Обоснование применяемых кнбк

Правильно выбранная компоновка низа бурильной колонны позволяет с наименьшими затратами обеспечить проводку скважины до проектной глубины, практически исключая все возможные осложнения во время бурения скважины.

Колонна бурильных труб в процессе проводки скважины подвергается действию различных по характеру и величине статических и динамических нагрузок.

В процессе роторного бурения на колонну труб кроме осевых сил растяжения и сжатия действуют следующие дополнительные силы:

• изгибающий момент от действия центробежных сил при вращении колонны;

• крутящий момент необходимы для непрерывного вращения колонны, с целью передачи энергии долоту, разрушающему породу и т.д.

При любом способе бурения основные нагрузки вызывают сжимающие и растягивающие напряжения. Наибольшие сжимающие напряжения возникают у забоя, наибольшие растягивающие напряжения у устья скважины. Под действием крутящего момента возникают касательные напряжения, которые в колонне бурильных труб увеличиваются в направлении от забоя к устью.

При выборе бурильного инструмента и КНБК необходимо руководствоваться горно-геологическими условиями бурения, способом бурения, качеством промывочной жидкости, режимом бурения.

БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ. Бурильная труба представляет бесшовное изделие кольцевого сечения, полученное прокаткой. Трубы соединяются посредством бурильных замков. Типоразмеры бурильных труб: а) геологоразведочные (ГОСТ-7909-56). б) геологоразведочные ниппельного соединения (ГОСТ 8467- 57). в) с высаженными концами для глубокого бурения (ГОСТ 631- 75) 4 типа: 1)с высаженными внутрь концами и муфтами к ним (В). 2)с высаженными наружу концами и муфтами к ним. 3) с высаженными внутри и коническими стабилизирующими поясками (ВК). 4) с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками (НК). Трубы типа 1 и 2: основной конструктивный недостаток возможность свободного доступа коррозионного – активных буровых растворов к первым рабочим ниткам резьбы со стороны трубы. В этом месте концентрируются напряжения изгиба и растяжения. Применение стабилизирующих поясков 3 –го и 4 – го типов позволило обеспечить изоляцию резьбовых соединений от проникновения бурового раствора и значительно снизить изгибающую деформацию в первых нитках резьбы трубы. Стальные буровые трубы выпускаются наружными диаметрами 60, 73, 89, 102, 114, 127, 140, 168 и толщинами стенок 7, 8, 9, 10, 11 мм. В трубах 1-го и 2- го типов резьба обычная, которая характеризуется треугольным профилем, углом при вершине 60 градусов, шагом 3,175 мм, конусом 1: 16, числом ниток на длине 25,4 мм-8. В трубах 3- го и 4- го типов резьба трапецеидальная, которая имеет трапеции с размером верхнего основания 1,99 мм и нижнего 2,18 мм, угол при вершине 30 градусов, шаг резьбы 5.08 мм, конусом 1:32, число ниток на 1секунд-5. С целью уменьшения количество резьбовых соединении в колонне выпускаются стальные бурильные трубы с приводными замками (ТБПВ). Соединительные детали замков приваривают к трубам высаженными наружу концами с помощью контактной сварки. Диаметры 73, 89, 114, 127, 146. Распространен диаметр = 127 мм, L =12,4 и 13,5 м.

