Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Альметьевский государственный нефтяной институт

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ТБНГС методичка. Часть II.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

2.6 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 178 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая >>>

Тема 8: Выбор и расчет бурильной колонны.

Практическое занятие № 14.Состав, назначение и условия работы

бурильной колонны.

Цель работы: изучение элементов бурильной колонны и условий работы

при различных способах бурения.

Исходный материал: ГТН. исходные донные.

Ход выполнения работы:

1.Краткое объяснение преподавателем элементов бурильной колонны.

2.Самостоятельное чтение теоретического материала 14.

3.Самостоятельное заполнение таблиц.

Теоретический материал 14:

. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Бурильная колонная состоит из следующих элементов: утяжеленных бурильных труб (УБТ), стальных (СБТ) или легкосплавных бурильных труб (ЛБТ), ведущей бурильной трубы, резьбовых переводников, центраторов и калибраторов.

Бурильные колонны бывают следующими:

одноразмерными (или одноступенчатыми), составленными из бурильных труб одного и того же наружного диаметра;

многоразмерными (многоступенчатыми), составленными из труб различных наружных диаметров (двух-, трех- или четырехразмерными);

многосекционными, составленными из нескольких участков труб одной и той же группы прочности, одного и того же наружного диаметра с одинаковой толщиной стенки и одинаковой конструкцией резьбовых соединений.

Нижний участок бурильной колонны составляют из УБТ, устанавливаемых непосредственно над долотом или забойным двигателем.

Колонна бурильных труб при бурении скважины подвергается воздействию различных статических и динамических нагрузок. При бурении с помощью забойных двигателей (турбо-, электробуров, объемных двигателей) на колонну бурильных труб действуют следующие нагрузки: осевая сила растяжения от собственного веса колонны и перепада давления в забойном двигателе; осевая сила сжатия, создаваемая весом части колонны; момент, прикладываемый к колонне для ее периодического проворачивания и др.

При роторном бурении на колонну бурильных труб кроме осевых сил растяжения и сжатия действуют еще и дополнительные нагрузки: за счет изгибающего момента от действия центробежных сил при вращении колонн; за счет крутящего момента, необходимого для непрерывного вращения колонны и др. Изгибающие напряжения в колонне носят переменный характер и зависят от осевой нагрузки, частоты вращения, диаметра труб и скважины, кривизны ее ствола и др. Под действием крутящего момента возникают касательные напряжения,

которые в колонне бурильных труб возрастают от забоя к устью скважины.

Бурильные стальные трубы выпускаются в соответствии с ГОСТ 631–75 и имеют следующие показатели:

Группа прочности Д К Е Л М Р Т

Предел текучести, МПа 380 500 550 650 750 900 1000

Временное сопротивление, МПа 650 700 750 800 900 1000 1100

Трубы диаметром 60–102 мм имеют длину 6,8 и 11,5 м, а диаметром 114–168 мм – 11,5 м.

Выпускаются трубы следующих типов:

В – с высаженными внутрь концами и навинченными замками;

Н – с высаженными наружу концами и навинченными замками;

ВК – с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками;

НК – с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками.

Кроме того, бурильные трубы бывают обычной и повышенной (П) точности изготовления.

Бурильные трубы типов В и Н имеют обычную трубную резьбу треугольного профиля. На трубах типов ВК и НК нарезается трапецеидальная резьба.

Для соединения бурильных труб применяются муфты и замки. Замки бывают следующих типов: ЗН – с нормальным проходным отверстием; ЗШ – с широким проходным отверстием; ЗУ – с увеличенным проходным отверстием.

Размеры и масса стальных бурильных труб и легкосплавных бурильных труб, а также муфт и замков к ним приведены в табл. 8.1–8.6.

Для бурения неглубоких вертикальных скважин роторным способом рекомендуется применять трубы типа ТБВ, ТБН, ТБВК и ТБПВ; для бурения глубоких скважин в осложненных условиях – трубы типа ТБВК, ТБНК, ТБС и ТБПВ; для бурения вертикальных скважин с использованием забойных двигателей – трубы типа ТБН, ТБНК и ТБПВ; для бурения наклонно направленных скважин с использованием забойных двигателей – трубы типа ТБНК, ТБПВ и ЛБТ.

Наддолотный комплект, обычно принимаемый длиной 500 м, устанавливается над УБТ и составляется из бурильных труб типа ТБПВ, ТБНК, ТБС, ТБПВ группы прочности Д с максимальной толщиной стенки.

Размеры и масса ведущих труб сборной конструкции квадратного сечения приведены в табл. 8.7 (изготовляются из стали групп прочности Д и К, переводники – из стали 40ХН).

