Меню

Утяжеленные бурильные трубы убт типы



Бурильные трубы: их виды, характеристики и применение в скважинах различного назначения

Трубы для бурения входят в состав бурильных установок. Они выполняют роль связующего звена между режущим инструментом (долотом) и бурильной аппаратурой. Эти детали нужны для спуска в скважину, образования нужного вращения и нагрузки, а также подъёма рабочих инструментов со дна скважины на поверхность. Помимо этого, они осуществляют подачу бурильного раствора, который выполняет функцию охлаждения режущего элемента. Скважины, которые бурят с помощью бурильного оборудования, классифицируются по продуктам добывания (нефть газ, вода и прочее).

Для бурения скважин применяются особый тип труб с высокими прочностными характеристиками

Особенности бурильных труб

Технология производства бурильных труб подразумевает отсутствие соединительных швов. Соединение таких изделий производится с помощью замков, которые имеют специальную резьбу. В случае, если они входят в состав колонной конструкции, их объединение между собой выполняется с помощью специальных ниппелей. Производство бурильных деталей регламентируется необходимыми государственными нормами и стандартами. Изделия могут быть с квадратным или круглым сечением.

По материалу изготовления бурильные трубы бывают двух типов.

Стальные бурильные трубы. Самый распространённый вид. Труба СБТ может обладать диаметром от 34 до 168 мм. Чаще всего в бурильных работах используются детали с диаметром 60 мм. С помощью их осуществляется так называемое колонковое бурение, при котором долото вращается очень быстро, и разрушение породы происходит по кольцу, а не по всей площади забоя. Трубы стальные бурильные (СБТ) отличаются повышенной надёжностью. Они могут использоваться при добыче алмазов.

Лёгкие сплавы. Детали из лёгких сплавов имеют некоторые особенности в строении (например, утолщённые концы и круглое сечение). Бурильные легкосплавные трубы имеют толщину стенки от 9 до 17 мм.

Важно! В производстве бурильного оборудования используется метод прессовки. Материал, который подвергается прессовке, должен быть предварительно обработан термическим путём для повышения своих технических характеристик. Стыковка таких деталей производится с помощью замков. Замки имеют более лёгкую конструкцию.

Чтобы повысить показатели прочности, используют метод, с помощью которого концы детали утолщаются. К оконцовке трубы путём сварки присоединяют специальную муфту и замковый ниппель. На производстве такого рода требуется повышенный контроль, соблюдаются все требования и нормы безопасности. Повышенная система мониторинга качества является гарантией того, что оборудование будет выполнено качественно и прослужит долгое время.

Бурильные трубы из стали — самый распространенный вид подобных изделий

Одной из самых важных характеристик, которой должны обладать трубы бурильного типа, — это устойчивость к коррозии. Эта характеристика обусловлена особенностями применения данных деталей. Нужных антикоррозийных показателей добиваются путём нанесения на поверхность заготовки защитного слоя, который может быть представлен бесцветным лаком или другим веществом. Защита резьбы и соединительных деталей труб осуществляется с помощью специальной антикоррозийной смазки.

Виды и характеристики бурильных труб

Бурильные изделия разделяют по типу конструкции на:

  1. Цельные. При производстве таких изделий используется монолитная заготовка с утолщениями на концах. Такие элементы подвергаются сначала термическому закаливанию, а затем обрабатываются механическим путём.
  2. Сборные. В отличие от цельных деталей, в производстве сборных применяют горячекатаную заготовку. На таких деталях есть специальные приспособления, которые с помощью завинчивания крепят на концах труб.

Помимо этого трубы классифицируются по материалу, который лежит в основе их производства. Как было сказано выше, такими материалами могут выступать сталь (для производства бурильных труб сбт) или лёгкие сплавы, из которых делают, соответственно, легкосплавные изделия.

У разных производителей бурильные приспособления могут отличаться по ряду признаков, но в большинстве случаев их подразделяют на три основных типа: обычные, утяжелённые и ведущие.

