5.3 Бурильні труби

Бурильна труба являє собою безшовний виріб кільцевого перерізу, одержаний прокатуванням. Між собою труби з'єднуються з допомогою бурильних замків, які складаються з ніпеля і муфти, які приєднуються до кінців бурильної різьби з допомогою різьби або зварювання. Вільні кінці ніпеля і муфти бурильних замків оснащені крупною конічною різьбою, завдяки якій скорочується тривалість збірки і розбірки бурильної колони при спуско-підіймальних операціях. Для попереднього з'єднання коротких труб використовуються з'єднувальні муфти. Особливість бурильних труб — наявність висаджених кінців. Внаслідок висадження збільшується поперечний переріз кінцевих ділянок, що дозволяє послабити вплив різьби, що є джерелом концентрації напружень, на втомлену міцність бурильної труби.

Бурильні труби виготовляють згідно ГОСТ 631-75, в якому регламентовані їх сортамент, технічні вимоги, правила приймання, методи випробування і маркування їх. Згідно ГОСТ 631-75, бурильні труби виготовляють чотирьох типів:

1 — з висадженими всередину кінцями і муфтами до них (рис. 5.2, а);

2 — з висадженими назовні кінцями і муфтами до них (рис. 5.2, б);

3 — з висадженими всередину кінцями і конічними стабілізуючими поясками (рис. 5.2, в);

4 — з висадженими назовні кінцями і конічними стабілізуючими поясками (рис. 5.2, г).

Рисунок 5.2 — типи бурильних труб

Таблиця 5.1

Труби 3-го і 4-го типів мають підвищену міцність і герметичність, яку забезпечують внутрішні упорні торці, конічний стабілізуючий ущільнюючий поясок і гладенька ділянка труби за різьбою, які сприймають знакозмінні згинальні навантаження.

Розміри і маса труб типів, що розглядаються приведені в табл. 5.1. Висаджені кінці труб 3-го і 4-го типів на 15% довші від труб 1-го і 2-го типів. Довжина труби визначається відстанню між її торцями, а при наявності нагвинченої муфти —відстанню від вільного торця муфти до останньої риски різьби протилежного кінця труби. Бурильні труби умовним діаметром від 60 до 102 мм виготовляють довжиною 6; 8 і 11.5 м, умовним діаметром від 114 до 168 мм — довжиною 11.5 м. В партії допускається до 25% труб довжиною 8 м і до 8% довжиною 6 м. Товщина стінки труби змінюється за рахунок її внутрішнього діаметра, що дозволяє обмежити номенклатуру ключів і інструмента для захоплення і втримування труб.

За граничними відхиленнями розмірів бурильні труби 1-го 2-го типів поділяють на труби звичайної і підвищеної точності виготовлення. Умовне позначення бурильних труб включає вид висадження (В — тип 1 і Н — тип 2); точність виготовлення (П — підвищена точність виготовлення); К — для типів 3 і 4; умовний діаметр труби; товщину стінки; групу міцності; позначення стандарту. Наприклад, бурильна труба 1-го типу підвищеної міцності виготовлення, умовним діаметром 114 мм з товщиною стінки 9 мм, зі сталі групи міцності Д: труба ВП-114 на 9-Д ГОСТ 631-75.

Для бурильних труб з висадженими кінцями виготовляють замки трьох типів (рис. 5.3, а), що відрізняються гідрав- лічними і міцнісними характеристиками:

ЗН — замок з нормальним прохідним отвором;

ЗШ — замок з широким прохідним отвором;

ЗУ — замок із збільшеним прохідним отвором.

Найбільш поширені замки типу ЗШ. Замки ЗУ використовуються в бурильних трубах з висадженими назовні кінцями. Для бурильних труб 3-го і 4-го типів використовуються замки типу ЗШК, ЗУК (рис. 5.3, б), що відрізняються від ЗШ і ЗУ конічною розточкою зі сторони різьби для з'єднання ніпеля і муфти з бурильною трубою. Замки кріплять на бурильних трубах гарячим методом (нагрів до 400-450 градусів С) з натягом по різьбі і стабілізуючому пояску.

1 — ніпель; 2 — муфта

Рисунок 5.3 — Замки для бурильних труб

В табл. 5.2 наведені основні розміри замків (ГОСТ 5286-75) бурильних труб 1-го і 2-го типів.

З інших різновидів найбільш перспективні бурильні труби ТБПВ з привареними з'єднувальними кінцями (рис. 5.4). На відміну від труб, що випускаються згідно ГОСТ 631-75, замки з цими трубами з'єднуються не різзю, а з допомогою контактного зварювання. Труби з привареними кінцями мають більш сприятливу гідравлічну характеристику. Міцність зварного шва після нормалізації і обкатування роликами досягає міцності тіла труби. Зміщення осі з'єднувальних кінців відносно осі труби не повинно перевищувати 0,75 мм, а перелам осей — не більше 3,5 мм на 1 м.

Рисунок 5.4 — Бурильні труби з провареними з’єднювальними кінцями з зовнішньою висадкою ТБПВ

Таблиця 5.2 Основні розміри замків

Таблиця 5.3 Характеристика легкосплавних бурильних труб

Труби ТБПВ виготовляють згідно нормалі Н504-60, згід-но якої номінальна довжина труб L = 12,4 і 13,5 м; діаметр труб D = 73, 89, 114 і 146 мм. Виробництво бурильних труб діаметром 114 і 127 мм з привареними кінцями освоєне Азербайджанським трубопрокатним і Нікопольським південно-трубним заводами.

Легко сплавні бурильні труби мають висаджені всередину кінці і полегшені стальні замки. Відомі беззамкові легко сплавні бурильні труби, на потовщених кінцях яких нарізається замкова різьба. Технічні показники бурильних труб із сплаву Д16-Т наведені в табл. 5.3.

В зарубіжній практиці для підвищення корозійно-втом-ної міцності і зменшення гідравлічних опорів на внутрішню поверхню бурильних труб наносять пластмасове покриття товщиною 0,125 мм.