Т а б л и ц а 8.1

Размеры, масса и жесткость стальных бурильных бурильных труб
бурильных труб.
Труба												Муфта							Масса, кг									Жесткость, кН⋅м²
Диаметр, мм								Толщ				наруж-							1м двух
условный	наружный				внут-рен-ний			ина стенки, мм				ный диаметр, мм				длина, мм			гла- вы- дкой садок части						муфты			при при изгибе сдвиге EI GI₀
Бурильные трубы с высаженными внутрь концами
60	60,3				46,3 42,3					7 9		80				140			9,15 11,3		1,5				2,7			89 103			68 78
73	73				59 55 51					7 9 11		95				166			11,4 14,2 16,8		2,0				4,2			168 198 223			128 151 170
89	89				75 71 67					7 9 11		108				166			14,2 17,8 21,2		3,2				4,4			320 385 439			244 293 334
102	101,6				87,6 85,6 83,6 81,6					7 8 9 10		127				184			16,4 18,5 20,4 22,4		5,0				7,0			491 545 595 641			374 415 453 488
114	114,3				100,3 98,3 96,3 94,3 92,3					7 8 9 10 11		140				204			18,5 20,9 23,3 25,7 28,0		6,0				9,0			716 797 872 944 1011			546 607 664 719 770
127	127				113 111 109 107					7 8 9 10		152				204			20,7 23,5 26,2 28,9		6,5				10,0			1000 1116 1226 1330			762 850 934 1013
140	139,7				123,7 121,7 119,7 117,7					8 9 10 11		171				215			26 29 32 35		7,5				14			1512 1664 1909 1947			1152 1268 1378 1483
168	168,3				150,3 148,3					9 10		197				229			35,3 39,0		9,5				16,7			3008 3283			2292 2501
60	60,3				46,3 42,3					7 9		86				140			9,15 11,3		1,5				2,7			89 103			68 78
73	73				59 55 51					7 9 11		105				165			11,4 14,2 16,8		2,5				4,7			168 198 223			128 151 170
Бурильные трубы с высаженными наружу концами
89			89			75 71 67				7 9 11		118				165			14,2 17,8 21,2		3,5				5,2			320 385 439			244 293 334
Продолжение табл 8.1
Труба											Муфта						Масса, кг									Жесткость, кНм²
Диаметр, мм									толщина стенки, мм		наружный диаметр, мм			длина, мм			1 м гладкой трубы			двух высадок			муфты			при изгибе EI			при сдвиге GI₀
условный		наружный			внут-рен-ний
102		101,6			85,6				8		140			204			18,5			4,5			9,0			545			415
					83,6 81,6				9 10								20,4 22,4									595 641			453 488
114		114,3			98,3				8		152			204			20,9			5,0			11,0			797			607
					96,3 94,3 92,3				9 10 11								23,3 25,7 28,0									872 944 1011			664 719 770
140		139,7			123,7				8		185			215			26,0			7,0			15,0			1512			1152
					121,7 117,7				9 11								29,0 35,0									1664 1947			1268 1483
Таблица 8.2
Размеры бурильных труб с высаженными внутрь и наружу концами и коническими стабилизирующими поясками
Размеры трубы,									мм				Размеры высаженной части, мм											Масса 1м гладкой трубы						Увеличение
Условный диаметр				Наружный диаметр трубы			Толщина стенки		Внутренний диаметр				Диаметр прохода		Наружный Диаметр			Длина механической обработки				Длина до переходной части								массы одной трубы вследствие высадки обоих концов, кг
									С высаженными внутрь концами
89				89			9		71				57		89,9			150				145		17,9			3,9
							11		67				54											21,2			3,4
102				101,6			9		83,6				68		101,9			150				145		20,4			5,1
							10		81,6				68											22,4			5
114				114,3			9		96,3				78		115,2			160				155		23,3			7,3
							10		94,3				76											25,7			7,1
							11		92,3				74											28			6,9
127				127			9 10		109 107				92 90		130,2			160				155		26,2 28,9			7.8
																											7,6
140				139,7			9		121,7				102		140,2			160				155		29			11
							10		119,7				100											32			10,2
							11		111,7				100											35			9,2

