Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Выбо и расч БК

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
596.97 Кб
Скачать

8. ВЫБОР И РАСЧЕТ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

8.1. 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-, трехили 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,

225

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).

226

Т а б л и ц а 8.1

Размеры, масса и жесткость стальных бурильных труб

 

 

Труба

 

 

 

Муфта

 

Масса, кг

 

 

Жесткость,

 

 

 

 

 

 

 

 

кН м2

Диаметр, мм

 

толщи-

 

наруж-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный

 

длина,

 

1 м

 

двух

 

муф-

при

 

при

 

 

 

 

 

 

 

услов-

 

наруж-

 

внут-

 

на

 

диа-

 

 

гладкой

 

выса-

 

изгибе

 

сдвиге

 

 

 

стенки,

 

 

мм

 

 

 

ты

 

ный

 

ный

 

рен-ний

 

мм

 

метр,

 

 

 

трубы

 

док

 

 

 

EI

 

GI0

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бурильные трубы с высаженными внутрь концами

 

 

 

60

 

60,3

 

46,3

 

7

 

80

 

140

 

9,15

 

1,5

 

2,7

 

89

 

68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42,3

 

9

 

 

 

 

 

11,3

 

 

 

 

 

103

 

78

73

 

73

 

59

 

7

 

95

 

166

 

11,4

 

2,0

 

4,2

 

168

 

128

 

 

 

 

55

 

9

 

 

 

 

 

14,2

 

 

 

 

 

198

 

151

 

 

 

 

51

 

11

 

 

 

 

 

16,8

 

 

 

 

 

223

 

170

89

 

89

 

75

 

7

 

108

 

166

 

14,2

 

3,2

 

4,4

 

320

 

244

 

 

 

 

71

 

9

 

 

 

 

 

17,8

 

 

 

 

 

385

 

293

 

 

 

 

67

 

11

 

 

 

 

 

21,2

 

 

 

 

 

439

 

334

102

 

101,6

 

87,6

 

7

 

127

 

184

 

16,4

 

5,0

 

7,0

 

491

 

374

 

 

 

 

85,6

 

8

 

 

 

 

 

18,5

 

 

 

 

 

545

 

415

 

 

 

 

83,6

 

9

 

 

 

 

 

20,4

 

 

 

 

 

595

 

453

 

 

 

 

81,6

 

10

 

 

 

 

 

22,4

 

 

 

 

 

641

 

488

114

 

114,3

 

100,3

 

7

 

140

 

204

 

18,5

 

6,0

 

9,0

 

716

 

546

 

 

 

 

98,3

 

8

 

 

 

 

 

20,9

 

 

 

 

 

797

 

607

 

 

 

 

96,3

 

9

 

 

 

 

 

23,3

 

 

 

 

 

872

 

664

 

 

 

 

94,3

 

10

 

 

 

 

 

25,7

 

 

 

 

 

944

 

719

 

 

 

 

92,3

 

11

 

 

 

 

 

28,0

 

 

 

 

 

1011

 

770

127

 

127

 

113

 

7

 

152

 

204

 

20,7

 

6,5

 

10,0

 

1000

 

762

 

 

 

 

111

 

8

 

 

 

 

 

23,5

 

 

 

 

 

1116

 

850

 

 

 

 

109

 

9

 

 

 

 

 

26,2

 

 

 

 

 

1226

 

934

 

 

 

 

107

 

10

 

 

 

 

 

28,9

 

 

 

 

 

1330

 

1013

140

 

139,7

 

123,7

 

8

 

171

 

215

 

26

 

7,5

 

14

 

1512

 

1152

 

 

 

 

121,7

 

9

 

 

 

 

 

29

 

 

 

 

 

1664

 

1268

 

 

 

 

119,7

 

10

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

1909

 

1378

 

 

 

 

117,7

 

11

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

1947

 

1483

168

 

168,3

 

150,3

 

9

 

197

 

229

 

35,3

 

9,5

 

16,7

 

3008

 

2292

 

 

 

 

148,3

 

10

 

 

 

 

 

39,0

 

