5. Способы механического вращательного бурения. Функциональная схема процесса бурения наземных нефтегазовых скважин.

7,36. Расчет бурильной колонны на статическую прочность при роторном бурении.

(9.53)

где k - коэффициент, k=l,15; Qб.т - вес бурильных труб данной секции, Н; Qубт - вес утяжеленных бурильных труб, Н; ρр, ρм - плотность бурового раствора и материала бурильных труб соответственно, кг/м ; ρ0 - перепад давления на долоте, Па; Fк - площадь сечения канала трубы, м2; Fтр - площадь сечения трубы, м2.

Крутящий момент

(9.54)

Nв - мощность на холостое вращение бурильной колонны, кВт; Nд - мощность на вращение долота, кВт; омега – частота вращения

где σт - предел текучести материала бурильных труб, Мпа.

Допустимые значения: n=1,4 для вертикальных скважин в нормальных условиях; σ=1,45 - при бурении в осложненных условиях.

Если величина п не отвечает требованиям, то изменяют длину секции или применяют трубы с большей прочностью. Затем необходимо задаться длиной труб второй секции с большей прочностью и выполнить аналогичный расчет.

Qp – допустимая растягивающая нагрузка, МН

Qпр – предельная нагрузка, МН (выбирается из табл)

8. Бурильная колонна, ее назначение. Элементы.

является связующим звеном между долотом, находящимся на забое скважины, и буровым оборудованием, расположенным на поверхности. Она предназначена для подвода энергии (механической, гидравлической, электрической) к долоту, обеспечения подачи бурового раствора к забою, создания осевой нагрузки на долото, восприятия реактивного момента долота и забойного двигателя. Основные элементы

Ведущие трубы предназначены для передачи вращения от ротора к бурильным трубам, представляют собой толстостенную трубу, имеющую в сечении квадратную, шестигранную или крестообразную форму с концентрично расположенным круглым или квадратным отверстием для прохода бурового раствора.

Бурильные трубы составляют основную часть колонны. При роторном бурении колонна бурильных труб служит для передачи вращения долоту и подачи бурового раствора к забою скважины. Бурильные трубы отличаются повышенной толщиной стенки и, как правило, имеют коническую резьбу с обеих сторон. Для обеспечения прочности резьбовых соединений концы труб делают утолщенными.

Бурильные замки соединяют между собой отдельные бурильные трубы.

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) предназначены для установки в нижнюю часть бурильной колонны с целью увеличения ее жесткости, большей устойчивости и передачи нагрузки на долото. Комплект утяжеленных труб состоит из одной наддолотной трубы, имеющей на обоих концах внутреннюю замковую резьбу, и промежуточных труб, снабженных на верхнем конце внутренней замковой резьбой, а на нижнем – наружной.

опорно-центрирующие элементы (калибраторы, центраторы, стабилизаторы). Центраторы бурильной колонны служат для предупреждения искривления ствола скважины при бурении забойными двигателями.

Переводники предназначены для соединения элементов бурильных колонн, имеющих разные размеры или разнотипные резьбы, а также присоединения подсобных и ловильных инструментов к бурильным трубам, представляют собой разновидность соединительных элементов бурильной колонны. Применяют пять основных типов переводников. Их подразделяют на две группы: штанговые - для соединения трубы бурильной ведущей с вертлюгом и бурильными трубами; промежуточные - для соединения других элементов колонны.

Резиновые кольца (протекторы) предназначены для предохранения бурильных труб и соединительных замков от поверхностного износа, а обсадной колонны - от протирания при перемещении в ней бурильных труб. Обычно применяют протекторы с плотной посадкой, представляющие собой резиновое кольцо, надетое на бурильную колонну над замком.

Обратные клапаны для бурильных труб предназначены для предотвращения газонефтеводопроявления из скважины через бурильные трубы в процессе бурения.

Стабилизаторы - это опорно-центрирующие элементы для сохранения жесткой соосности бурильной колонны в стволе скважины на протяжении некоторых, наиболее ответственных участков. От центраторов они отличаются большей длиной.

Калибратор - разновидность породоразрушающего инструмента для обработки стенок скважины и сохранения номинального диаметра ее ствола в случае износа долота. В бурильной колонне калибратор размещают непосредственно над долотом. Он одновременно выполняет роль центратора и улучшает условия работы долота.