовителем - с левой.

Трубы всех типов изготовляются длиной: 6,8 и 11,5 м при условном диаметре труб 60 — 102 мм; 11,5 м— при условном диаметре труб 114-168 мм.

Рис. Трубы типа 1 с высаженными внутрь концами и муфты к ним:

Ф - труба, - муфта

Примеры условных обозначений бурильных труб и муфт к ним.

Труба В-114x9-Д ГОСТ 631-75 - труба бурильная типа 1, условный диаметр 114 мм, толщина стенки 9 мм, группа прочности Д, обычной точности. Труба ВП-114х9-Д ГОСТ 631-75 - то же, повышенной точности.

Резьбовое соединение бурильных труб типов 3, 4:

I — основная плоскость, II — расчетная плоскость конического стаби­лизирующего пояска, III — ось резьбы.

ЗАМКИ ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ С ВЫСАЖЕННЫМИ КОНЦАМИ

Замки для бурильных труб служат для соеди­нения в колонны бурильных труб типов 1 -4. Замок состоит из двух деталей — ниппеля и муфты, соединяемых коничес­кой замковой резьбой.

Замки изготовляются: правые с пра­вой замковой резьбой и резьбой для соединения замка с трубой и левые с левой замковой резьбой и резьбой для со­единения замка с трубой.

Пример условного обозначения замков с нормальным проходным отверстием и наружным диаметром 108 мм с правой (ЗН-108 ГОСТ 5286-75) и левой (ЗН-108Л ГОСТ 5286-75) резьбой.

ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ

С ПРИВАРЕННЫМИ ЗАМКАМИ

Механические свойства труб должны соответствовать группе прочности Д. Наружная и внутренняя поверхности высаженной части труб и места перехода от высаженной ча­сти к гладкой части труб не должны иметь резких уступов и складок; переход от высаженной части к гладкой должен быть плавным по всей длине. На внутренней поверхности высаженной части труб (до приварки замков) на длине 40 мм от торца незаполнение металлом не допускается; на длине более 40 мм допускается одно пологое незаполнение метал­лом шириной не более 40 мм.

Наружная поверхность высаженных концов труб перед приваркой должна подвергаться обработке с целью удаления облоя; торцы труб должны быть механически обработаны.

Трубы и замки после приварки должны быть соосны; смещение осей трубы и замка в плоскости сварного стыка не должно превышать 1,2 мм, перекос осей не должен пре­вышать 3,0 мм на 1 м длины.

Зона сварного соединения после удаления наружного и внутреннего грата необходимо подвергать термообработке.

ЛЕГКОСПЛАВНЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

Легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ) при­меняются в структурном, разведочном и эксплуатационном бурении, а также при капитальном ремонте скважин.

Выпускаются ЛБТ сборной конструкцие глад­кие и с протекторным утолщением, беззамковой конструк­ции, а также для компоновки низа бурильной колонны с уве­личенной толщиной стенки. ЛБТ сборной конструкции глад­кие и с протекторным утолщением изготовляются в соответ­ствии с ГОСТ 23786-79; ГОСТ 23786-79

ТБ — с внутренними утолщениями

ТБП — с внутренними концевыми утолщениями и протек­торным утолщением

Труба легкосплавная:

t - сборной конструкции, - труба с внутренними утолщениями, 1 - муфта, 2 - труба, 3 – ниппель

УТЯЖЕЛЕННЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

Утяжеленные бурильные сбалансированные трубы УБТС-2

Утяжеленные бурильные сбалансированные трубы УБТС-2 изготовляются по ТУ 51-774-77 из хромони-кельмолибденовых сталей и подвергаются термообработке только по концам на длине 0,8—1,2 м. Концы труб под тер­мообработку нагревают с помощью специальных индукторов. Канал в УБТ получают сверлением, а механическая обработка обеспечивает необходимую балансировку труб. Условное обозначение: УБТС-2-178/3-147, ТУ 51-774-77 (труба с на­ружным диаметром 178 мм и резьбой 3-147). Длина труб 6,0 м.

Утяжеленные бурильные трубы УБТС-2 изготовляют диаметрами 178, 203 и 229 мм.

Соединения ниппельного и муфтового концов труб вы­полняются с правой замковой резьбой, по ГОСТ 5286-75, а для диаметров 254, 273 и 299 мм - с резьбой 3-201, по ГОСТ 20692-75.

Для повышения сопротивления усталости резьбовых со­единений на них протачиваются зарезьбовые разгружающие канавки ЗРК. Применяются обкатка роликами и другие уп­рочняющие методы обработки.

Утяжеленные бурильные трубы (горячекатаные)

Утяжеленные бурильные трубы (горячека­таные) диаметром 146, 178, 203, 219 и 245 мм поставляются по ТУ 14-3-385-79, а трубы (заготовки для УБТ) диаметром 73, 89, 108 мм - ТУ 14-3-839-79. Утяжеленные бурильные трубы изготовляются гладкими по всей длине: 146×74×8000, 178×90×12 000, 203×100×12 000, 219×112×8000 и 245×135×7000 мм. Допускается поставка труб диаметром 146 мм, длиной 6 м и диаметром 203 мм, длиной 8 м до 30 % объема заказа, а диа­метром 178 мм, длиной 8 м - до 10 %.

Утяжеленные бурильные трубы с замками УБТСЗ

В некоторых случаях при бурении скважин с целью повышения износостойкости резьбы и прочности резьбового соединения, облегчения процесса ремонта приме­няют утяжеленные бурильные трубы с замками с конически­ми стабилизирующими поясками. Замок УБТСЗ изготовляется высокопрочным с механическими свойствами, по ГОСТ 5286-75, из стали марок 40ХН, 40ХН2МА. Из­ношенный замок может быть легко заменен непосредствен­но на буровой с использованием установки, размещенной на автомобиле (трубы с замком собирают горячим спосо­бом).