Обычные бурильные трубы имеют тонкие стенки и применяются для бурения в нетвердых типах грунта

Обычные

При изготовлении деталей обычного типа используются только алюминиевые сплавы и составы из стали. Главным отличием этого вида можно назвать наличие круглого сечения в поперечном направлении. Они являются тонкостенными (толщина стенки колеблется от 4.75 до 11 мм). Для их стыковки между собой используют специализированные замки, которые оснащены резьбой конического типа. Труба легкосплавная буровая (относящаяся к этому типу) обычно подвергается специальной процедуре для увеличения прочностных характеристик. Их концы принято утолщать, что помогает им более качественно и длительно функционировать.

Утяжеленные бурильные трубы

Производятся в основном из стали и обладают круглым сечением. Начальный материал представлен поковкой, которую для усиления качественных характеристик подвергают механической или же термообработке. Такие детали осуществляют необходимую для усиления бурения нагрузку на инструмент. Помимо этого, конструкция из такого вида изделий обладает повышенной прочностью.

В случае, если форма скважины при бурении искривляется, применяются утяжелённые бурильные трубы с квадратной разновидностью сечения. Если такая деталь является ведущей, её монтируют сверху колонны. Утяжелённые изделия могут обладать помимо обычных типов сечения ещё и шестигранным.

Толщина стенок у утяжелённого типа изделий варьирует от 16 до 50 мм. Их объединение в бурильную конструкцию происходит с помощью обычной резьбы. Каждая такая деталь имеет специальный маркер «УБТ». Как правило, их используют в обычных условиях. Глубина, на которой они могут осуществлять работу, колеблется от 2000 до 2500 м. Диаметр наружный такой трубы может быть от 79 до 279 мм.

Читайте также:  Фурнитура для труб для теплого пола

Тяжелые трубы отличаются большой толщиной стенки и соединяются при помощи резьбы

Помимо этого, эти изделия переносят большую часть нагрузки (из-за того, что помещаются вверху всей конструкции). Для того, чтобы выдерживать её, такая буровая труба производится с уменьшенными размерами – она более короткая, нежели прочие типы.

Ведущие

Имеют многогранное сечение. Очень часто их размещают в верхней части колонны (оттуда и название). Отличительная черта этих изделий заключается в том, что они обладают четырёхгранными, шестигранными и восьмигранными видами сечения. Этот вид труб не бывает укороченным, как утяжелённые бурильные трубы. Но, для того, чтобы выдерживать огромные нагрузки, их стенки утолщают. Процесс утолщения происходит при помощи различных типов высадки. Высадка может быть внутренней, наружной или комбинированной.

Важно! Существуют непостоянные, рассыпчатые типы горных пород. К ним относятся: гравий, песок, щебень. Проникновение сквозь такую почву влечёт за собой быстрый износ бурильного оборудования. Бурильные и обсадные изделия, осуществляя работу в таких условиях, гораздо быстрее выходят из строя. Помимо этого, неустойчивые грунты могут содержать повышенное количество металлов, а, соответственно, и высокий коэффициент жёсткости воды.

Другие типы бурильных труб

Помимо вышеперечисленных, встречаются и другие типы труб для бурения. Например, существует вид, в котором замки навинчиваются на деталь. Концы таких изделий могут выходить наружу или внутрь. Их длина колеблется от 6 до 11.5 м. Они всегда помечаются маркировкой «ТБВК», если высадка проходит внутрь, и «ТБНК» — при наружной.

Ещё одна разновидность труб, о которой стоит упомянуть — это детали с приваренными концами. Их используют при прохождении через сложные типы породы.

Разработка бурильных приспособлений не стоит на месте и в будущем наверняка будут придуманы новые типы труб, функциональные характеристики которых будут гораздо выше, чем у нынешних. На сегодняшний же день существующие типы бурильных труб имеют все необходимые свойства для эффективной работы в добывающей сфере.

Источник

Утяжеленные бурильные трубы

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) представляют собой горячекатаные толстостенные трубы кольцевого сечения (рис. V.5). Известны конструкции утяжеленных бурильных труб квадратного сечения, а также с продольными либо спиральными канавками на наружной поверхности.

Утяжеленные бурильные трубы по ТУ 14-3-164—73 изготовляют двух типов: гладкие по всей длине (рис. 5.5, а) и с конусной проточкой (рис. 5.5, в), облегчающей захват и удержание трубы. Достаточная толщина стенок позволяет нарезать на концах трубы крупную коническую резьбу по подобию соединительной резьбы бурильных замков. Наддолотные УБТ в отличие от других имеют на обоих концах внутреннюю резьбу (рис. 5.5, б, г).