ЛЕГКОСПЛАВНЫЕ ТРУБЫ. ЛБТ применяют в структурном, разведочном и эксплуатационном бурении, при КРС. ЛБТ выпускают: 1) сборной конструкции. А) гладкие; б) с протекторным утолщением. 2) без замковой конструкции. 3)с увеличением толщины стенки. ТБ - с внутренними утолщениями. ТБП – с внутренними кольцевыми утолщениями и протекторным утолщением. ЛБТ изготавливают из алюминиевого сплава Д 16 Т – естественно состаренном состоянии. Сплав 01953Т1 с пределом тягучести 490 МПА –для повышения механических свойств труб. Сплав АК4Т – для работы в условиях повышенных температур. Шифр: труба Д16Т147 х 11 ГОСТ23786 –79; труба ПД16Т177 х 11 ГОСТ23786 –79. П – с протекторным утолщением.Д16Т – материал, 147 – диаметр трубы, 11 – толщина стыка. Эти трубы обладают благоприятной гидравлической характеристикой. Смещение оси соединенных концов относительно оси трубы не должна превышать 0,75 мм, а перенос осей – не более 3,5 мм на 1 м. Трубы диаметр от 60»102 – длиной 6;8;11,5 м. Диаметр от 114»168 – длиной 11,5 м. В партии допускается до 25% труб длиной 8м. Для бурильных труб с высаженными концами изготавливают замки 3-х типов: ЗН – замок с нормальным проходным отверстием, ЗШ – замок с широким проходным отверстием, ЗУ – замок с увеличенным проходным отверстием, ЗШ – самый распространенный. Для труб 3-го и 4-го типа замок ЗШК, ЗУК; отличающие конической расточкой со стороны резьбы для соединения ниппеля и муфты замка с бурильной трубой. Замки крепят на бурильных трубах горячим способом ( до 400»450 градусов С) с натягом по резьбе и стабилизирующему пояску. Легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ) изготавливают из сплава Д16 (дюралюминий) – сплав алюминия с медью( 3,8,,,4,9%), магнием ( 1,2 ,, 1,8%), марганцем (0,3,,,0,9%).После упрочняющей термообработки получается сплав Д16-Т плотность 2,78 г/см куб, наружный диаметр 73,93,114,129,147 мм и толщиной стенок тела трубы 9,10,11 мм и толщиной стенки по внутренней высадке 16 или 17мм. ЛБТ диаметр 73,93 мм-9м, остальные ЛБТ –12м.

УТЯЖЕЛЕННЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ. Для увеличения жесткости нижней части бурильной колонны над долотом (турбобуром) устанавливают утяжеленные (толстостенные) бурильные трубы (УБТ). УБТ - горячекатаные толстостенные трубы кольцевого сечения. УБТ существуют 2х типов: 1) гладкие по всей длине; 2) с конусной проточкой (облегченный захват и удержание трубы). УБТС - сбалансированные. В них отверстие и наружная поверхность обработаны механический, резьба обкатана роликом, термическая обработка труб и фосфатирование резьбы. За счет этого повышается прочностные характеристики, снижается биение, уменьшается динамические нагрузки. УБТС диаметры 120,133, 146,178,203,219,229,245,254,273,299. Материал 38ХНЗМФА, 40ХН2МА,40Х. УБТС-1- изготавливается путем сверления канала, механической обработки наружной поверхности и соответствует термообработки. УБТС- 2- путем сверления канала и специальной термообработки концевых участков на длине 0,7,,,1,2м. УБТС-3- сверление канала, наличие конических стабилизирующих поясов, трапициедальную резьбу ТТ и наличие замков. Шифр УБТС- 2- 178/3- 147, трубы диаметром 178 мм и резьбой 3 +47. Для повешения усталости резьбовых соединений на них протачивается за резьбовые разгружающие канавки ЗРК. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ. Бурильные трубы и их элементы соединяются коническими резьбами, эти резьбы обладают преимуществами, по сравнению с цилиндрическими. 1) Натяг, создаваемый при свинчивании конической резьбы, обеспечивает надежную герметизацию стыкующих элементов бурильной колонны. 2) Число оборотов, необходимое для свинчивания и развенчивания конической резьбы, не зависит от числа ниток, находящихся в сопряжении. n = (2h +) / KP,где h – рабочая высота профиля резьбы; - диаметральный натяг свинченного соединения; Р – шаг резьбы; К – конусность резьбы.

КНБК и режим бурения.

№ пп	Расход, л/с	Нагрузка на долото, тс	Обороты долота, мин	Механическая скорость, м/ч	Проходка на долото, м
1	2	3	4	5	6
1	30-32	в.и.	60-80	4.9	300
2	30-32	в.и.	90-110	20	270
3	30-32	3-4	60-80	0-20
4	30-32	16-18	300	23.3	220
5	30-32	18-20	300	15.9	180
6	30-32	16-18	300	21.5	200
7	15-16	11-12	60-80	2.8	130
8	30-32	17-18	90-110	12	320
9	15-16	18-20	90-110	12	300
10	15-16	11-12	60-80	2.4	115