 

 

 

 

3283

 

2501

60

 

60,3

 

46,3

 

7

 

86

 

140

 

9,15

 

1,5

 

2,7

 

89

 

68

 

 

 

 

42,3

 

9

 

 

 

 

 

11,3

 

 

 

 

 

103

 

78

73

 

73

 

59

 

7

 

105

 

165

 

11,4

 

2,5

 

4,7

 

168

 

128

 

 

 

 

55

 

9

 

 

 

 

 

14,2

 

 

 

 

 

198

 

151

 

 

 

 

51

 

11

 

 

 

 

 

16,8

 

 

 

 

 

223

 

170

 

 

 

 

Бурильные трубы с высаженными наружу концами

 

 

 

89

 

89

 

75

 

7

 

118

 

165

 

14,2

 

3,5

 

5,2

 

320

 

244

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71

 

9

 

 

 

 

 

17,8

 

 

 

 

 

385

 

293

 

 

 

 

67

 

11

 

 

 

 

 

21,2

 

 

 

 

 

439

 

334

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

227

П р о д о л ж е н и е т а б л. 8.1

 

 

Труба

 

 

 

 

 

 

Муфта

 

 

 

Масса, кг

 

 

 

 

Жесткость,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кН м2

Диаметр, мм

толщи-

 

наруж-

 

 

 

 

 

1 м

 

 

 

 

 

 

 

 

при

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный

длина,

 

 

 

двух

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глад-

муф-ты

 

 

услов-

 

наруж-

 

 

внут-

на стен-

 

 

 

диа-

 

 

 

изгибе

сдвиге

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

кой

высадок

ный

 

ный

рен-ний

 

 

ки, мм

 

 

метр,

 

 

 

трубы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EI

 

GI0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

102

 

101,6

 

85,6

8

 

140

 

204

 

18,5

 

4,5

9,0

 

545

 

415

 

 

 

 

83,6

9

 

 

 

 

 

 

 

20,4

 

 

 

 

 

 

 

 

595

 

453

 

 

 

 

81,6

10

 

 

 

 

 

 

 

22,4

 

 

 

 

 

 

 

 

641

 

488

114

 

114,3

 

98,3

8

 

152

 

204

 

20,9

 

5,0

11,0

 

797

 

607

 

 

 

 

96,3

9

 

 

 

 

 

 

 

23,3

 

 

 

 

 

 

 

 

872

 

664

 

 

 

 

94,3

10

 

 

 

 

 

 

 

25,7

 

 

 

 

 

 

 

 

944

 

719

 

 

 

 

92,3

11

 

 

 

 

 

 

 

28,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1011

 

770

140

 

139,7

 

123,7

8

 

185

 

215

 

26,0

 

7,0

15,0

 

1512

 

1152

 

 

 

 

121,7

9

 

 

 

 

 

 

 

29,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1664

 

1268

 

 

 

 

117,7

11

 

 

 

 

 

 

 

35,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1947

 

1483

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры бурильных труб с высаженными внутрь и наружу концами

 

 

 

 

 

и коническими стабилизирующими поясками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры трубы, мм

 

 

Размеры высаженной части, мм

 

Масса

 

Увеличение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наруж-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На-

 

 

Длина

 

 

Длина

 

1 м

 

 

массы од-ной

Услов-

 

 

Тол-

 

 

Внут-

 

 

Диа-

 

 

 

механи-

 

 

до пе-

 

глад-

 

трубы вслед-

ный

ный

 

 

щина

 

 

ренний

 

 

метр

 

ружный

 

ческой

 

 

реход-

 

кой

 

 

ствие высад-

диаметр

диаметр

 

 

стенки

 

 

диаметр

 

прохода

диа-

 

 

обработ-

 

 

ной

 

трубы

 

ки обоих

трубы

 

 

 

 

 

метр

 

 

 

 

 

 

концов, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки

 

 

 

части

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С высаженными внутрь концами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

89

 

89

 

 

 

9

 

 

71

 

 

 

57

 

89,9

 

 

 

150

 

 

 

145

 