В процессе бурения УБТ подвергаются вращению с знакопеременным изгибом. Наибольшие напряжения возникают в резьбовом соединении, обладающем меньшей жесткостью, чем тело трубы. Концентрация напряжений во впадинах резьбы снижает усталостную прочность УБТ. Разгружающие за-резьбовые канавки и обкатка роликом впадин резьбы и поверхности канавок способствуют повышению усталостной прочности УБТ.

В бурении широко применяются сбалансированные утяжеленные бурильные трубы УБТС, отверстие и наружную поверхность которых механически обрабатывают, что обеспечивает прямолинейность отверстия и совпадение его оси с осью бурильной трубы. Благодаря этому снижается биение при вращении, а следовательно, уменьшается уровень динамических нагрузок и повышается запас прочности труб. Утяжеленные бурильные трубы УБТС изготовляют по ТУ 39-076—74 (табл. 5.4).

Рис. 5.5. Утяжеленные бурильные трубы: а промежуточная; 6 — наддолотная; в — промежуточная с проточкой; г — наддолотная с проточкой

Техническая характеристика утяжеленных бурильных труб

Источник

Трубы бурильные утяжеленные

Завершающая труба колонны

Утяжеленная бурильная труба (УБТ) — завершает колонну (внизу), имеет высокую плотность сплава (группы Л, М/G105, S135) и большую толщину стенки для передачи максимальной нагрузки или ударной силы при бурении.

Отечественной промышленностью изготавливаются утяжеленные бурильные трубы следующих конструкций:

горячекатаные, гладкие по всей длине (ТУ 14-3-835-79) (рисунок);

гладкие по всей длине, со сверленым отверстием и механической обработкой, cбалансированные (УБТС-2 по ТУ 51-744-77) (рисунок);

термообработанные, по всей длине гладкие, со спиральными канавками и квадратного сечения (типа А, Б, Б/1, Л, Л/1, Е, ЕН, ЕН/1, ЕЛ и ЕЛ/1 по ТУ 26-12-775-90) (рисунок).


Изготовители: Таганрогский металлургический завод (ТМЗ)

347928 г. Таганрог Ростовской обл., ул. Завод-ская, 1

тел. 5-03-02 телетайп 298202, телеграф «Прокат»

Завод специального оборудования (ДЭМЗСО)

293720 Украина, г. Дрогобыч Львовской обл.,

ул. Бориславская, 51/1

тел. 2-23-51 телетайп 734722, телеграф «Пламя»

Сумское производственное объединение им. М. В. Фрунзе

244004 Украина, г. Сумы, ул. Горького, 58

тел. 4-11-08 телетайп 174129, телеграф «Сумы Фрунзе»

Трубы, бурильные утяжеленные горячекатаные (ТУ 14-3-385-79) изготавливаются из стали группы прочности Д с механическими свойствами и параметрами, приведенными ниже.

Трубы бурильные утяжеленные сбалансированные УБТС-2 (ТУ 51-744-77) изготавливаются гладкими по всей длине со сверленым отверстием и механической обработкой, что обеспечивает необходимую балансировку (см. рис.).

Трубы подвергаются термообработке по концам на длину 0,8. 1,2 м.

Для повышения усталостной прочности резьбовые соединения имеют зарезьбовые разгрузочные канавки (ЗРК) с радиусами галтельных переходов у ниппеля 6 мм, у муфты 8 мм.

УБТС-2 изготавливаются из легированных сталей с механическими свойствами, приведенными ниже.

Геометрические параметры сбалансированных УБТС-2 приведены в табл. 83.

