17

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“УфимсКий государственНый нефтяНой

ТЕХНИЧЕСКий УНИВЕРСИТЕТ”

Филиал УГНТУ в г. Октябрьском

Кафедра разведки и разработки

нефтяных и газовых месторождений

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по дисциплине “Бурение нефтяных и газовых скважин”

Уфа 2009

Методическое пособие предназначено для студентов заочной формы обучения по специальности 130504 “Бурение нефтяных и газовых скважин”, для выполнения лабораторной работы “Изучение элементов бурильной колонны”. Изучается назначение бурильной колонны, состав и устройство элементов бурильной колонны.

Составитель: Зарипов И. А., ст. преподаватель

Дихтярь Т. Д., доцент, канд. техн. наук

Рецензент: Степанов Р.В., доцент, канд. техн. наук

© Филиал ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 2007

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы – изучить назначение и устройство элементов бурильной колонны. Предназначение, условия работы основных и вспомогательных элементов, их эффективность.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Под термином бурильная колонна (б. к.) принято понимать непрерывную многозвенную систему инструментов между вертлюгом на поверхности и долотом на забое скважины. В последнее время в состав бурильной колонны включают также долото и забойный двигатель и выделяют колонну бурильных труб как часть бурильной колонны, состоящую из бурильных труб (б. т.).

Бурильная колонна – неотъемлемая необходимая часть технического оснащения вращательного бурения. Она служит для передачи мощности от поверхностного привода к долоту и сообщения ему вращательного движения, создания нагрузки на долото, выполнения спускоподъемных операций, формирования канала, позволяющего подавать циркуляционный агент к забою, восприятия реактивного момента при работе забойного двигателя, проведения скважинных исследований и выполнения различного рода работ по ликвидации аварий в скважине (освобождение и извлечение прихваченного инструмента, подъем оставшихся на забое металлических предметов и т. д.). Бурильные колонны используют при секционном спуске обсадных колонн. В этот перечень могут входить еще и специфические функции, зависящие от способа бурения и состояния ствола скважины. Так, при бурении с электробуром, бурильная колонна служит каналом, в котором закрепляют кабельный токоподвод; при некоторых способах гидравлического транспортирования керна по бурильной колонне его поднимают на поверхность и т.д.

В многозвенной конструкции бурильные колонны выделяют основные и вспомогательные элементы (инструменты). К основным (рис. 1) относят ведущую трубу, бурильные трубы с присоединительными замками, утяжеленные бурильные трубы (УБТ). Вспомогательные элементы – это переводники различного назначения, протекторы, центраторы, стабилизаторы, калибраторы, наддолотные амортизаторы. Вспомогательными являются элементы технологической оснастки бурильной колонны, перепускные и обратные клапаны, предохранительные переводники, шламоуловители и др.

В случае применения забойного двигателя его присоединяют к нижнему концу бурильной колонны.

Рис 1. Конструкция бурильной колонны:

1,3 - соответственно верхний и нижний переводники ведущей трубы;

2 - веду­щая труба;

4 - предохранительный пе­реводник ведущей трубы;

5,5а - соот­ветственно муфта и ниппель замка бу­рильной трубы;

6 - бурильные трубы;

7 - протектор;

8 - переводники на утяжеленные бурильные трубы (УБТ);

9 - УБТ;

10 - центратор;

11 - наддолотный амортизатор;

12 - калибратор.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ.

2.1. Ведущая труба

Ведущую трубу устанавливают на верхнем конце бурильной колонны. Она служит для передачи вращения бурильной колонне от ротора и реактивного момента от забойного двигателя к ротору при одновременной подаче буриль­ной колонны и циркуляции промывочной жидкости. От бурильных труб она от­личается своими продольными наружны­ми гранями. В поперечном сечении ве­дущая труба имеет форму квадрата или шестиугольника с внутренним круглым отверстием. Шестигранные (гексагональные) ведущие трубы более сбалан­сированы, чем квадратные, поэтому их рекомендуют при повышенных часто­тах вращения ротора. I

Преимущественно применяются ведущие трубы квадратного сечения (отсюда название ведущей трубы - квадрат). В практике бурения при­меняют ведущие трубы сборной конструкции (рис.2), состоящие из квадратной толстостенной штанги 2 с прошитым или просверленным ка­налом, верхнего штангового переводника I (ПШВ) и нижнего штангового переводника 3 (ПШН). Ha верхнем конце штанги нарезана наружная трубная резьба с левым направлением.

Ведущую трубу в сборе рекомендуется присоединять к стволу вертлюга, имеющего наружную замковую резьбу с левым направлением нарезки, через переводник.

Рис. 2. Ведущая труба сборной конструкции

Последний предохраняет от преждевременного износа резьбу на стволе вертлюга и в ПШВ.

Для защиты от износа замковой резьбы ПШН, подвергающейся многократным свинчиваниям при наращивании бурильной колонны и спуско-подъемных работах, на переводник ПШН дополнительно навинчивают предохранительный переводник 4 (см. рис. 1).

Ведущие трубы изготавливают по ТУ-3-126-73 “Штанги бурильные квадратные”.Ниже приведены основные размеры ведущих труб.

Размер сторон квадрата, мм	112х112	140х140	155х155
Диаметр внутреннего канала, мм	74	85	100
Длина рабочей части трубы, м	13-2,5	14+2,5	14+2,5

Размер и длину ведущей трубы подбирают в зависимости от типа буровой установки, но всегда длина ее рабочей части превышает длину бурильной трубы.

Для изготовления ведущих труб используются стали групп прочности Д и К. Переводники изготовляют из стали марки 40 ХН ( =580 МПа) или стали марки 45 ( =450 МПа).

Под шифром ТВКП (труба ведущая с коническим пояском) выпускают трубы, которые имеют повышенную прочность, долговечность и герметичность. Переводники для этих труб верхний (ПВВК) и нижний (ПВНК) имеют для присоединения к толстостенной квадратной штанге трапецеидальную трубную резьбу (ТТ) и конические стабилизирующие пояски.

ПОЯСКИ.