17,9

 

 

 

3,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

67

 

 

 

54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21,2

 

 

 

3,4

102

 

101,6

 

 

 

9

 

 

83,6

 

 

 

68

 

101,9

 

 

150

 

 

 

145

 

20,4

 

 

 

5,1

 

 

 

 

 

 

10

 

 

81,6

 

 

 

68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22,4

 

 

 

5

114

 

114,3

 

 

 

9

 

 

96,3

 

 

 

78

 

115,2

 

 

160

 

 

 

155

 

23,3

 

 

 

7,3

 

 

 

 

 

 

10

 

 

94,3

 

 

 

76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25,7

 

 

 

7,1

 

 

 

 

 

 

11

 

 

92,3

 

 

 

74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

 

6,9

127

 

127

 

 

 

9

 

 

109

 

 

 

92

 

130,2

 

 

160

 

 

 

155

 

26,2

 

 

 

7,8

 

 

 

 

 

 

10

 

 

107

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28,9

 

 

 

7,6

140

 

139,7

 

 

 

9

 

 

121,7

 

 

 

102

 

140,2

 

 

160

 

 

 

155

 

29

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

10

 

 

119,7

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

10,2

 

 

 

 

 

 

11

 

 

111,7

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

9,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

228

П р о д о л ж е н и е т а б л. 8.2

Размеры трубы, мм

 

 

Размеры высаженной части, мм

 

 

 

 

Увеличе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса

 

ние массы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На-

Длина

 

Длина

 

одной тру-

Услов-

 

Наруж-

 

Тол-

 

 

Внут-

 

 

Диа-

 

 

 

1 м

 

бы вслед-

 

 

 

 

 

 

 

руж-

механи-

 

до пе-

 

глад-

 

ный

 

ный

 

 

 

 

 

метр

 

 

 

 

ствие вы-

 

 

щина

 

ренний

 

 

 

ный

ческой

 

реход-

 

кой

 

диа-

 

диаметр

 

 

 

прохо-

 

 

 

 

садки обо-

 

 

стенки

диаметр

 

 

диа-

обработ-

 

 

ной

трубы

 

метр

 

трубы

 

 

 

да

 

 

 

 

их концов,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метр

 

ки

 

части

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С высаженными наружу концами

 

 

 

 

 

 

 

 

73

 

73

 

 

9

 

55

 

52

 

85,9

 

150

 

 

155

 

14,2

 

 

3,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

51

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16,8

 

 

 

89

 

89

 

 

9

 

71

 

68

 

101,9

 

150

 

 

155

 

17,8

 

 

4,5

 

 

 

 

 

11

 

67

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21,2

 

 

 

102

 

101,6

 

 

9

 

83,6

 

80,6

 

115,2

 

160

 

 

165

 

20,4

 

 

5,7

 

 

 

 

 

11

 

81,6

 

78,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22,4

 

 

 

114

 

114,3

 

 

9

 

96,3

 

93,3

 

130,2

 

160

 

 

165

 

23,3

 

 

7,9

 

 

 

 

 

10

 

94,3

 

91,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25,7

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

92,3

 

89,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры, масса и жесткость бурильных труб с приваренными

 

 

 

 

 

 

соединительными концами с высадкой наружу ТБПВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Услов-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наруж-

 

 

 

 

Масса, кг

 

 

Жесткость,

 

Толщи-

 

 

Наруж-

 

Толщи-

ный диа-

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кН м

диа-

 

на

 

 

ный

 

на

 

метр

 

 

 

 

1 м

 

 

1 ком-

 

 

 

 

 

стенки

 

диаметр

 

стенки

 

соеди-

 

Резьба

 

 

 

При

При

метр

 

 

 

 

 

 

глад-

 

плекта

трубы,

 

трубы,

высадки,

высад-

 

тельного

 

 

 

кой

 

 

соедини-

изгибе

сдвиге

мм

 

мм

 

 

мм

 

ки, мм

 

конца,

 

 

 

 

трубы

 

тельных

 

EI

GI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

концов

 

 

 

 

73

 

6

 

