9.Состав и назначение бурильной колонны.

Бурильная колонна предназначена для выполнения следующих основных функций: 1) передачи вращения от ротора породоразрушающему инструменту;

2) передачи неподвижному столу ротора реактивного крутящего момента, возникающего при бурении скважины забойными двигателями;

3) создания на долото осевой нагрузки;

4) подвода промывочной жидкости для очистки забоя скважины от выбуренной породы, а также для привода забойных гидравлических двигателей;

5) подъема кернового материала и спуска аппаратуры для исследований в стволе скважины;

6) проработки и расширения ствола скважины, испытания пластов, ликвидации аварий в скважине.

Бурильная колонна состоит из ведущей трубы, бурильных труб и утяжеленных бурильных труб, соединяемых бурильными замками, муфтами и переводниками. Ведущая труба соединяется с вертлюгом и посредством зажимов взаимодействует с ротором буровой установки. Утяжеленные бурильные трубы устанавливают в нижней части колонны, и они служат для создания осевой нагрузки на долото. При бурении в осложненных условиях, кроме утяжеленных труб, в нижней части колонны устанавливают калибраторы, центраторы, стабилизаторы и другие устройства, предупреждающие искривление скважины. Между ведущей и утяжеленными трубами находятся бурильные трубы, составляющие большую часть бурильной колонны. Для сокращения операций свинчивания и развинчивания, вызывающих износ резьбовых соединений, бурильная колонна делится на свечи, состоящие из нескольких труб. Длина свечи ограничивается ее продольной устойчивостью при осевом сжатии под действием собственного веса и высотой вышки. Уменьшение массы бурильной колонны за счет применения высокопрочных, а также легкосплавных бурильных труб способствует благоприятному нагружению подъемной части буровой установки. Жесткость бурильной колонны должна быть достаточной для предотвращения ее продольного изгиба под действием осевого сжатия, вращения и крутящего момента. Производство высокопрочных и легких бурильных труб — важная предпосылка повышения эффективности бурения и технико-экономических показателей буровых..установок.

10.Условия работы бурильной колонны.

Условия работы бурильной колонны зависят от весьма разнообразных факторов, наиболее существенные из которых следующие:

- величина и характер действующих нагрузок; их сочетание определяет сложное напряженное состояние материала труб (некоторые из действующих нагрузок не поддаются определению с достаточной точностью);

- наличие мест концентрации напряжений (резьбовое соединение; сочленение элементов бурильной колонны различной жесткости, например замка с бурильной трубой, бурильной трубы с УБТ и т.п.);

- коррозионное воздействие среды, в которой находится бурильная колона (pH среды, электрический потенциал, вредные примеси в буровом растворе, температура); коррозионное воздействие влечет ухудшение прочности показателей материала труб и других элементов бурильной колонны;

- абразивное воздействие на бурильную колонну стенок скважины и твердых частиц, находящихся в циркулирующем буровом растворе; оно приводит к износу элементов бурильной колонны и соответственно к изменению их конструкционных размеров, что, в свою очередь, обусловливает рост напряжений при неизменной действующей нагрузке;

- возникновение колебательных процессов и резонансных явлений в бурильной колонне.

Величины и характер нагрузок, действующих на колонну, зависят от способа бурения, траектории и состояния скважины, применяемых режимов бурения, технического состояния наземного оборудования, оснащенности его средствами механизации, автоматизации и контроля, а также от квалификации бурового персонала.

В процессе бурения бурильная колонна подвергается действию статистических, динамических и переменных (в том числе циклических) нагрузок. Характер действующих нагрузок и их распределение по колонне в значительной степени определяются способом бурения.

11.Технологическая оснастка бурильной колонны, ее назначение Фильтр служит для очистки промывочной жидкости от примесей попавших в циркуляционную систему. Фильтр устанавливается внутри буровой колонны между ведущей трубой и буровыми трубами. При прохождении бурового раствора через перфорированную крышку фильтра имеющиеся примеси задерживаются, а при подъеме БК – удаляются. Применение фильтров обязательно при турбинном способе бурения. Калибраторы, центраторы, стабилизаторы в различном сочетании устанавливают в нижней части бурильной колонны для уменьшения темпов самопроизвольного искривления вертикальных скважин, а также увеличения  или уменьшения темпов набора кривизны наклонно-направленных скважин. Калибраторы служат для выравнивания стенок скважины и устанавливаются непосредственно перед долотом. Калибраторы бывают шарошечными, лопастными. Диаметр калибратора должен быть равен диаметру долота. Обратный клапан – устанавливается в верхней части бурильной колонны для предотвращения выброса бурового раствора. Предохранительные кольца – надеваются поверх буровых труб, обычно над ниппелем замка обычно применяются резиновые или металлические. Служат для защиты от износа кондуктора бурильной колонны. Для того чтобы бурильная колонна не соприкасалась со стенками кондуктора, устанавливаются кольца. В вертикальных скважинах следует устанавливать предохранительные кольца на каждой свече. В наклонно-направленной скважине число колец выбирают в зависимости от интенсивности, искривления скважины (1 – 2 на каждой трубе). Центраторы предназначены для обеспечения совмещения оси бурильной колонны с осью скважины в местах их установки. Стабилизаторы, имеющие длину большую по сравнению с длиной центраторов, созданы для стабилизации зенитного угла. Изготавливают их с продольным расположением на УБТ лопастей, армированных твердым сплавом. Стабилизаторы устанавливают непосредственно над калибратором, или вблизи него, но с учетом предотвращения изгиба УБТ при создании нагрузки на долото.

12 .Напряжения, возникающие в бурильной колонне.

НАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ

Для расчета бурильной колонны на прочность необходимо знать нагрузки и возникающие в результате их действия напряжения в любом сечении бурильной колонны. Однако определить напряжения с достаточной точностью довольно трудно, так как бурильная колонна даже одного диаметра не является стержнем постоянного сечения, так как на трубах имеются высаженные концы, бурильные замки и переводники. Осложняется расчет напряжений необходимостью учета гидростатических и гидродинамических сил, сил трения, возникающих при осевом перемещении бурильной колонны и при ее вращении в скважине, и других трудно учитываемых сил, Поэтому рассчитывают напряжения приближенно, а неучтенные силы компенсируют коэффициентом запаса прочности, устанавливаемым на основании опыта эксплуатации бурильных колонн. Можно рассчитывать напряжения, принимая, что бурильная колонна работает в воздушной среде.