Глава If

БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА

§ 1. Назначение, состав, общие требования

Бурильная колонна предназначена для передачи долоту крутя­щего момента с поверхности при роторном бурении или восприятия реактивного крутящего момента во время бурения с забойными двигателями.

При помощи колонны осуществляется передача нагрузки на долото, подача промывочной жидкости к забою, спуск и подъем изношенного долота и производятся различные вспомогательные и ловильные работы в скважине во время аварий.

Колонна состоит из ведущей трубы (квадратной штанги), буриль­ных труб с соединительными муфтами и бурильными замками, утя­желенных бурильных труб, центраторов, стабилизаторов и различных переводников, соединяемых между собой на резьбах.

По конструкции бурильные колонны могут быть одноразмерными^, т. е. составленными из бурильных труб одного диаметра, и многораз­мерными. Много£азмерные колонны составляются из труб различ­ных диаметров с целью увеличения прочности, уменьшения ее веса или гидравлических сопротивлений.

При роторном бурении для предохранения колонны от истирания на бурильные трубы надеваются предохранительные резиновые кольца.

Бурильная колонна является быстроразборным пустотелым ва­лом большой длины, вращающимся в скважине, внутри которого прокачивается под большим давлением жидкость, Она должна быть прочной, долговечной, а наружные поверхности ее и соединительные части износостойкими и герметичными. Чтобы на сборку и разборку колонны при ее спусках и подъемах затрачивалось минимум времени, соединение частей осуществляется на конических резьбах. Для уве­личения долговечности резьбовых соединений трубы предусмотрены бурильные замки. Детали резьбовых соединений — бурильных зам­ков в колонне при роторном и турбинном бурении располагаются муф­той вверх, а ниппелем замка вниз; такую установку замков приме­няют для того, чтобы муфтовая резьба, находясь сверху свечи, меньше загрязнялась, так как осуществить ее очистку от грязи в муфте слож­нее, чем на ниппеле. В этом случае центрирование ее при свинчи­вании происходит легче.

48

Если смотреть сверху ротора, то рабочее направление вращения колонны осуществляется по направлению движения часовой стрелки; поэтому резьбовые соединения всех деталей, передающих крутящий момент, принимаются правые.

§ 2. Ведущие трубы

Ведущие трубы предназначены для передачи вращения от при­вода к колонне бурильных труб при роторном бурении, а при бу­рении забойными двигателями — для передачи реактивного крутя­щего момента ротору. Они в поперечном сечении снаружи имеют квадратную или шестигранную форму с круглым отверстием внутри. Через переводник с левой резь­бой эти трубы соединяются в верхней части со стволом верт­люга, а в нижней — через пере­водник с правой резьбой с ко­лонной бурильных труб.

При каждом наращивании и спуско-подъемных операциях ведущая труба отъединяется от колонны, в результате чего нижнее соединение ее подвер­гается большому количеству свинчиваний и развинчиваний.

Для предохранения от изно­са резьбы нижней части уста­навливают предохранительный переводник.

\\

На рис. II-1 показаны веду­щие трубы различных кон­струкций. Наиболее распро­странены трубы с квадратным и шестигранным сечениями.

Рис. П-1. Ведущие трубы,

а — квадратного сечения; б — шестигранно­го сечения; в — без высаженный концов; в — с высаженными концами.

Шестигранные трубы имеют то преимущество перед квадрат­ными, что в них более равно­мерно распределяется нагрузка на гранях от передаваемого крутящего момента, вследствие чего изнашиваются они в мень­шей степени, чем квадратные. В шестигранных трубах канал для протока жидкости может быть выполнен большего сечения.

Ведущие трубы изготовляются без наружной высадки концов и с высаженными наружу концами. Вторые более надежны и долго­вечны, а первые трубы с муфтовой замковой резьбой распространения не получили и для глубокого роторного бурения не пригодны вслед­ствие ослабления резьбового конца.

4 Заказ 1015,

49

Трубы различных сечений и размеров с высаженными наружу концами выполняются так, что верхний конец, соединяемый со ство­лом вертлюга, имеет один постоянный диаметр и постоянную длину высаженной части с муфтовой левой замковой резьбой, а нижний конец имеет правую резьбу с размерами, соответствующими разме­рам применяемых бурильных труб.

Длина нижней высаженной части обычно около 500 мм. Нижняя резьба выполняется как муфтовой, так и ниппельной.

Так как муфтовую резьбу легче предохранить от повреждений, диаметр проходного сечения в ведущей трубе может быть больше диаметра проходного сечения трубы с ниппелем на конце. Такая резьба выполняется чаще.

Каждому размеру бурильных труб соответствуют определенные размеры ведущих труб, однако во многих случаях применяют такие трубы на один-два номера большего размера, чем бурильные трубы. Это делается для увеличения надежности и уменьшения гидравличе­ских потерь.

При изготовлении ведущих труб обеспечивается симметричность и концентричность наружной поверхности и внутреннего отверстия. Они не должны иметь искривлений, так как в процессе роторного бурения это вызывает вибрации и колебания колонны, талевой си­стемы и вышки, что приводит к преждевременному усталостному разрушению верхней соединительной резьбы, а также к поломке •бурильных труб в верхней части колонны обычно от четвертой до десятой свечей. Это также может привести к протиранию кондуктора.