81

 

 

9,5

 

 

108

 

 

З-88

 

9,9

 

 

 

27,3

 

150

114

 

 

7

 

 

 

 

 

10,5

 

 

 

 

 

 

 

 

11,4

 

 

27,5

 

168

128

 

 

8

 

 

 

 

 

11,5

 

 

 

 

 

 

 

 

12,8

 

 

27,7

 

184

140

89

 

6

 

97

 

 

9,5

 

 

120

 

 

З-102

 

12,3

 

 

29,6

 

284

216

 

 

7

 

 

 

 

 

10,5

 

 

 

 

 

 

 

 

14,2

 

 

29,9

 

320

244

 

 

8

 

 

 

 

 

11,5

 

 

 

 

 

 

 

 

16,6

 

 

30,2

 

354

270

114

 

7

 

122

 

 

10,5

 

 

155

 

 

З-133

 

18,5

 

 

48,0

 

716

546

 

 

8

 

 

 

 

 

11,5

 

 

 

 

 

 

 

 

20,9

 

 

48,5

 

797

607

 

 

9

 

 

 

 

 

12,5

 

 

 

 

 

 

 

 

23,3

 

 

49,0

 

872

662

 

 

10

 

 

 

 

 

13,5

 

 

 

 

 

 

 

 

25,7

 

 

49,5

 

944

719

127

 

7

 

135

 

 

11

 

 

170

 

 

З-147

 

20,7

 

 

47,0

 

1000

762

 

 

8

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

23,5

 

 

47,5

 

1116

850

 

 

9

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

26,2

 

 

48,5

 

1226

934

 

 

10

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

28,9

 

 

48,5

 

1330

1330

146

 

8

 

154

 

 

12

 

 

188

 

 

З-161

 

27,2

 

 

64,0

 

1739

1325

 

 

9

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

30,4

 

 

64,5

 

1916

1460

 

 

10

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

33,5

 

 

65,0

 

2085

1589

 

 

11

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

36,6

 

 

65,5

 

2246

1711

Примечание. Длина труб 12,4 и 8,5 м.

229

Т а б л и ц а 8.4

Характеристика легкосплавных бурильных труб, изготовляемых из сплава Д16Т, и замков к ним

Параметры

 

 

 

 

Наружный диаметр трубы, мм

 

 

 

73

93

 

114

129

129

147

147

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина стенки, мм

 

9

9

 

10

9

11

9

11

Шифр стальных облег-

ЗЛ-90

ЗЛ-110

ЗЛ-136

ЗЛ-152

ЗЛ-152

ЗЛ-172

ЗЛ-172

ченных замков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр, мм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наружный

облегчен-

99

110

 

136

152

152

172

172

ного стального замка

 

 

 

 

 

 

 

 

наименьший внутрен-

 

 

 

 

 

 

 

 

ний замка

 

 

 

41

61

 

80

95

95

110

110

наименьший внутрен-

 

 

 

 

 

 

 

 

ний трубы

 

 

 

41

61

 

80

95

95

112

112

Длина трубы, м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

без замка

 

 

 

9

9

 

12

12

12

12

12

номинальная с замком

9,5

9,5

 

12,25

12,27

12,27

12,27

12,27

Масса 1 м трубы, кг, с

 

 

 

 

 

 

 

 

учетом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высадки

стального

5,3

6,7

 

9,3

10,0

11,8

11,3

13,4

облегченного замка

12,5

16,2

 

21,5

30,3

30,3

37,0

37,0

высадки концов

и

6,8

8,4

 

11,0

11,8

14,3

14,4

16,5

замка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузка, кН:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимально

допус-

470

620

 

850

900

1100

1000

1240

тимая растягивающая

 

 

 

 

 

 

 

 

растягивающая,

при

 

 

 

 

 

 

 

 

которой напряжение в

590

780

 

1070

1120

1350

1290

1550

теле

трубы

достигает

 

 

 

 

 

 

 

 

предела текучести

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растягивающая

 

раз-

 

 

 

 

 

 

 

 

рушающая

 

 

 

810

1070

 