П р о д о л ж е н и е т а б л. 8.2

Размеры трубы, мм

Размеры высаженной части, мм

Масса 1 м

гладкой

трубы

Увеличение массы одной трубы вследствие высадки обоих концов, кг

Условный диаметр

Наружный диаметр трубы

Толщина стенки

Внутренний диаметр

Диаметр прохода

Наружный диаметр

Длина механической обработки

Длина до переходной части

С высаженными наружу концами

73	73	9 11 9 11 9 11 9 10 11	55 51 71 67 83,6 81,6 96,3 94,3 92,3	52 48 68 64 80,6 78,6 93,3 91,3 89,3	85,9	150	155	14,2 16,8 17,8 21,2 20,4 22,4 23,3 25,7 28,0	3,7
89	89				101,9	150	155		4,5
102	101,6				115,2	160	165		5,7
114	114,3				130,2	160	165		7,9

Т а б л и ц а 8.3Размеры, масса и жесткость бурильных труб с приваренными соединительными концами с высадкой наружу ТБПВ

Условный диаметр

трубы, мм

Толщина стенки трубы, мм

Наружный

диаметр

высадки,

мм

Тол-

щина стенки высадки, мм

Наружный диаметр соеди-тельного конца, мм

Резьба

Масса, кг

Жесткость, кН⋅м²

диаметр

трубы

на стен-

ки трубы

ний

диаметр

высадки

щи-

на

стен

ки

жный

диаме

тр сое

д конца

ба

1 м гладкой трубы

1 комплекта соединительных концов

При

изгибе

При

сдвиге

114

127

146

122

135

154

9,5

10,5

11,5

9,5

10,5

11,5

10,5

11,5

12,5

13,5

108

120

155

170

188

З-88

З-102

З-133

З-147

З-161

9,9 11,4 12,8 12,3 14,2 16,6 18,5 20,9 23,3 25,7 20,7 23,5 26,2 28,9 27,2 30,4 33,5 36,6

27,3 27,5 27,7 29,6 29,9 30,2 48,0 48,5 49,0 49,5 47,0 47,5 48,5 48,5 64,0 64,5 65,0 65,5

150 168 184 284 320 354 716 797 872 944 1000 1116 1226 1330 1739 1916 2085 2246

114

128

140

216

244

270

546

607

662

719

762

850

934

1330

1325

1460

1589

1711

Примечание. Длина труб 12,4 и 8,5 м.

Т а б л и ц а 8.4

Характеристика легкосплавных бурильных труб, изготовляемых из сплава Д16Т, и замков к ним

Параметры		Наружный диаметр трубы, мм
	73	93	114	129	129	147	147
Толщина стенки, мм	9	9	10	9	11	9	11
Шифр стальных облегченных замков	ЗЛ-90	ЗЛ-110	ЗЛ-136	ЗЛ-152	ЗЛ-152	ЗЛ-172	ЗЛ-172
Диаметр, мм: наружный облегчен-	99	110	136	152	152	172	172
ного стального замка
наименьший внутрен-
ний замка	41	61	80	95	95	110	110
наименьший внутрен-
ний трубы	41	61	80	95	95	112	112
Длина трубы, м
без замка	9	9	12	12	12	12	12
номинальная с замком	9,5	9,5	12,25	12,27	12,27	12,27	12,27
Масса 1 м трубы, кг, с учетом: высадки стального
	5,3	6,7	9,3	10,0	11,8	11,3	13,4
облегченного замка	12,5	16,2	21,5	30,3	30,3	37,0	37,0
высадки концов и замка Нагрузка, кН:	6,8	8,4	11,0	11,8	14,3	14,4	16,5

максимально допус-	470	620	850	900	1100	1000	1240
тимая растягивающая
растягивающая, при
которой напряжение в	590	780	1070	1120	1350	1290	1550
теле трубы достигает
предела текучести
растягивающая раз-
рушающая
	810	1070	1470	1520	1840	1730	210
Давление, МПа:
максимально допус-	54	52	40	35	45	31	38
тимое, внутреннее
внутреннее, при кото-	81,0	79,0	59,5	53,5	67,8	46,0	58,0
ром напряжение в те-
ле трубы достигает
предела текучести
внутреннее разрушающее максимально допус-	110	100	97,5	73,0	92,5	63,0	78,5
	51	37	31	24	34	18	27
тимое внешнее сминающее внешнее разрушаю-
	77	55,3	46,5	36,7	52,0	28,0	40,9
щее

П р о д о л ж е н и е т а б л. 8.4

Параметры	Наружны*			диаметр трубы, мм
	73	93	114	129	129	147	147
Крутящий момент, мак- симально допустимый, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести, кН м Жесткость труб, кНм²	12,0	21,0	36,0	44,5	52,0	58,5	69,0





при изгибе	70	152	321	442	515	671	787
при сдвиге	53	114	242	333	388	505	592

Примечания. 1. При выборе допустимых усилий приняты следующие коэффициенты запаса прочности: для растягивающих нагрузок 1,12; для внутренних давлений 1,25; для внешних сжимающих давлений 1,5; для моментов кручения 1,8. 2. Для сплава Д16Т принят предел текучести 330 МПа, предел прочности 4500 МПа; модуль при изгибе Е = 7110³ МПа, при сдвиге G = 27,110³ МПа.