Читайте также:  Шурфирование трубопроводов что это

Изготовитель: Дрогобычский экспериментально-механический завод

специального оборудования (ДЭМЗСО)

Трубы бурильные утяжеленные ТУ 26-12-775-90) изготавливаются в соответствии с нормами Sрес 7 и др. АР1, термообработанные по всей длине, следующих типов:

А — гладкие без проточок;

Б — с проточками под элеватор и клиновой захват;

Б/1-с проточками под элеватор и клиновой захват с наплавкой твердым сплавом;

Л — с проточкой под элеватор;

Л/1-с проточкой под элеватор с наплавкой твердым сплавом;

Д/1 — квадратного сечения с наплавкой твердым сплавом;

Е-со спиральными канавками;

ЕН-со спиральными канавками и проточками под элеватор и клиновой захват;

ЕН/1-со спиральными канавками и проточками под элеватор и клиновой захват с наплавкой твердым сплавом;

ЕЛ — со спиральными канавками и проточкой под элеватор;

ЕЛ/1 -со спиральными канавками и проточ-кой под элеватор с наплавкой твердым сплавом.

Изготовитель: Сумское производственное объединение им. М. В. Фрунзе

Трубы изготавливаются из стали 45ХГМА с механическими свойствами, приведенными ниже.

В табл. 84 приведены геометрические параметры УБТ типов А, Б, Б/1, Л, Л/1, а в табл. 85 — типов Е, ЕН, ЕН/1, ЕЛ и ЕЛ/1.


Трубы, бурильные утяжеленные квадратного сечения типа Д/1 имеют следующие геометрические параметры (табл. 86).

В табл. 87 приведены рекомендуемые моменты свинчивания термообработанных УБТ.

Источник

Утяжеленные бурильные трубы

Основное назначение УБТ — создание осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, кроме того, вследствие их большого диаметра и жесткости уменьшается продольный изгиб и перекос инструмента в скважине, что способствует уменьшению естественного искривления ствола.

УБТ выпускаются нескольких разновидностей. Наиболее распространены термообработанные по всей длине, изготавливаемые по ТУ 26-12-775-90, следующих типов:

А – гладкие без проточек (рис.8.5., а);

Б – с проточками под элеватор и клиновой захват (рис. 8.5., б);

Б/1 – с проточками под элеватор и клиновой захват с наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., в);

Л – с проточкой под элеватор (рис. 8.5., г);

Л/1 – с проточкой под элеватор с наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., д);

Д/1 – квадратного сечения с наплавкой твердым сплавом по ребрам;

Е – со спиральными канавками (рис. 8.5., е);

ЕН – со спиральными канавками и проточками под элеватор и клиновой захват (рис.8.5., ж);

ЕН/1 – со спиральными канавками, проточками под элеватор и клиновой захват и наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., з);

ЕЛ – со спиральными канавками и проточкой под элеватор (рис. 8.5., и);

ЕЛ/1 – со спиральными канавками, проточками под элеватор и наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., к).

Технические характеристики этих труб приведены в табл. 8.13., 8.14.

Таблица 8.13. Технические характеристики УБТ типов А, Б, Б/1, Л, Л/1

Диаметры, мм Резьба по ГОСТ 50864-96 Масса 1 м, кг
D d D1 D2
З-65 31,9
З-73 39,8
З-86 58,8
З-94 73,7
З-102 78,9
З-118 110,6
З-122 146,8
З-122 135,9
З-133 159,2
З-133 148,2
З-133 174,1
З-133 163,1
З-149 213,1
З-163 213,1
З-163 254,8
З-163 250,3
З-163 289,9
З-171 271,5
З-185 324,8
З-185 320,3
З-185 345,7
З-185 341,2
З-185 327,0
З-185 333,8
З-203 441,3
З-203 415,4
Примечание: Обозначение диаметров см. рис. 2.3.

Таблица 8.14. Технические характеристики УБТ типов Е, ЕН, ЕН/1, ЕЛ и ЕЛ/1

Диаметры, мм Резьба по ГОСТ 50864-96 Масса 1 м, кг
D d D1 D2
З-94 69,1
З-102 73,8
З-118 92,9
З-122 137,2
З-122 126,3
З-133 152,2
З-133 141,3
З-133 163,2
З-133 153,2
З-149 192,9

Продолжение табл. 8.14.

Диаметры, мм Резьба по ГОСТ 50864-96 Масса 1 м, кг
D d D1 D2
З-163 199,2
З-163 240,9
З-163 236,4
З-163 289,9
З-171 273,9
З-185 309,0
З-Г85 304,6
З-185 358,1
З-185 324,9
З-185 309,8
З-185 313,8
З-203 481,3
З-203 392,6
Примечания: Длина труб L = 8300÷9450 мм, глубина резания спирали 5,5 – 12,0 мм. Обозначение диаметров см. рис. 8.5.

