Бурильные трубы и соединительные муфты

Существуют стальные бурильные трубы следующих типов: с высаженными концами, с высаженными концами и коническими стабилизирующими поясками, с приваренными соединительными концами (рис.4.2). Кроме стальных, изготовляют бурильные трубы из алюминиевых сплавов.

В соответствии с ГОСТ 631—75 выпускаются стальные бесшовные бурильные трубы с высаженными концами следующих типов:

1 — с высаженными внутрь концами и соединительными муфтами к ним;

2— с высаженными наружу концами и соединительными муфтами к ним;

3 — с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками;

4 — с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками.

Конструктивные особенности бурильных труб типов 1 и 2 и соединительных муфт к ним приведены на рис. 4.2, а и б, а типов 3 и 4 — на рис. 4.2, в и г. Выпуск соединительных муфт для бурильных труб типов 3 и 4 стандартом не предусматривается. Условные диаметры и длина труб приведены в табл. 4.1.

Трубы типов 1 и 2 длиной 6 и 8 м поставляются с муфтами, закрепленными на муфтонаверточном станке после предварительной смазки резьбы, а длиной 11,5 м — без муфты. Допускается поставка труб длиной 6 и 8 м без муфт.

Рис. 4.2. Бурильные трубы с высаженными внутрь (а) и наружу (б) концами и соединительные муфты к ним, с высаженными внутрь (в) и наружу (г) концами и коническими стабилизирующими поясками

Таблица 4.1

Тип труб	Условный диаметр труб» мм	Длина труб, м
1	60, 73, 89, 102	6, 8, 11,5
	114, 127, 140, 168	11,5
2	60, 73, 89, 102	6, 8, 11,5
	114, 140	11,5
3	89, 102	6, 8, 11,5
	114, 127, 140	11,5
4	73, 89, 102	6, 8, 11,5
	114	11,5

Трубы и муфты должны быть термически обработаны; наружные поверхности окрашены.

Трубы типов 3 и 4 изготовляются с правой резьбой, а по соглашению изготовителя с заказчиком — и с левой.

Бурильные трубы 1-, 2-, 3- и 4-го типов и соединительные муфты для бурильных труб типов 1 и 2 должны изготовляться из сталей, механические свойства которых приведены в табл. 4.1.

Рекомендуется применять соединительные муфты для бурильных труб типов 1 и 2 с условным диаметром 114 мм и менее, изготовленные из стали последующей группы прочности. Трубы этих типов с условным диаметром 127 мм и более и муфты к ним могут не отличаться по качеству стали, из которой они изготовлены.

Бурильные замки

В процессе спуска и подъема бурильной колонны нецелесообразно свинчивать и развинчивать все трубы, из которых составлена колонна. Гораздо быстрее осуществлять спуско-подъемные операции при навинчивании и отвинчивании сразу нескольких труб. Комплект таких труб, называемый свечой, может иметь разную длину, зависящую от высоты вышки. Поскольку бурильные трубы диаметрами 114—168 мм, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, выпускаются в основном длиной 11,5 м, то с учетом разрешенных плюсовых отклонений свеча может быть собрана длиной около 25 м из двух труб при высоте вышки 41—45 м и длиной около 37 м из трех труб при высоте вышки 53—58 м. Соединение труб типов 1, 2, 3, 4 в свече в этом случае и свечей друг с другом осуществляют бурильными замками (рис. 4.3α).

При наличии труб типов 1 и 2 длиной 6 м сначала собирают так называемые двухтрубки (две трубы свинчивают соединительной муфтой, рис. 5.7,6), а затем двухтрубки и свечи соединяют бурильными замками⁸.

В бурильной колонне основными соединительными элементами являются бурильные замки.

Для соединения бурильных труб с высаженными внутрь концами (тип 1) имеются бурильные замки двух типов:

ЗН — с диаметром проходного отверстия, значительно меньшим диаметра проходного отверстия высаженных внутрь концов бурильных труб;

ЗШ — с диаметром проходного отверстия, близким к диаметру проходного отверстия высаженных внутрь концов бурильных труб.

Значительное сужение проходного отверстия в бурильных замках ЗН сильно увеличивает потери давления при циркуляции промывочной жидкости. Поэтому такие бурильные замки находят применение только при роторном способе бурения.

Рис. 4.3. Соединение бурильных труб с высаженными концами

Для соединения бурильных труб с высаженными наружу концами (тип 2) созданы бурильные замки с увеличенным диаметром проходного отверстия (типа ЗУ), создающие благоприятные условия бурения роторным способом и с забойными двигателями (турбобуром, винтовым двигателем).

Каждый из рассмотренных типов бурильных замков, состоящих из ниппеля и муфты, имеет свои размеры, однако внешне они похожи друг на друга (рис. 4.4

	Рис. 4.4. Бурильные замки для бурильных труб с высаженными концами типов 1 и 2: а — типа ЗН; б — типа ЗШ; в — типа ЗУ; 1 — резьба для соединения с трубами

Ниппель и муфта бурильного замка соединяются при помощи конической крупной резьбы треугольного профиля, получившей название замковой, а присоединение этих деталей к бурильным трубам осуществляется посредством конической мелкой трубной резьбы, рассмотренной выше.

Крупная замковая резьба со значительной конусностью позволяет многократно свинчивать и развинчивать свечи с незначительной затратой времени.

Применение бурильных замков не только ускоряет спуско-подъемные операции, но и предотвращает преждевременный износ бурильных труб, так как при наличии замкового соединения ключами захватываются не бурильные трубы, а ниппель и муфта бурильного замка.

При комплектовании бурильных колонн для бурения с электробуром применяют бурильные замки особой конструкции (рис. 4.4.), отличающиеся от замков типа ЗУ наличием на ниппеле (со стороны конуса) предохранительного стакана 1, предназначенного для защиты от повреждений при транспортировке и спуско-подъемных работах выходящего из ниппеля контактного стержня кабельной секции и деталей крепления кабельных секций в ниппеле и муфте (опоры, болты, сухари и др.). При свинчивании ниппеля и муфты бурильного замка контактный стержень кабеля, защищенный предохранительным стаканом, вводится в муфту замка, где и соединяется с контактной муфтой соседней кабельной секции.