foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Бурильная колонна

Бурильная колонна (далее БК) соединяет долото (или забойный двигатель и долото) с наземным оборудованием (вертлюгом).

      БК предназначена для следующих целей:

-1)     передачи вращения от ротора к долоту;

-2)     восприятия реактивного момента забойного двигателя;

-3)     подвода бурового раствора к ПРИ и забою скважины;

-4)     создания нагрузки на долото;

-5)     подъема и спуска долота;

-6)     проведения вспомогательных работ (проработка , расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и т.д.).

БК состоит (Рис.  2  )  из свинченных друг с другом ведущей трубы 4, бурильных труб 8 и утяжеленных  бурильных труб (УБТ) 12 и 13. Верхняя часть БК, 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 бурильными замками, состоящими из муфты 7 бурильного замка и его ниппеля 9 или соединительными муфтами 10. УБТ 12 и 13 свинчиваются друг с другом непосредственно. Верхняя УБТ присоединяется к бурильной трубе с помощью переводника 11, а нижняя привинчивается через переводник 14 к долоту (при роторном бурении) или к забойному двигателю с долотом.

      Кроме названных выше элементов в компоновку БК могут включаться калибраторы, центраторы, стабилизаторы, расширители, промежуточные опоры для УБТ, обратные клапаны, фильтры, шламометаллоуловители, амортизаторы, протекторные кольца, средства наклонно-направленного бурения, керноприемные устройства и другое специальное оборудование.

ВЕДУЩИЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

      Для передачи вращения БК от ротора или реактивного момента от забойного двигателя к ротору при одновременном осевом перемещении БК и передаче бурового раствора от вертлюга в БК служат ведущие бурильные трубы (ВБТ).

-7)           При бурении нефтяных и газовых скважин применяют ВБТ сборной конструкции , состоящие из квадратной толстостенной  штанги 2 с просверленным каналом, верхнего штангового переводника (ПШВ) 1 с левосторонней резьбой  и нижнего штангового переводника (ПШН) 3 с правосторонней резьбой.

      Для защиты от износа замковой резьбы ПШН, подвергающейся многократным свинчиваниям и развинчиваниям при наращивании БК и спуско-подъемных работах, на ПШН дополнительно навинчивают предохранительный переводник.

-8)           По ТУ 14-3-126-73  предусматривается выпуск ВБТ с размерами сторон квадратной штанги 112х112, 140х140, 155х155. Размер присоединительной резьбы, соответственно, З-117 (З-121; З-133); З-140(З-147); З-152(З-171).

      Квадратные штанги для ВБТ изготавливают длиной до 16,5 м из стали групп прочности Д и К (предел текучести 373 и 490 МПа), а переводники ПШН и ПШВ – из стали  марки 40ХН  (с пределом текучести 735 МПа).

СТАЛЬНЫЕ  БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

      В настоящее время в нефтегазовой промышленности широко используются следующие типы бурильных труб:

-стальные бурильные трубы с приваренными замками (ТБП);

-легкосплавные бурильные трубы сборной конструкции (ЛБТ).

      Бурильная труба состоит из трубной заготовки и присоединительных концов (замковой муфты и замкового ниппеля). Последние соединяются с трубной заготовкой либо посредством трубной резьбы (профиль по ГОСТ 631-75) и представляют собой бурильную трубу сборной конструкции, либо посредством сварки. Для свинчивания в свечи на присоединительных концах нарезается замковая резьба по ГОСТ 5286-75 (на ниппеле наружная, на муфте –внутренняя). Для увеличения прочности соединений концы трубных заготовок «высаживают», т.е. увеличивают толщину стенки.  

      Стальные бурильные трубы с приваренными замками предназначены преимущественно для роторного способа бурения,но также используются  и при бурении с забойными гидравлическими двигателями.

     ТБП выпускают в соответствие с ГОСТ Р 50278-92  трех разновидностей :

-ПВ – с внутренней высадкой";

-ПК – с комбинированной высадкой;

-ПН -  с наружной высадкой.

    Изготовляют трубные заготовки из стали групп прочности Д,  Е,  Л, М, Р с

пределом текучести, соответственно: 373, 530, 637, 735, 882  МПа длиной 12 м. Присоединительные концы – бурильные замки изготовляют по ГОСТ 27834-95 из стали 40 ХН  (предел текучести 735 МПа) для труб из стали групп прочности Д, Е. Для труб из  стали групп прочности  Л, М, Р  замки изготовляются из стали 40ХМФА (предел текучести 980 МПа).

