38. Основные нагрузки, действующие на колонну (бурильную) при роторном способе бурения.

При всех способах бурения бур колонна находится в условиях сложного напряжённого состояния. Различные участки бур колонны подвергаются действию различных, в большей степени динамических нагрузок: растяжению, сжатию, изгибу, кручению, внутреннему и наружному давлению и избыточным давлениям.

Все нагрузки можно привести к силам и моментам, вызывающим:

1) нормальные напряжения, направленные вдоль оси колонны, - растяжения, сжатия, поперечного и продольно-поперечного изгиба; изгиб под действием поперечных сил, продольно-поперечный изгиб.

Эти напряжения обусловлены:

а) действием собственного веса бур колонны, течением и давлением ж-ти;

б) силами сопротивления перемещению;

в) инерционными силами;

г) поперечными силами (реакция стенок скважины);

2) окружные нормальные напряжения от сил давления ж-ти;

3) радиальные нормальные напряжения от давления ж-ти;

4) касательные напряжения, обусловленные крутящим моментом;

5) радиально-окружные напряжения в клиновых захватах.

Условия работы БК зависят от многих факторов:

1. величина и характер действующих нагрузок, их сочетание определяет сложное напряжённое состояние материала труб;

2. наличие мест концентраций напряжений (резьбовое соединение и др.);

3. коррозионное воздействие среды;

4. абразивное воздействие на бур колонну стенок скважины и тв частиц, находящихся в бур р-ре;

5. Возникновение колебательных процессов и резонансных явлений в БК.

При роторном способе бурения на БК дейст след виды нагрузок:

1. осевая нагрузка растяжения от собственного веса БК и перепада давления на долоте;

2. продольное усилие сжатия в нижней части БК, разгруженной на забой;

3. осевые динамические (инерционные) нагрузки, возникающие при СПО;

4. дополнительные осевые нагрузки, необходимые для преодоления местных сопротивлений при подъёме БК и для освобождения прихваченного инструмента;

5. дополнительные переменные нагрузки (изгибающие), возникающие при вращении БК;

6. крутящий момент, необходимый для вращения инструмента в скважине и подвода мощности к долоту;

7. изгибающий знакопеременный момент при вращении БК в искривлённом стволе скважины.

Роторное бурение

Н.С. – условно нейтральное сечение;

I – схема компоновки;

II – эпюра осевых усилий при ненагруж долоте;

III - эпюра осевых усилий при бурении;

IV – эпюра крутящего момента при бурении.

39. Основные нагрузки, действующие на бурильную колонну при бурении зд. Эпюры, их их распределение по длине колонны.

При всех способах бурения бур колонна находится в условиях сложного напряжённого состояния. Особенность работы в том, что различные её участки в один и тот же момент времени подвергаются действию различных динамических нагрузок: растяжению, сжатию, изгибу, кручению, внутреннему и наружному давлениям и избыточным давлениям.

Всё многообразие нагрузок можно привести к силам и моментам, вызывающим:

1) нормальные напряжения, направленные вдоль оси колонны, - растяжения, сжатия, поперечного и продольно-поперечного изгиба; изгиб под действием поперечных сил, продольно-поперечный изгиб.

Эти напряжения обусловлены:

а) действием собственного веса бур колонны, течением и давлением ж-ти;

б) силами сопротивления перемещению;

в) инерционными силами;

г) поперечными силами (реакция стенок скважины);

2) окружные нормальные напряжения от сил давления ж-ти;

3) радиальные нормальные напряжения от давления ж-ти;

4) касательные напряжения, обусловленные крутящим моментом;

5) радиально-окружные напряжения в клиновых захватах.

I – схема компоновки;

II – эпюра осевых усилий при ненагруж долоте;

III - эпюра осевых усилий при бурении;

IV – эпюра крутящего момента при бурении:

а – реактив Мкр достиг устья;

б - реактив Мкр не достиг устья.