1470

1520

1840

1730

210

Давление, МПа:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимально

допус-

54

52

 

40

35

45

31

38

тимое, внутреннее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внутреннее, при кото-

81,0

79,0

 

59,5

53,5

67,8

46,0

58,0

ром напряжение в те-

 

 

 

 

 

 

 

 

ле

трубы

достигает

 

 

 

 

 

 

 

 

предела текучести

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внутреннее

 

разру-

110

100

 

97,5

73,0

92,5

63,0

78,5

шающее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимально

допус-

51

37

 

31

24

34

18

27

тимое внешнее сми-

 

 

 

 

 

 

 

 

нающее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внешнее

разрушаю-

77

55,3

 

46,5

36,7

52,0

28,0

40,9

щее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

230

П р о д о л ж е н и е т а б л.

8.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры

 

 

 

Наружный диаметр трубы, мм

 

 

 

73

93

 

114

129

129

 

147

147

 

 

 

 

 

Крутящий момент, мак-

12,0

21,0

 

36,0

44,5

52,0

 

58,5

69,0

симально

допустимый,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при котором напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в теле трубы достигают

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предела текучести, кН м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жесткость труб, кН м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при изгибе

 

70

152

 

321

442

515

 

671

787

при сдвиге

 

53

114

 

242

333

388

 

505

592

Примечания. 1. При выборе допустимых усилий приняты следующие коэффициенты запаса прочности: для растягивающих нагрузок 1,12; для внутренних давлений 1,25; для внешних сжимающих давлений 1,5; для моментов кручения 1,8. 2. Для сплава Д16Т

принят предел текучести 330 МПа, предел прочности 4500 МПа; модуль при изгибе Е = 71 103 МПа, при сдвиге G = 27,1 103 МПа.

Т а б л и ц а 8.5

Основные размеры и масса замков для СБТ

Типоразмер

Диаметр труб по ГОСТ 631–75,

 

Диа-

Длина,

Масса,

замка

мм, с высаженными концами

Резьба

 

 

метр, мм

мм

кг

внутрь

наружу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗН-80

60,3

З-66

80

404

12

ЗН-95

73,0

З-76

95

431

16

ЗН-108

89,0

З-88

108

455

20

ЗН-113

89,0

З-88

113

455

23

(ЗН-140)

114,3

З-117

140

502

35

(ЗН-172)

139,7

З-140

172

560

58

(ЗН-197)

168,3

З-152

197

603

76

ЗШ-108

73,0

З-86

108

431

20

ЗШ-118

89,0

З-101

118

455

23

ЗШ-133

101,6

З-108

133

496

37

ЗШ-146

114,3

101,6

З-121

146

508

38

ЗШ-178

139,7

З-147

178

573

61

ЗШ-203

168,3

З-171

203

603

73

ЗУ-86

60,3

З-73

86

404

15

ЗУ-108

73,0

З-86

108

431

20

ЗУ-120

89,0

З-102

120

468

25

ЗУ-146

114,3

101,6

З-122

146

496

37

ЗУ-155

127,0

114,3

З-133

155

526

39

ЗУ-185

139,7

З-161

185

553

53

ЗУК-108

ТБНК-73

З-86

108

431

17

ЗШК-113

ТБВК-89

З-101

118

454

22

ЗШК-133

ТБВК-102

З-108

133

506

32

ЗШК-178

ТБВК-140

З-147

178

573

61

ЗУК-120

ТБНК-89

З-102

120

468

20

ЗУК-146

ТБВК-114

ТБНК-102

З-122

146

506

36

ЗУК-155

ТБВК-127

ТБНК-114

З-133

155

538

38

Примечание. Типоразмеры замков, указанные в скобках, применять не рекомендуется.