      Основные параметры ТБП , наиболее распространенные в Западной Сибири :

- условные диаметры труб 114, 127, 140 мм («условный» – означает округленный до целого значения);

-9)     -условная толщина стенки  9; 11, 13 мм

-10)          - типоразмеры замков ЗП-159 , ЗП-162, ЗП-178 (где 159, 162, 178 – наружный диаметр бурильного замка) , соответственно для труб с условным диаметром 114, 127, 140;

-11)          -присоединительная резьба, соответственно, З-122; З-133; З-147;

-   -средневзвешенная масса одного погонного метра таких труб приблизительно равна 32 кг.

Условное обозначение  трубы бурильной с комбинированной высадкой и приваренными замками условным диаметром 127 мм и условной толщиной стенки 9 мм из стали группы прочности Д:

ПК-127Х9 Д  ГОСТ Р 50278-92

Легкосплавные бурильные трубы

      Легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ)  по ГОСТ 23786-79 применяют при бурении с использованием забойных гидравлических двигателей. Низкая плотность материала –2,78 г/см куб. (у стали 7,85 г/см куб) позволяет значительно облегчить бурильную колонну без потери необходимой прочности. Для изготовления трубных заготовок ЛБТ используется дюраль Д16 (сплав из системы «Алюминий-Медь-Магний»), для повышения износостойкости упрочняемая термообработкой и получившая шифр Д16Т. Предел текучести Д16Т составляет 330 Мпа.     Бурильные замки для ЛБТ изготовляют согласно ТУ 39-0147016-46-93 из стали марки 40ХН (предел текучести 735 МПа) облегченной конструкции - ЗЛ

     

Основные  параметры ЛБТ , наиболее распространенные в Западной Сибири :

-12)          условные диаметры труб 114, 129, 147 мм ;

-13)          -условная толщина стенки  9; 11, 13, 15, 17 мм;

-14)          - типоразмеры замков ЗЛ-140 , ЗЛ-152, ЗЛ-172,  (где 140, 152, 172,  – наружный диаметр бурильного замка) , соответственно для труб с условным диаметром 114, 129, 147;

-15)          присоединительная резьба, соответственно, З-121; З-133; З-147;

-средневзвешенная масса одного погонного метра таких труб приблизительно равна 16 кг.

Условное обозначение  трубы бурильной из сплава  Д16Т условным диаметром 147 мм и условной толщиной стенки 11 мм :

Д16Т-147Х11   ГОСТ  23786-79

      Кроме пониженной массы у ЛБТ есть еще ряд  достоинств. Во-первых, наличие гладкой внутренней поверхности, что снижает гидравлические сопротивления примерно на 20% по сравнению со стальными бурильными трубами одинакового сечения. Чистота внутренней поверхности ЛБТ достигается прессованием при изготовлении. Во-вторых, диамагнитность, что позволяет зенитный угол и азимут скважины замерять инклинометрами, спускаемыми в бурильную колонну.

      Однако ЛБТ имеют и ряд недостатков: нельзя эксплуатировать  БК при температурах выше 150 градусов Цельсия, так как прочностные свойства Д16Т начинают снижаться. Недопустимо их эксплуатировать также в агрессивной (кислотной или щелочной среде).

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:

-16)          - горячекатанные (УБТ), изготавливаемые поТУ 14-3-385-79;

-17)          - 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 выполняется конусная проточка для лучшего захвата  клиньями при спуско-подьемных 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.

 Основные  параметры УБТ , наиболее распространенные в Западной Сибири :

-18)          -номинальные наружные диаметры труб 146, 178, 203 мм ;

-19)          -номинальный диаметр промывочного канала  74; 90, 100 мм;

-20)          длина труб, соответственно, 8,0; 12,0; 12,0 м;

-21)          присоединительная резьба, соответственно, З-121; З-147; З-171;

-    масса одного погонного метра таких труб  равна, соответственно, 97,6; 145,4; 193 кг.

Условное обозначение  УБТ наружным диаметром 178 мм и диаметром промывочного канала 90  мм из стали группы прочности Д:

УБТ 178х90  Д   ТУ 14-3-385-79

      Сбалансированные УБТ используют преимущественно при роторном способе бурения. УБТС изготовляют из сталей марки 38ХН3МФА (предел текучести 735 МПа) и  40ХН2МА (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 их прочностные показатели.

Основные  параметры УБТС , наиболее распространенные в Западной Сибири :

-22)          -номинальные наружные диаметры труб  178, 203, 229 мм ;

-23)          -номинальный диаметр промывочного канала  80; 80,  90 мм;

-24)          длина труб 6,5 м;

-25)          присоединительная резьба, соответственно, З-147; З-161; З-171;

-    масса одного погонного метра таких труб  равна, соответственно, 156; 214,6; 273,4 кг.

        Условное обозначение  УБТС наружным диаметром 178 мм  с присоединительной замковой резьбой З-147: УБТС2  178/ З-147  ТУ 51-774-77

Статистика



Яндекс.Метрика