Утяжеленные бурильные трубы

 

Основное назначение УБТ - создание осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, кроме того, вследствие их большого диаметра и жесткости уменьшается продольный изгиб и перекос инструмента в скважине, что способствует уменьшению естественного искривления ствола.

УБТ выпускаются нескольких разновидностей. Наиболее распространены термообработанные по всей длине, изготавливаемые по ТУ 26-12-775-90, следующих типов:

А – гладкие без проточек (рис.8.5., а);

Б – с проточками под элеватор и клиновой захват (рис. 8.5., б);

Б/1 – с проточками под элеватор и клиновой захват с наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., в);

Л – с проточкой под элеватор (рис. 8.5., г);

Л/1 – с проточкой под элеватор с наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., д);

Д/1 – квадратного сечения с наплавкой твердым сплавом по ребрам;

Е – со спиральными канавками (рис. 8.5., е);

ЕН – со спиральными канавками и проточками под элеватор и клиновой захват (рис.8.5., ж);

ЕН/1 – со спиральными канавками, проточками под элеватор и клиновой захват и наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., з);

ЕЛ – со спиральными канавками и проточкой под элеватор (рис. 8.5., и);

ЕЛ/1 – со спиральными канавками, проточками под элеватор и наплавкой твердым сплавом (рис. 8.5., к).

Технические характеристики этих труб приведены в табл. 8.13., 8.14.

 

 

Таблица 8.13. Технические характеристики УБТ типов А, Б, Б/1, Л, Л/1

 

Диаметры, мм	Резьба по ГОСТ 50864-96	Масса 1 м, кг
D	d	D1	D2
				З-65	31,9
				З-73	39,8
				З-86	58,8
				З-94	73,7
				З-102	78,9
				З-118	110,6
				З-122	146,8
				З-122	135,9
				З-133	159,2
				З-133	148,2
				З-133	174,1
				З-133	163,1
				З-149	213,1
				З-163	213,1
				З-163	254,8
				З-163	250,3
				З-163	289,9
				З-171	271,5
				З-185	324,8
				З-185	320,3
				З-185	345,7
				З-185	341,2
				З-185	327,0
				З-185	333,8
				З-203	441,3
				З-203	415,4
Примечание: Обозначение диаметров см. рис. 2.3.

 

Таблица 8.14. Технические характеристики УБТ типов Е, ЕН, ЕН/1, ЕЛ и ЕЛ/1

Диаметры, мм	Резьба по ГОСТ 50864-96	Масса 1 м, кг
D	d	D1	D2
				З-94	69,1
				З-102	73,8
				З-118	92,9
				З-122	137,2
				З-122	126,3
				З-133	152,2
				З-133	141,3
				З-133	163,2
				З-133	153,2
				З-149	192,9

Продолжение табл. 8.14.

Диаметры, мм	Резьба по ГОСТ 50864-96	Масса 1 м, кг
D	d	D1	D2
				З-163	199,2
				З-163	240,9
				З-163	236,4
				З-163	289,9
				З-171	273,9
				З-185	309,0
				З-Г85	304,6
				З-185	358,1
				З-185	324,9
				З-185	309,8
				З-185	313,8
				З-203	481,3
				З-203	392,6
Примечания: Длина труб L = 8300÷9450 мм, глубина резания спирали 5,5 – 12,0 мм. Обозначение диаметров см. рис. 8.5.

Кроме указанных выпускаются также горячекатаные гладкие УБТ по ТУ 14-3-385-79 из стали группы прочности Д с наружным диаметром146 мм, внутренним – 74 мм, с резьбами З-121, масса 1 м трубы 97,6 кг.

При роторном способе бурения рекомендуется применять сбалансированные трубы марки УБТС с проточкой под элеватор и со сверлёным (для лучшей балансировки при вращении) отверстием, изготавливаемых по ТУ 51-744-77 из легированных сталей. Технические характеристики таких труб приведены в табл. 8.15.

 

Таблица 8.15. Технические характеристики сбалансированных УБТС2

 

Тип	Наружный диаметр D, мм ±1	Внутренний диаметр d, мм	Резьба	Диаметр проточки под элеватор, мм	Масса 1 м, кг
УБТС2-120			З-101		63,5
УБТС2-133			З-108		84,0
УБТС2-146			З-121		103,0
УБТС2-178			З-147		156,0
УБТС2-203			З-161		214,6
УБТС2-229			З-171		273,4
УБТС2-254			З-201		336,1
УБТС2-273			З-201		397,9
УБТС2-299			З-201		489,5

 

Для размещения телеметрических систем с магнитными датчиками изготавливаются немагнитные НУБТ из стали марки 08Х18Н6АГ10С с диаметром от 105 до 229 мм.

 

Оснастка бурильной колонны

 

С целью уменьшения прогиба УБТ в их компоновку необходимо включать промежуточные опоры. Рекомендуемые диаметры опор приведены в табл. 8.16. Расстояние между опорами определяется в зависимости от диаметра УБТ и способа бурения. Конструкция опоры показана на рис. 8.6. Опоры изготавливаются по ТУ 39-01-388078.

