книги из ГПНТБ / Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие

Основные размеры бурильных труб ниппельного соединения для алмаз­ ного бурения (отраслевая нормаль 0Н41-1-68)

нии применяют одинарные и двойные колонковые трубы. Одинарная колонковая труба представляет собой тонкостенную стальную бес­ шовную трубу с внутренней ленточной резьбой на обоих концах.

Резьба верхнего конца имеет шесть ниток на дюйм и служит для соединения колонковой трубы с переходником на бурильные или утяжеленные бурильные трубы. Резьба нижнего конца имеет также шесть ниток на дюйм и служит для соединения с корпусом керно-

рвателя или непосредственно с коронкой. Колонковые трубы со­ единяются .между собой ниппелями, представляющими собой кусок стальной бесшовной трубы длиной 140 мм с наружной ленточной резьбой на обоих концах. Колонковые трубы изготовляются по ГОСТ 6238-52 из стали марки Д. Длина колонковой трубы не долж­ на быть менее трех метров во избежание искривления скважины.

Основные размеры одинарных колонковых труб и ниппелей к ним, а также размеры колонковых труб для дробового бурения приведены в табл.43.

Подробные сведения о двойных колонковых трубах даны в

ливания крупных и тяжелых частиц шлама, изготовляются по ГОСТ 8238-56 бесшовными.В нижней части они имеют внутреннюю левую трапецеидальную резьбу под тройной переходник (ПЗА, ÏÏ4A и П5А). Верхний конец шламовой трубы открыт и срезан под углом 30°. Длина шламовых труб не менее 1,5-2 м, наружный диаметр равен наружному диаметру колонковых труб.

В ВИТРе [18] разработаны для алмазного бурения шламовые трубы закрытого типа. Основные размеры труб приведены в табл. 44 и 45.

П е р е х о д н и к и пяти типов (ПІ-П5) изготовляют­ ся по ГОСТ 8004-56 и служат для соединения колонны бурильных

труб: 1) с колонковыми трубами и 2) с колонковыми и шламовыми трубами. Помимо этого,выпускаются специализированные переход­ ники: отсоединительный (противоаварийннй), переходник обрат­ ной промывки и переходник-центратор [18].

Наружный диаметр корпуса переходников делают равным на­

1, Переходники с колонн бурильных труб на колонковые трубы имеют в нижней части наружную резьбу под колонковые трубы и в верхней части внутреннюю конусную резьбу под замок бурильной трубы.

Переходник П1 предназначен для соединения бурильной ко­ лонны из труб диаметрами 42, 50 и 63,5 мм с колоековыш тру­ бами диаметром 73 мм и более; П2 - для соединения бурильной колонны из труб диаметром 73 ж с колонковыми трубамн диамет­ ром 108 ммчп более. (По ГОСТ 8004-56 не предусмотрены переход­ ники под колонковые трубы диаметрами 57, 44 и 34 т с внутрен­ ней резьбой под ниппельные бурильные трубы).

2. Переходники с бурильных труб на колонковые и шлако­ вые трубы имеют наружную резьбу в нижней части под колонковые трубы, в верхней - под шламовые и внутреннюю резьбу под бу- • рильные трубы.

Переходник ПЗ предназначен для соединения бурильных труб через замок с колонковыми трубами диаметром 73 мм и более и со шламовыми трубами тех же диаметров; ПЗА - для соединения бурильных труб через замок с колонковыми трубами для дробово­ го бурения диаметром 73 мм и более и со шламовыми трубами тех же диаметров;

П4 - для соединения бурильных .труб диаметром 50 мм без замка с колонковыми трубами диаметром 73 мм и более и со шла­ мовыми трубами; П4А - то же, что и П4, только с колонковыми трубами для дробового бурения;

ных труб длинойЬ= 1000 м при длине свечи 18,5 м, составлен­

§2 . 'Расчет бурильных труб на прочность

■У с л о в и я р а б о т ы . В процессе бурения сква­ жин колонна бурильных труб подвергается воздействию ряда уси­ лий, различных по величине, характеру и направлению. К ним относятся осевые усилия, вызывающие в бурильных трубах напря­ жение растяжения и сжатия; крутящий момент, вызывающий каса­ тельные напряжения, увеличивающиеся вдоль колонны при ее вра­ щении от забоя к устью скважины; изгибающий момент, возникаю-

щнй в результате действия центробежных сил при вращении бу­ рильных труб; колебания, возникающие также при вращении ко­ лонны и зависящие в значительной степени от уравновешенности бурильного вала, однородности разбуриваемых пород и других факторов. Помимо этого, на бурильные трубы действуют дополни*, тельные переменные и динамические нагрузки, обусловленные ря­ дом причин и не поддающиеся точному определению.

Условия работы бурильных труб подробно рассмотрены А.Е. Сарояном в работе [33].

Исследованиями, проведенными в Азинмаше, установлено, что большинство аварий с бурильными трубами связано с их уста­ лостным разрушением, возникающим при воздействии переменных нагрузок (изгиб, крутильные и продольные колебания). Основным фактором, приводящим к образованию переменных напряжений, яв­ ляется знакопеременный изгиб, возникающий при вращении колон­ ны.

Увеличивающаяся глубина разведочных скважин и повышенные скорости вращения снаряда при алмазном бурении требуют более полного .расчета колонны бурильных труб на прочность.

Рассчитать точно колонну бурильных труб трудно,■поэтому расчет производится с некоторыми допущениями, которые учиты­

тогда как переменные нагрузки возрастают в обратном направле­ нии, т .е . к забою. Исходя из этого, проверочный расчет на прочность бурильных труб при бурении рекомендуется произво­ дить по двум сечениям: верхнему и нижнему.

где d ж dt - соответственно наружный и внутренний диаметра трубы, см. Допускаемое напряжение рассчитывается по формуле

коэффициент запаса. При работе бурильных колонн з неосложнен­ ных условиях с применением нормальных промывочных растворов (без утяжелителей) и при учете потерь веса в жидкости прини­ мается к = 1,6.

При бурении в осложненных условиях, сопровождающихся обвалообразованием, прихватом колонны бурильных труб, прохож­ дением трещиноватых пород с уходом промывочной жидкости, при­ менением утяжеленных растворов, а также при бурении наклонно направленных скважин коэффициент запаса принимается равным

к = 1,45 + 1,55.

Для нижней части колонны, где преобладающее значение имеют переменные нагрузки, коэффициент запаса на выносливость для бурильных труб в условиях колонкового бурения можно опре­

предел выносливости при симметричном цикле изменения напряже­ ны* изгиба; би,г- напряжение изгиба в рассматриваемом сечении;