33.Нагрузки, действующие на бурильную колонну при бурении взд.

При бурении с забойными двигателями БК не вращается и испытывает в основном в растянутой и сжатой частях колонны соответственно напряжения растяжения и сжатия. Изгибающие нагрузки, возникающие при потере сжатой частью прямолинейной формы невелики. Незначителен и реактивный момент забойного двигателя, и поэтому касательные напряжения, действующие на БК в направлении к вертлюгу, не достигают опасных значений. Аварии при роторном бурении происходят, в основном, из-за поломок БК по причине усталостного износа резьб, сварочного шва, материала трубной части и присоединительных элементов. Аварии при бурении с забойными двигателями происходят, в основном, из-за прихватов, неподвижно лежащей на стенке скважины БК, и размыва резьбовых соединений и стенок труб.

35. Утяжеленные бурильные трубы. Назначение, разновидности.

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: -    - горячекатанные (УБТ), изготавливаемые по ТУ 14-3-385; -    - сбалансированные (УБТС), изготавливаемые по ТУ 51-744. 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: -    -номинальные наружные диаметры труб 146, 178, 203 мм; -    -номинальный диаметр промывочного канала 74; 90, 100 мм; -    длина труб, соответственно 8,0; 12,0; 12,0 м; -    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 Сбалансированные УБТ (рис. 3.14.) 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: -    -номинальные наружные диаметры труб 178, 203, 229 мм; -    -номинальный диаметр промывочного канала 80; 80, 90 мм; -    длина труб 6,5 м;

-    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: УБТС 2 178/ З-147 ТУ 51-774

35. Сравнительная оценка условий работы бурильной колонны при различных способах бурения.

Вопрос №11 и 12

35. Преимущества трапецеидальной конической резьбы.

  Основной отличительной особенностью соединений труб и муфт нефтяного сортамента является применение конических резьб. Главным преимуществом конической резьбы является ее высокая герметичность.    Конические резьбы нефтяного сортамента имеют треугольный профиля с углом 60° или трапецеидальный профиль с углами наклона профиля 3° и 10° для обсадных труб и труб НКМ с шагом 5.08 мм, по 15° для бурильных труб и 3° и 30° для труб НКМ с шагом 4.232 мм.

Следует отметить, что основной особенностью резьбового соединения с трапецеидальной резьбой является его высокая сопротивляемость растягивающим нагрузкам. Трубы с трапецеидальной резьбой предназначены для использования их в наиболее нагруженных участках, т. е. в верхней части обсадной колонны.    Кроме того, за счет конструктивных особенностей трапецеидальной резьбы прочность на растяжение, например, у труб ОТТМ на 25-50% выше, чем у соединений обсадных труб треугольной резьбой. Это позволяет при том же коэффициенте запаса прочности использовать трубы с резьбой ОТТМ с уменьшенной до 2 мм толщиной стенки или применять трубы из стали с более низкими механическими свойствами (например, из стали группы прочности К вместо группы прочности Л).

35. Вспомогательная оснастка бурильной колонны (снаружи).

35. Область применения легкосплавных бурильных труб и преимущества их использования.

Легкосплавные бурильные трубы сборной конструкции (ЛБТ, рис. 3. 13.) по ГОСТ 23786 применяют при бурении с использованием забойных гидравлических двигателей. Низкая плотность материала – 2,78 г/см3. (у стали 7,85 г/см3) 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 из стали марки 40ХН (предел текучести 735 МПа) облегченной конструкции - ЗЛ Основные параметры ЛБТ, наиболее распространенные в Западной Сибири: -    условные диаметры труб 114, 129, 147 мм; -    условная толщина стенки 9, 11, 13, 15, 17 мм; -    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; -    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 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).

35. Подготовка бурильных труб на трубных базах.

35. Легкосплавные бурильные трубы.

Смотри вопрос 17

35. Стальные бурильные трубы. Разновидности и способы их соединения.

В настоящее время в нефтегазовой промышленности широко используются стальные бурильные трубы с приваренными замками (ТБП, рис. 3. 12.) 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) и представляют собой бурильную трубу сборной конструкции, либо посредством сварки. Для свинчивания в свечи на присоединительных концах нарезается замковая резьба по ГОСТ 5286 (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 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); •    -условная толщина стенки 9, 11, 13 мм •    - 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; •    -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