19. Призначення та складові елементи бурильної колони.

Бурильна колона призначена для:

1) передачі обертання від ротора до долота;

2) сприйняття реактивного моменту вибійного двигуна;

3) підводу до вибою промивальної рідини;

4) створення осьового навантаження на долото;

5) підйому і спуску долота і вибійного двигуна;

6) монтажу окремих секцій струмопідводу при бурінні електробуром;

7) проведення допоміжних робіт (проробка, розширення і промивання свердловини, дослідження пластів тощо).

Бурильна колона складається з ведучої труби, бурильних труб, обважнених бурильних труб (ОБТ), замків, перевідників і з’єднуючих муфт.

Бурильна колона – це зв’язувальна ланка між буровим обладнанням, розміщеним на поверхні, і породоруйнуючим інструментом.

20. Умови роботи бурильної колони.

При роторному способі на бурову колону діють:

• осьова сила розтягу від власної ваги і перепаду тиску на долоті (макс. у верхній частині – на усті);

• осьова сила тиску (макс. у нижній частині – на вибої);

• крутний момент внаслідок обертання колони (макс. значення у верхній частині – на усті);

• напруження, що виникають поперечного і поздовжнього згину бурильної колони;

• динамічні навантаження, які виникають в процесі роботи долота на вибої;

• інші.

При бурінні з вибійними двигунами розподіл навантажень дещо відрізняється від роторного способу. Це зумовлено тим, що бурова колона не обертається. Тому на бурову колону діють розтягуючи та стискаючі навантаження, зумовлені вагою колони труб і вибійного двигуна, перепадом тиску на долоті і вибійному двигуні та реакцією вибою, зумовленою навантаженням на долото.

21. Бурильні труби. Елементи для зєднання. Перехідники.

Відповідно до стандарту на виготовлення труб, сталеві бурильні труби виготовляють наступних типів:

• з висадженими всередину кінцями і з’єднувальними муфтами до них (ТБВ);

• з висадженими назовні кінцями і з’єдн. муфтами до них (ТБН);

• з висадж. всередину кінцями і стабілізуючими конічними поясками (ТБВК);

• з висадж. назовні кінцями і стабіліз. конічними поясками (ТБНК);

• з привареними з’єднювальними кінцями (ТБПВ);

• труби для буріння з електробуром (ТБПВЕ).

Крім сталевих бурильних труб, виготовляють труби з алюмінієвих сплавів (ЛБТ).

Стандартом передбачено випуск бурильних труб довжиною 6; 8; 11,5 м, із зовн. діаметром 60-168 мм.

Труби типу ТБВ і ТБН мають на кінцях конічну різьбу трикутного профілю, а ТБВК і ТБНК – трапецевидного.

Бурильні труби типу ТБВК і ТБНК є герметичнішими і міцнішими від труб ТБВ і ТБН.

З’єднувальні муфти у труб ТБВ і ТБН призначені для з’єднування коротких труб (6 і 8 м) у двотрубки. Випуск муфт для труб ТБВК і ТБНК не передбачений.

Труби ТБВП призначені для буріння роторним способом і вибійними двигунами. Вони мають рівно прохідний канал по всій довжині труби, що обумовлює мінімальні гідравлічні втрати при русі промивальної рідини по буровій колоні. Виготовляють ці труби приварюванням до трубної заготовки замків спеціальної конструкції. Виготовляють ці труби довжиною 12 м, діаметром 114 і 127 мм.

Труби типу ТБПВ випускаються також для буріння з електробурами і відрізняються типом з’єднувальних кінців.

Труби ТБПВ дають добрі результати при бурінні похилоскерованих свердловин, а також їх можна застосовувати як обсадні колони, якщо їх вартість буде менша або рівна вартості обсадних труб.

До недоліків ТБПВ можна віднести перекос осей з’єднувальних кінців і труби, що може призвести до передчасного виходу з ладу бурильної колони.

ЛБТ виготовляють з дюралю (Al+Cu+Mg) Д16Т, зміцнених термообробкою.

Перевагою ЛБТ є їх діамагнітність, що дозволяє заміряти зенітний кут та азимут свердловини інклінометрами.

До недоліків ЛБТ можна віднести:

1. їх не можна експлуатувати при температурі більше 150 ^оС, оскільки погіршуються характеристики сплаву Д16Т;

2. їх не можна експлуатувати в св-ні при наявності промивальної рідини з концентрацією іонів водню не більше рН>10 у зв’язку із сильною кородуючою дією лужного середовища;

їх не можна використовувати і при рН<7 (кисле середовище) для звільнення прихопленої частини бурильного інструменту.

Бурильні замки і муфти

У процесі спуску і підйому бурильної колони недоцільно згвинчувати всі бурильні труби, з яких зібрано колону. Набагато швидше здійснити СПО при згвинчуванні і розгвинчуванні декількох труб у зборі. Комплект таких труб називають свічкою. Свічка може бути зібрана довжиною близько 25 м із двох труб при висоті вишки 41-45 м, і довжиною близько 37 м з трьох труб при висоті вишки 53-58 м. З’єднання труб у свічки і свічки між собою здійснюється за допомогою бурильних замків. При використанні коротких труб (6 м) спочатку збирають двотрубки, а потім двотрубки і свічки збирають з допомогою бурильних замків.

Бурильні замки випускають наступних типів:

• типу ЗН – діаметр прохідного отвору набагато менший від діаметра прохідного отвору труб з висадженими всередину кінцями;

• типу ЗШ – діаметр прохідного отвору приблизно такий як діаметр прохідного отвору труб з висадженими всередину кінцями;

• типу ЗУ – із збільшеним, порівняно із замками типу ЗШ, діаметром прохідного отвору для труб з висадженими назовні кінцями.

Замки типу ЗН і ЗШ використовують тільки при роторному способі буріння, а замки типу ЗУ – при роторному і з використанням вибійних двигунів.

Для бірильних труб типу ТБВК розроблені бурильні замки типу ЗШК, а для труб типу ТБНК – типу ЗУК.

Кожний із типів бур. замків склад-ся із ніпеля і муфти і має свої розміри. Ніпель і муфта бур. замка з’єднуються між собою за допомогою конічної великої різьби трикутного профілю – замкової, а приєднання цих деталей до бур. труб здійснюється за допомогою конічної мілкої різьби трикутного або трапецевидного профілю. Замкова різьбамає всі витки однакового профілю.

Переваги: застосування замків прискорює СПО; запобігає передчасному зношенню бур. труб та зносу різьбових з’єднань.

Недоліки: для скручування труб використовують не два, а більше з’єднань, що зменшує міцність колони і призводить до її негерметичності.

Перевідники

Призначені для з’єднання елементів бур. колони з різьбами різних типів і розмірів, а також для приєднання до бур. колони інструментів.

Всі перевідники поділяються на 3 типи:

1. перевідники перехідні (запобіжні) – ПП;

2. перевідники ніпельні – ПН;

3. перевідники муфтові – ПМ.

ПП призначені для переходу від різьб одного типу до різьб іншого типу; з’єднання елементів бур. колони різних діаметрів; для приєднання до бур. колони різних елементів.

ПН і ПМ призначені для з’єднання елементів бур. колони, розділених один від одного ніпелями або муфтами.

Стандартом передбачено виготовлення перевідників і бур. замків з одного і того ж матеріалу і з однаковим зовн. діаметром. Діаметр перевідника повинен бути не меншим мінімального діаметра бур. замка