231

Т а б л и ц а 8.6

Размеры замков (ниппелей и муфт) для приварки к трубам

Услов-

 

 

 

 

Внутренний

 

Длина

 

 

 

 

 

Длина, мм

 

Размеры

 

 

Масса

ный

 

 

Наруж-

диаметр, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

одного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наруж-

 

 

ный

 

 

 

цилин-

 

Резь-

 

 

 

 

 

 

 

трубы к

комплекта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный

 

 

диаметр

наи-

наи-

 

дриче-

 

 

 

 

 

 

 

 

которой

 

 

замка

 

 

 

ского

 

 

ба

 

нип-

муфты

 

привари-

 

 

диаметр

 

ниппеля,

мень-

боль-

 

конца,

 

 

 

 

пеля

 

ваются

(ниппель,

трубы,

 

 

мм

ший

ший

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

замки, мм

 

муфта),

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

73

 

 

104,8

50,0

 

52,0

58,3

 

З-86

 

326,7

 

298,6

 

73×

9,19

 

25,1

89

 

 

127,0

64,3

 

66,3

58,3

 

З-102

 

364,8

 

336,7

 

89×

9,35

 

40,0

102

 

 

133,4

67,5

 

69,5

63,0

 

З-108

 

357,1

 

324,0

 

102× 8,38

 

41,9

114

 

 

158,8

75,4

 

77,4

63,0

 

З-122

 

357,1

 

324,0

 

114× 8,56

 

60,9

114

 

 

158,8

69,1

 

71,1

63,0

 

З-122

 

357,1

 

324,0

 

114×

10,92

 

63,8

127

 

 

161,9

88,1

 

90,1

63,0

 

З-133

 

357,1

 

324,0

 

127× 9,19

 

59,1

127

 

 

165,1

75,4

 

77,4

63,0

 

З-133

 

357,1

 

324,0

 

127× 12,7

 

68,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры и масса ведущих труб квадратного сечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры

 

ТУ 14-3-126–73

 

ТУ14-3-755–78

ТУ 51-276– 86 (ТВКП)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сторона квадра-

 

112

 

140

 

155

 

 

65

 

 

80

 

112

140

 

 

155

та, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр канала,

 

74

 

85

 

100

 

 

32

 

 

40

 

 

74

85

 

 

100

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр

 

про-

 

114

 

141

 

168

 

 

73

 

 

89

 

 

 

 

 

 

 

 

точки

под

эле-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ватор, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая длина

 

13

 

14

 

14

 

 

10

 

 

10

 

11,5–

14,5–

 

14,5–

трубы

с

пере-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13,5

17,0

 

 

17,0

водниками, м,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

не менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резьба перевод-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ников:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

верхнего

 

З-121Л

 

З-152Л

 

З-152Л

 

З-76Л

З-88Л

З-121Л

З-171Л

 

З-171Л

нижнего

 

З-121

 

З-147

 

З-171

 

З-76

 

З-88

З-121

З-147

 

З-171

Наружный

ди-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аметр

перевод-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ника, мм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

верхнего

 

 

197

 

197

 

197

 

 

95

 

 

108

 

146

203

 

 

203

нижнего

 

 

146

 

178

 

203

 

 

95

 

 

108

 

146

178

 

 

203

Масса

теорети-

 

65,6

 

106,6

 

124,3

 

 

27

 

 

38

 

65,6

106,6

 

124,3

ческая 1 м трубы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

без

перевод-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ников, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса перевод-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ников, кг:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

верхнего

 

 

60

 

55

 

54

 

 

10

 

 

12,5

 

 

 

нижнего

 

 

22

 

35

 

39

 

 

9

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

232

Т а б л и ц а 8.8

Показатели

 

 

 

Группа прочности стали

 

Д16Т

Д

К

Е

Л

М

Р

Т

40ХН

40ХМФА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Временное сопротивле-

637

687

735

784

882

980

1078

882

981

392

ние разрыву σ в, МПа, не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

421

менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предел текучести σ т,

373

490

539

637

735

882

980

735

832

255

МПа, не менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

274

Относительное удлине-

16

12

12

12

12

12

12

10

13

12

ние δ , %, не менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Примечания. 1. Трубы групп прочности Р и Т изготовляются по соглашению изготовителя с потребителем. 2. В числителе – для труб диаметром менее 120 мм, в знаменателе

– более 120 мм.

