vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

73

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

5. Выбор и расчет бурильной колонны.

5.1. Выбор элементов бурильной колонны

Бурильная колонна 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-, трехили четырехразмерными);

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 (турбобуров, 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 периодического проворачивания ее 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 с навинченными замками (ГОСТ 631-75) изготавливаются из сталей групп прочности Д, К, Е, Л и М, замки – из стали 40 ХН.

Бурильные стальные трубы с высаженными концами и приваренными к ним замками (ГОСТ 50278-92 и ТУ 14-3-1571-88) изготавливаются из сталей групп прочности Д, Е, Л и М, замки – из стали 40ХМФА.

Стали всех групп прочности имеют следующие основные механические свойства по ГОСТ 1497-84:

Предел текучести физический (нижний предел текучести) Т .

74

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающего усилия,

Временное сопротивление (предел прочности) B - напряжение,

соответствующее наибольшему усилию Pmax, предшествующему разрыву образца.

Все группы прочности стали можно охарактеризовать

-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;

-ПК – с комбинированной высадкой замков (внутрь и наружу) и приваренными замками;

-ПВ – с внутренней высадкой и приваренными замками;

-ПН – с наружной высадкой и приваренными замками;

-С – с высаженными внутрь концами и блокирующими замками.

Л – легкосплавные бурильные трубы из сплава Д 16 Т.

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 (СБТ) и легкосплавных бурильных труб (ЛБТ), а также муфт и замков к ним приведены в табл. 5.1 – 5.6.

Для бурения неглубоких вертикальных скважин роторным способом рекомендуется использовать трубы типа ТБВ, ТБН, ТБВК и

75