Т а б л и ц а 8.5

Основные размеры и масса замков для СБТ

Типоразмер замка	Диаметр труб по ГОСТ 631–75, мм, с высаженными концами		Резьба	Диаметр, мм	Длина, мм	Масса, кг
	внутрь	наружу	Резьба	Диаметр, мм	Длина, мм	Масса, кг
ЗН-80	60,3	–	З-66	80	404	12
ЗН-95	73,0	–	З-76	95	431	16
ЗН-108	89,0	–	З-88	108	455	20
ЗН-113	89,0	–	З-88	113	455	23
(ЗН-140)	114,3	–	З-117	140	502	35
(ЗН-172)	139,7	–	З-140	172	560	58
(ЗН-197)	168,3	–	З-152	197	603	76
ЗШ-108	73,0	–	З-86	108	431	20
ЗШ-118	89,0	–	З-101	118	455	23
ЗШ-133	101,6	–	З-108	133	496	37
ЗШ-146	114,3	101,6	З-121	146	508	38
ЗШ-178	139,7	–	З-147	178	573	61
ЗШ-203	168,3	–	З-171	203	603	73
ЗУ-86	–	60,3	З-73	86	404	15
ЗУ-108	–	73,0	З-86	108	431	20
ЗУ-120	–	89,0	З-102	120	468	25
ЗУ-146	114,3	101,6	З-122	146	496	37
ЗУ-155	127,0	114,3	З-133	155	526	39
ЗУ-185	–	139,7	З-161	185	553	53
ЗУК-108	–	ТБНК-73	З-86	108	431	17
ЗШК-113	ТБВК-89	–	З-101	118	454	22
ЗШК-133	ТБВК-102	–	З-108	133	506	32
ЗШК-178	ТБВК-140	–	З-147	178	573	61
ЗУК-120	–	ТБНК-89	З-102	120	468	20
ЗУК-146	ТБВК-114	ТБНК-102	З-122	146	506	36
ЗУК-155	ТБВК-127	ТБНК-114	З-133	155	538	38

Примечание. Типоразмеры замков, указанные в скобках, применять не рекомендуется.

Т а б л и ц а 8.6

Размеры замков (ниппелей и муфт) для приварки к трубам

Условный

наружный диаметр трубы, мм

Наружный

диаметр

ниппеля,

мм

Внутренний диаметр, мм

Длина цилиндрического конца, мм

Резьба

Длина, мм

Размеры трубы к которой привариваются замки, мм

Масса одного

комплекта

замка

(ниппель,

муфта),

кг

наименьший

наибольший

ниппеля

муфты

102

114

127

104,8

127,0

133,4

158,8

161,9

165,1

50,0

64,3

67,5

75,4

69,1

88,1

75,4

52,0

66,3

69,5

77,4

71,1

90,1

77,4

58,3

63,0

З-86

З-102

З-108

З-122

З-133

326,7 364,8 357,1 357,1 357,1 357,1 357,1

298,6

336,7

324,0

73x9,19

89x9,35 102x8,38 114x8,56114x10,92 127x9,19 127x12,7

25,1

40,0

41,9

60,9

63,8

59,1

68,2

Т а б л и ц а 8.7

Размеры и масса ведущих труб квадратного сечения

Параметры	ТУ 14-3-126–73			ТУ 14-3-755–78		ТУ 51-276–86 (ТВКП)
Сторона квадрата, мм Диаметр канала, мм Диаметр про-	112	140	155	65	80	112	140	155
	74	85	100	32	40	74	85	100
	114	141	168	73	89
точки под эле- ватор, мм
точки под эле- ватор, мм
Общая длина трубы с пере- водниками, м, не менее	13	14	14	10	10	11,5– 13,5	14,5– 17,0	14,5– 17,0
Резьба переводников: верхнего
Резьба переводников: верхнего	З-121Л	З-152Л	З-152Л	З-76Л	З-88Л	З-121Л	З-171Л	З-171Л
нижнего	З-121	З-147	З-171	З-76	З-88	З-121	З-147	З-171
Наружный ди-
аметр перевод-
ника, мм:
верхнего	197	197	197	95	108	146	203	203
нижнего	146	178	203	95	108	146	178	203
Масса теорети-	65,6	106,6	124,3	27	38	65,6	106,6	124,3
ческая 1 м трубы
без перевод-
ников, кг
Масса перевод-
ников, кг:
верхнего	60	55	54	10	12,5	–	–	–
нижнего	22	35	39	9	12	–	–	–