Т а б л и ц а 8.9

Трубы

Способ

 

 

 

 

 

Диаметр труб, мм

 

 

 

 

бурения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обсад-

Забойны-

178

194

219

245

273

299

324

340

>406

ные

ми двига-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

телями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роторный

114

127

140

146

168

178

194

219

245

273

299

Бу-

Забойны-

89

102

114

127

140

140

140

140

168

риль-

ми двига-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

146

146

146

146

168

ные

телями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роторный

60

60

73

73

89

89

102

114

127

140

140

146

146

168

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8.10

Основные размеры и масса УБТ

 

Диаметр, мм

 

Масса/вес 1 м

 

Шифр

 

 

Длина, м

трубы, кг/м и

Резьба

наружный

внутренний

 

 

кН/м

 

 

 

 

 

 

 

УБТ-95

95

38

6 и 8

47/0,461

З-77

УБТ-108

108

46

6 и 8

59/0,579

З-88

УБТ-146

146

74

6 и 8

98/0,958

З-121

УБТ-178

178

90

12 и 8

145/1,42

З-147

УБТ-203

203

100

8 и 12

192/1,88

З-171

УБТ-219

219

110

8

220/2,16

З-171

УБТ-245

245

135

7

258/2,53

З-201

УБТС2-120

120

64

6

65/0,635

З-101

УБТС2-133

133

64

6

84/0,824

З-108

УБТС2-146

146

68

6

103/1,01

З-121

УБТС2-178

178

80

6

156/1,53

З-147

УБТС2-203

203

80

6

215/2,10

З-161

УБТС2-229

229

90

6

273/2,68

З-171

 

 

 

 

 

 

233

П р о д о л ж е н и е т а б л. 8.10

 

Диаметр, мм

 

Масса/вес 1 м

 

Шифр

 

 

Длина, м

трубы, кг/м и

Резьба

наружный

внутренний

 

 

кН/м

 

 

 

 

 

 

 

УБТС2-254

254

100

6

336/3,30

З-201

УБТС2-254

254

127

6

296/2,90

З-201

УБТС2-273

273

100

6

398/3,90

З-201

УБТС2-273

273

127

6

360/3,53

З-201

Примечания. 1. УБТ (горячекатаные) поставляются без проточки под элеватор, УБТС – с проточкой под элеватор. 2. Звездочкой обозначена резьба укороченного профиля. 3. УБТ изготовляются из стали групп прочности Д и К, УБТС – из стали 40ХН2МА или 38ХН3МФА.

Механические свойства материала СБТ и ЛБТ приведены в табл. 8.8.

Диаметр бурильных труб выбирается в зависимости от диаметра предыдущей обсадной колонны и способа бурения (см. табл. 8.9).

Основные размеры и масса УБТ приведены в табл. 8.10.

Гладкие по всей длине горячекатанные УБТ рекомендуется применять только для бурения с забойными двигателями; УБТС – для бурения в осложненных условиях; УБТ с квадратным сечением – при бурении интервалов, склонных к самопроизвольному искривлению, а со спиральными и продольными канавками – в условиях повышенной опасности затяжек и прихватов бурильной колонны.

8.2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ УБТ

Диаметр нижней (первой) секции УБТ выбирается с учетом конструкции скважины и обеспечения наибольшей устойчивости и прочности. В нормальных условиях бурения рекомендуется принимать следующие соотношения между диаметрами УБТ и долот (dу/D).

Диаметр долота, мм

.......................................................................≤ 295,3

≥ 295,3

Соотношение dубт /D

......................................................................0,80–0,85

0,70–0,80

Для осложненных условий это соотношение уменьшается. Сочетания рекомендуемых диаметров нижней секции УБТ и долот

приведены в табл. 8.11.

В осложненных условиях при бурении долотами D > 250,8 мм допускается применение УБТ ближайшего меньшего диаметра с одновременной установкой опорно-центрирующих устройств. При бурении забойными двигателями диаметр нижней секции УБТ должен быть не более диаметра забойного двигателя, т.е. dубт dз.дв.

234