Выбор элементов бурильной колонны

Бурильная колонная состоит из следующих элементов: утяжеленных бурильных труб (УБТ), стальных (СБТ) или легкосплавных бурильных труб (ЛБТ), ведущей бурильной трубы, резьбовых переводников, цен­траторов и калибраторов.

Бурильные колонны бывают следующими:

одноразмерными (или одноступенчатыми), составленными из бу­рильных труб одного и того же наружного диаметра;

многоразмерными (многоступенчатыми), составленными из труб различных наружных диаметров (двух-, трех- или четырехразмерными);

многосекционными, составленными из нескольких участков труб одной и той же группы прочности, одного и того же наружного диа­метра с одинаковой толщиной стенки и одинаковой конструкцией резьбовых соединений.

Нижний участок бурильной колонны составляют из УБТ, устанав­ливаемых непосредственно над долотом или забойным двигателем.

Колонна бурильных труб при бурении скважины подвергается воз­действию различных статических и динамических нагрузок. При буре­нии с помощью забойных двигателей (турбо-, электробуров, объемных двигателей) на колонну бурильных труб действуют следующие нагруз­ки: осевая сила растяжения от собственного веса колонны и перепада давления в забойном двигателе; осевая сила сжатия, создаваемая весом части колонны; момент, прикладываемый к колонне для ее периодиче­ского проворачивания и др.

При роторном бурении на колонну бурильных труб кроме осевых сил растяжения и сжатия действуют еще и дополнительные нагрузки: за счет изгибающего момента от действия центробежных сил при вра­щении колонн; за счет крутящего момента, необходимого для непре­рывного вращения колонны и др. Изгибающие напряжения в колонне носят переменный характер и зависят от осевой нагрузки, частоты вращения, диаметра труб и скважины, кривизны ее ствола и др. Под действием крутящего момента возникают касательные напряжения,

которые в колонне бурильных труб возрастают от забоя к устью сква­жины.

Бурильные стальные трубы выпускаются в соответствии с ГОСТ 631–75 и имеют следующие показатели:

Группа прочности..... Д К Е Л М Р Т

Предел текучести, МПа 380 500 550 650 750 900 1000

Временное сопротивление, МПа 650 700 750 800 900 1000 1100

Трубы диаметром 60–102 мм имеют длину 6,8 и 11,5 м, а диамет­ром 114–168 мм – 11,5 м.

Выпускаются трубы следующих типов:

В – с высаженными внутрь концами и навинченными замками;

Н – с высаженными наружу концами и навинченными замками;

ВК – с высаженными внутрь концами и коническими стабилизи­рующими поясками;

НК – с высаженными наружу концами и коническими стабилизи­рующими поясками.

Кроме того, бурильные трубы бывают обычной и повышенной (П) точности изготовления.

Бурильные трубы типов В и Н имеют обычную трубную резьбу треугольного профиля. На трубах типов ВК и НК нарезается трапецеи­дальная резьба.

Для соединения бурильных труб применяются муфты и замки. Замки бывают следующих типов: ЗН – с нормальным проходным от­верстием; ЗШ – с широким проходным отверстием; ЗУ – с увеличен­ным проходным отверстием.

Размеры и масса стальных бурильных труб и легкосплавных бу­рильных труб, а также муфт и замков к ним приведены в табл. 8.1–8.6.

Для бурения неглубоких вертикальных скважин роторным спосо­бом рекомендуется применять трубы типа ТБВ, ТБН, ТБВК и ТБПВ; для бурения глубоких скважин в осложненных условиях – трубы типа ТБВК, ТБНК, ТБС и ТБПВ; для бурения вертикальных скважин с ис­пользованием забойных двигателей – трубы типа ТБН, ТБНК и ТБПВ; для бурения наклонно направленных скважин с использованием за­бойных двигателей – трубы типа ТБНК, ТБПВ и ЛБТ.

Наддолотный комплект, обычно принимаемый длиной 500 м, уста­навливается над УБТ и составляется из бурильных труб типа ТБПВ, ТБНК, ТБС, ТБПВ группы прочности Д с максимальной толщиной стенки.

Размеры и масса ведущих труб сборной конструкции квадратного сечения приведены в табл. 8.7 (изготовляются из стали групп прочно­сти Д и К, переводники – из стали 40ХН).

Размеры,масса и жесткость стальных бурильных труб. Таблица 8.1