Т а б л и ц а 8.8

				Групп прочности стали						Д16Т
	Д	К	Е	Л	М	Р	Т	40ХН	40ХМФА
Временное сопротивление разрывуσ_в,МПа, не менее	637	687	735	784	882	980	1078	882	981	392 421
Предел текучести σ_т, МПа, не менее	373	490	539	637	735	882	980	735	832	255 274
Относительное удлинение δ, %, не менее	16	12	12	12	12	12	12	10	13	12 10

Примечания. 1. Трубы групп прочности Р и Т изготовляются по соглашению изготовителя с потребителем. 2. В числителе – для труб диаметром менее 120 мм, в знаменателе – более 120 мм.

Т а б л и ц а 8.9

Трубы

Способ бурения

Диаметр труб, мм

Обсад-

ные

Забойны-

ми двига-

телями

–

178

194

219

245

273

299

324

340

>406

Роторный

Забойны-

ми двига-

телями Роторный

114

127

140

146

168

178

194

219

245

273

299

–

Бу-

риль-

ные

–

102

114

127

140

168

146

168

102

114

127

140

146

168

Т а б л и ц а 8.10

Основные размеры и масса УБТ

Шифр

Диаметр, мм

Длина, м

Масса/вес 1 м

трубы, кг/м и

кН/м

Резьба

наружный

внутренний

УБТ-95

УБТ-108

УБТ-146

УБТ-178

УБТ-203

УБТ-219

УБТ-245

УБТС2-120

УБТС2-133

УБТС2-146

УБТС2-178

УБТС2-203

УБТС2-229

108

146

178

203

219

245

120

133

146

178

203

229

100

110

135

6 и 8

12 и 8

8 и 12

47/0,461 59/0,579 98/0,958 145/1,42 192/1,88 220/2,16 258/2,53 65/0,635 84/0,824 103/1,01 156/1,53 215/2,10 273/2,68

З-77

З-88

З-121

З-147

З-171

З-201

З-101

З-108^∗

З-121

З-147

З-161

З-171

П р о д о л ж е н и е т а б л. 8.10

Шифр

Диаметр, мм

Длина, м

Масса/вес 1 м

трубы, кг/м и

кН/м

Резьба

наружный

внутренний

УБТС2-254 УБТС2-254 УБТС2-273 УБТС2-273

254

273

100

127

100

127

336/3,30 296/2,90 398/3,90 360/3,53

З-201

Примечания. 1. УБТ (горячекатаные) поставляются без проточки под элеватор, УБТС – с проточкой под элеватор. 2. Звездочкой обозначена резьба укороченного профиля. 3. УБТ изготовляются из стали групп прочности Д и К, УБТС – из стали 40ХН2МА или 38ХН3МФА.

Механические свойства материала СБТ и ЛБТ приведены в табл. 8.8.

Диаметр бурильных труб выбирается в зависимости от диаметра предыдущей обсадной колонны и способа бурения (см. табл. 8.9).

Основные размеры и масса УБТ приведены в табл. 8.10.

Гладкие по всей длине горячекатаные УБТ рекомендуется применять только для бурения с забойными двигателями; УБТС – для бурения в осложненных условиях; УБТ с квадратным сечением – при бурении интервалов, склонных к самопроизвольному искривлению, а со спиральными и продольными канавками – в условиях повышенной опасности затяжек и прихватов бурильной колонны.

Контрольные вопросы.

Назовите элементы бурильной колонны?
Какие бывают бурильные колонны ?
Расшифровать КНБК ?
Назовите размеры и типы бурильных труб ?
Назовите размеры УБТ ?

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 178 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
01.07.2025247.58 Кб4Строительство скважин на месторождениях Роснефть-Дагнефть.docx
#
31.08.201978.2 Кб34Структура и алгоритмы обработки данных.docx
#
01.05.2025352.28 Кб0СУЭП.docx
#
01.07.2025291.84 Кб3т. Скорая и неотлож..doc
#
01.05.202543.13 Кб1татарское религиозное реформаторство конца 18.docx
#
01.07.20252.6 Mб3ТБНГС методичка. Часть II.doc
#
01.05.20251.99 Mб4текст Курсовой Карманова И.С..docx
#
01.04.20256.51 Mб1телотехническое оборудования предприятий нефтян...doc
#
15.05.2015309.25 Кб18Тема 1 Л-1, 2.doc
#
15.05.201581.92 Кб98Тема 2 Л-3.doc
#
15.05.201548.13 Кб13Тема 3, Л- 4,5.doc