Кроме указанных выпускаются также горячекатаные гладкие УБТ по ТУ 14-3-385-79 из стали группы прочности Д с наружным диаметром146 мм, внутренним – 74 мм, с резьбами З-121, масса 1 м трубы 97,6 кг.

При роторном способе бурения рекомендуется применять сбалансированные трубы марки УБТС с проточкой под элеватор и со сверлёным (для лучшей балансировки при вращении) отверстием, изготавливаемых по ТУ 51-744-77 из легированных сталей. Технические характеристики таких труб приведены в табл. 8.15.

Таблица 8.15. Технические характеристики сбалансированных УБТС2

Тип Наружный диаметр D, мм ±1 Внутренний диаметр d, мм Резьба Диаметр проточки под элеватор, мм Масса 1 м, кг
УБТС2-120 З-101 63,5
УБТС2-133 З-108 84,0
УБТС2-146 З-121 103,0
УБТС2-178 З-147 156,0
УБТС2-203 З-161 214,6
УБТС2-229 З-171 273,4
УБТС2-254 З-201 336,1
УБТС2-273 З-201 397,9
УБТС2-299 З-201 489,5

Для размещения телеметрических систем с магнитными датчиками изготавливаются немагнитные НУБТ из стали марки 08Х18Н6АГ10С с диаметром от 105 до 229 мм.

Оснастка бурильной колонны

С целью уменьшения прогиба УБТ в их компоновку необходимо включать промежуточные опоры. Рекомендуемые диаметры опор приведены в табл. 8.16. Расстояние между опорами определяется в зависимости от диаметра УБТ и способа бурения. Конструкция опоры показана на рис. 8.6. Опоры изготавливаются по ТУ 39-01-388078.

Таблица 8.16. Отношение диаметров долот и наибольших поперечных размеров промежуточных опор, мм

Рис. 8.6. Опора промежуточная квадратная (ОП)

Переводники

Переводники предназначены для соединения различных элементов колонны бурильных труб, имеющих разные резьбы по размеру или виду (обе резьбы внутренние или наружные). В первом случае применяются переводники переходные типа П (рис. 8.7., а), во втором ниппельные Н (рис. 8.7., б), в третьем муфтовые М (рис. 8.7., в). В обозначении переводников кроме типа указываются размеры резьб через дробь, например, М – 147/152. На переводниках нарезаются только замковые резьбы по ГОСТ 50864-96, а сами переводники выпускаются по ГОСТ 7360-82.

Бурильную колонну желательно комплектовать так, чтобы число переводников было минимальным. Обязательно применение так называемого рабочего переводника, включаемого в колонну между шаровым краном и верхней секцией бурильных труб. Нижняя ниппельная резьба этого переводника быстро изнашивается вследствие частого свинчивания при каждом наращивании инструмента. После износа до допустимого предела переводник заменяется. При его отсутствии пришлось бы менять дорогостоящий шаровой кран.

Технические характеристики некоторых переводников приведены в табл. 8.17. и 8.18.

Рис. 8.7. Переводники: а – переходный П; б – ниппельный Н; в – муфтовый М

Таблица 8.17. Переводники переходные

Переводники Замковая резьба Габариты, мм
Муфтовый конец Ниппельный конец Длина L Диаметр D
П-117/121 З-117 З-121
П-117/147 З-117 З-147
П-121/86 З-121 З-86
П-121/101 З-121 З-101
П-121/102 З-121 З-102
П-121/108 З-121 З-108
П-121/121 З-121 З-121
П-121/122 З-121 З-122
П-121/133 З-121 З-133
П-121/147 З-121 З-147
П-121/161 З-121 З-161
П-122/101 З-122 З-101
П-122/102 З-122 З-102
П-122/117 З-122 З-117
П-122/121 З-122 З-121
П-122/133 З-122 З-133
П-122/147 З-122 З-147
П-133/108 З-133 3-108
П-133/117 З-133 3-117
П-133/121 З-133 3-121
П-133/140 З-133 3-140
П-133/147 З-133 3-147
П-147/121 З-147 3-121
П-147/133 З-147 3-133
П-147/140 З-147 3-140
П-147/147 З-147 3-147
П-147/152 З-147 3-152
П-147/161 З-147 3-161
П-147/171 З-147 3-171
П-152/121 З-152 3-121
П-161/147 З-161 3-147
П-161/171 З-161 3-171
П-171/147 З-171 3-147

