7. Перехідники

Перевідники призначені для з’єднання елементів бурильної колони з різьбами різних типів і розмірів, а також для приєднання до бурильної колони інструментів.

Всі перевідники (крім штангових) поділяються на три типи:

1. перевідники перехідні або запобіжні (ПП);

2. перевідники муфтові (ПМ);

3. перевідники ніпельні (ПН).

Перевідники перехідні призначені для переходу від різьби одного типу до різьби іншого типу, для з’єднання елементів бурильної колони різних діаметрів, для приєднання до бурильної колони різних інструментів.

Перевідники муфтові і ніпельні призначені для з’єднання елементів бурильної колони, розміщених один від одного ніпелями або муфтами.

Стандартом передбачено виготовлення перевідників і бурильних замків із одного і того ж матеріалу і з однаковим зовнішнім діаметром. Діаметр прохідного отвору перевідника повинен бути не меншим мінімального внутрішнього діаметра бурильного замка.

8. Осьові напруження та деформації.

Напруження розтягу, які досягають максимального значення при підвішеному стані бурильної колони в процесі циркуляції промивальної рідини, визначають за формуло

У процесі буріння, коли навантаження на долото створюється вагою стиснутої частини бурильної колони, напруження розтягу `_роз в Па в розтягнутій частині визначають за формулою

У нижній стиснутій частині бурильної колони осьові навантаження стиску наближено визначають за формулою

(6.5)

де _ст - напруження стиску, Па ;

d_{з обт} , d_{в обт} - зовнішній і внутрішній діаметри ОБТ, м

9.Напруження та деформації від дії крутного моменту.

Дотичні напруження  , які змінюються по довжині колони від максимуму в її верхньому перерізі до мінімуму над долотом, визначають за формулою

де  - дотичні напруження, Па ;

М_кр- крутний момент, що передається бурильною колоною,Нхм ;

W_кр - момент опору поперечного перерізу труб при крученні,м³ ;

де N - потужність, що передається бурильною колоною, Вт ;

 - кутова швидкість бурильної колони , с^-1,

Крутний момент досягає найбільших значень у верхньому перерізі бурильної колони, де на подолання сил опору при обертанні бурильної колони витрачається найбільша потужність.

де N_д і N₁ - потужності, затрачені відповідно на руйнування породи і обертання бурильної колони.

10. Згинаючі напруження у викривленому стволі.

11. Згинаючі напруження від втрати повздовжньої форми стійкості

Втративши поздовжню стійкість від дії стискуючих сил у бурильній колоні виникають згинаючі напруження `_зг , які досягають максимальних значень безпосередньо над долотом і поступово зменшуються у напрямку до нейтрального перерізу бурильної колони.

12. Напруження від внутрішнього тиску

13. Інерційні напруження.

Виникають під час СПО, а також при спуску клин

14.Температурні напруження.

В свердловині під дією високої температури відбувається видовження бурильної колони.

15. Напруження при посадці в клин бурильної колони.

16. Коливні процеси у бурильній колоні

БК є складною коливною ланкою в якій можуть розповсюджуватись поздовжні, поперечні та крутильні коливання різної частоти та амплітуди. Крім того БК характеризується автоколиваннями. Поздовжні коливання низької частоти в БК виникають внаслідок ямкуватості вибою, різновисуності шарошок , коливання тиску в нагнітальній лінії при роботі поршневих насосів. Високої частоти обумовлені стрибкоподібним крихким руйнуванням гп, перекочуванням шарошок долота по вибої. Поздовжні коливання високої амплітуди змінюють навантаження на долото (збільшують) і одночасно з ним крутного моменту, внаслідок виникають крутильні коливання, які також виникають при заклинюваннях долота, підклинюванні опор шарошок, зміні опору шарошок долота і їх биття.

Неоднаковий опір руйнування породи зубцями призводить до появи поперечних сил, які відводять долото вбік. Виникає косий удар, який викликає поперечні коливання. Змінний опір обертанню долота і вибійного двигуна призводить до появи крутильних коливань. Поздовжні, поперечні, крутильні, автоколивання і відбиті коливання накладаються одне на одне в результаті чого стиснутий низ БК здійснює складний коливальний рух. Коливні процеси в БК відіграють двояку роль:

1) впорядковані коливання підвищують динамічність роботи долота і збільшують механічну швидкість буріння внаслідок інтенсифікації долота. На цьому ґрунтується ударно-обертальний спосіб буріння.

2) коливання спричиняють розхитування вузлів і деталей, розвивають втомні явища і в підсумку призводять до передчасного руйнування деталей. Коли частота вимушених коливань співпадає з частотою власних наступає резонанс. Для зменшення коливань включають в БК амортизатори, які гасять коливання в процесі буріння.

Параметри коливання:

- частота ν, с^-1;

- період коливань Т=1/ ν, с;

- швидкість розповсюдження хвилі , м/с;

- довжиною хвилі λ, м;

- амплітуда коливань А=А₀cosωt

Критична швидкість обертання БК при якій наступає резонанс поздовжніх хвиль за АНІ визначається:

l _t- довжина труби, м;

dз,dв – зн, вн діаметри труби.

Критична швидкість обертання БК при якій наступає резонанс поперечних хвиль за АНІ визначається:

L_бк – довжина бурильної колони.