Таблица 8.18. Переводники муфтовые и ниппельные

Диаметр D

Переводники Замковая резьба Габариты, мм
Верхний конец Нижний конец Длина L
М-86/88 З-86 З-88
М-108/88 З-108 З-88
М-121/88 З-121 З-88
М-121/117 З-121 З-117
М-147/152 З-171 З-152
М-171/152 З-147 З-152
Н-147/152 З-147 З-152
Н-147/171 З-147 З-171
Н-171/201 P-171 З-201

Шаровые краны

Согласно Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности на буровой должно быть два шаровых крана, один из них рабочий, устанавливаемый под ведущей бурильной трубой, а второй запасной. При бурении газовых скважин кранов должно быть три. Два из них ставятся под и над ведущей бурильной трубой. Краны предназначены для оперативного перекрытия внутреннего канала колонны бурильных труб с целью предотвращения проявления по этому каналу.

Основными элементами шарового крана являются корпус, шаровой запорный орган, его седла и уплотнения. Открытие и закрытие крана осуществляется специальным ключем путем поворота запорного органа на 90 o .

В настоящее время выпускается достаточно много конструкций шаровых кранов. На рис. 8.8. показан один из них, а в табл. 8.19. технические характеристики некоторых из них. Шаровые краны выпускаются по ТУ 3661-304-0147001-2005.

Таблица 8.19. Технические характеристики шаровых кранов для бурильных труб

Показатель КШ-102 КШ-121 КШ-133 КШ-147
Диаметр прохода, мм
Давление, МПа: рабочее пробное
Состав рабочей среды Буровой раствор, нефть, газ, конденсат и их смеси
Направление движения потока рабочей среды Любое
Тип управления краном Ручное
Давление, при котором возможно ручное управление краном без противодовления, МПа
Присоединительная резьба З-102 З-121 З-133 З-147
Грузоподъемность, т
Габаритные размеры, мм: диаметр наружный длина
Масса, кг

Обратные клапаны

Для предотвращения проявлений по колонне бурильных труб согласно Правилам безопасности в КНБК должен быть включен обратный клапан, перекрывающий внутреннее пространство бурильных труб в случае обратного перетока флюида (вверх по колонне бурильных труб). Эти клапаны также предотвращают зашламование турбобура в процессе спуска инструмента.

На рис. 8.9. показаны обратные клапаны КОБТ (а) и КОБ (б), выпускаемых по ОСТ 39-096-79. В обозначении клапана указывается тип, наружный диаметр и размер присоединительных резьб, например, КОБ-155-3-133. В табл. 8.20. приведены технические характеристики некоторых клапанов.

Таблица 8.20. Размеры обратных клапанов (мм)

Типоразмер клапана Условный диаметр труб (ГОСТ 631-75) Замковая резьба Габариты Масса, кг
с высаженными внутрь концами с высаженными наружу концами Диаметр D Длина L
КОБ Т108-3-88 З-88
КОБ Т120-3-102 З-102
КОБ Т133-3-108 З-108
КОБ 146-3-121 З-121
КОБ 155-3-133 З-133
КОБ 178-3-147 З-147

Переливные клапаны

При бурении скважин с помощью винтовых забойных двигателей для опорожнения колонны бурильных труб при подъеме инструмента и ее заполнения при спуске над двигателем устанавливается переливной клапан. Он обеспечивает сообщение между полостью труб и кольцевым пространством во время спуско-подъемных операций, а в процессе бурения весь поток бурового раствора проходит через двигатель.

Конструкции переливных клапанов показаны на рис. 8.10. и 8.11., а краткие технические характеристики приведены в табл. 8.21.

Переливные клапаны выпускаются в соответствии с ГОСТ Р №РОСС PV Н005.В00002.

Таблица 8.21. Технические характеристики переливных клапанов

Источник

Adblock
detector