Таблица 8.16. Отношение диаметров долот и наибольших поперечных размеров промежуточных опор, мм

 

Диаметр долот	Диаметр опоры
190,5
215,9
244,5
269,9

 

	Рис. 8.6. Опора промежуточная квадратная (ОП)

Переводники

 

Переводники предназначены для соединения различных элементов колонны бурильных труб, имеющих разные резьбы по размеру или виду (обе резьбы внутренние или наружные). В первом случае применяются переводники переходные типа П (рис. 8.7., а), во втором ниппельные Н (рис. 8.7., б), в третьем муфтовые М (рис. 8.7., в). В обозначении переводников кроме типа указываются размеры резьб через дробь, например, М – 147/152. На переводниках нарезаются только замковые резьбы по ГОСТ 50864-96, а сами переводники выпускаются по ГОСТ 7360-82.

Бурильную колонну желательно комплектовать так, чтобы число переводников было минимальным. Обязательно применение так называемого рабочего переводника, включаемого в колонну между шаровым краном и верхней секцией бурильных труб. Нижняя ниппельная резьба этого переводника быстро изнашивается вследствие частого свинчивания при каждом наращивании инструмента. После износа до допустимого предела переводник заменяется. При его отсутствии пришлось бы менять дорогостоящий шаровой кран.

Технические характеристики некоторых переводников приведены в табл. 8.17. и 8.18.

 

 

	Рис. 8.7. Переводники: а – переходный П; б – ниппельный Н; в – муфтовый М

 

Таблица 8.17. Переводники переходные

Переводники	Замковая резьба	Габариты, мм
Муфтовый конец	Ниппельный конец	Длина L	Диаметр D
П-117/121	З-117	З-121
П-117/147	З-117	З-147
П-121/86	З-121	З-86
П-121/101	З-121	З-101
П-121/102	З-121	З-102
П-121/108	З-121	З-108
П-121/121	З-121	З-121
П-121/122	З-121	З-122
П-121/133	З-121	З-133
П-121/147	З-121	З-147
П-121/161	З-121	З-161
П-122/101	З-122	З-101
П-122/102	З-122	З-102
П-122/117	З-122	З-117
П-122/121	З-122	З-121
П-122/133	З-122	З-133
П-122/147	З-122	З-147
П-133/108	З-133	3-108
П-133/117	З-133	3-117
П-133/121	З-133	3-121
П-133/140	З-133	3-140
П-133/147	З-133	3-147
П-147/121	З-147	3-121
П-147/133	З-147	3-133
П-147/140	З-147	3-140
П-147/147	З-147	3-147
П-147/152	З-147	3-152
П-147/161	З-147	3-161
П-147/171	З-147	3-171
П-152/121	З-152	3-121
П-161/147	З-161	3-147
П-161/171	З-161	3-171
П-171/147	З-171	3-147

Таблица 8.18. Переводники муфтовые и ниппельные

Переводники	Замковая резьба	Габариты, мм
Верхний конец	Нижний конец	Длина L	Диаметр D
М-86/88	З-86	З-88
М-108/88	З-108	З-88
М-121/88	З-121	З-88
М-121/117	З-121	З-117
М-147/152	З-171	З-152
М-171/152	З-147	З-152
Н-147/152	З-147	З-152
Н-147/171	З-147	З-171
Н-171/201	P-171	З-201

Шаровые краны

Согласно Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности на буровой должно быть два шаровых крана, один из них рабочий, устанавливаемый под ведущей бурильной трубой, а второй запасной. При бурении газовых скважин кранов должно быть три. Два из них ставятся под и над ведущей бурильной трубой. Краны предназначены для оперативного перекрытия внутреннего канала колонны бурильных труб с целью предотвращения проявления по этому каналу.

Основными элементами шарового крана являются корпус, шаровой запорный орган, его седла и уплотнения. Открытие и закрытие крана осуществляется специальным ключем путем поворота запорного органа на 90^o.

В настоящее время выпускается достаточно много конструкций шаровых кранов. На рис. 8.8. показан один из них, а в табл. 8.19. технические характеристики некоторых из них. Шаровые краны выпускаются по ТУ 3661-304-0147001-2005.

 

Таблица 8.19. Технические характеристики шаровых кранов для бурильных труб

Показатель	КШ-102	КШ-121	КШ-133	КШ-147
Диаметр прохода, мм
Давление, МПа: рабочее пробное
Состав рабочей среды	Буровой раствор, нефть, газ, конденсат и их смеси
Направление движения потока рабочей среды	Любое
Тип управления краном	Ручное
Давление, при котором возможно ручное управление краном без противодовления, МПа
Присоединительная резьба	З-102	З-121	З-133	З-147
Грузоподъемность, т
Габаритные размеры, мм: диаметр наружный длина
Масса, кг

Обратные клапаны

Для предотвращения проявлений по колонне бурильных труб согласно Правилам безопасности в КНБК должен быть включен обратный клапан, перекрывающий внутреннее пространство бурильных труб в случае обратного перетока флюида (вверх по колонне бурильных труб). Эти клапаны также предотвращают зашламование турбобура в процессе спуска инструмента.

На рис. 8.9. показаны обратные клапаны КОБТ (а) и КОБ (б), выпускаемых по ОСТ 39-096-79. В обозначении клапана указывается тип, наружный диаметр и размер присоединительных резьб, например, КОБ-155-3-133. В табл. 8.20. приведены технические характеристики некоторых клапанов.

 

Таблица 8.20. Размеры обратных клапанов (мм)

Типоразмер клапана	Условный диаметр труб (ГОСТ 631-75)	Замковая резьба	Габариты	Масса, кг
с высаженными внутрь концами	с высаженными наружу концами	Диаметр D	Длина L
КОБ Т108-3-88			З-88
КОБ Т120-3-102	-		З-102
КОБ Т133-3-108		-	З-108
КОБ 146-3-121			З-121
КОБ 155-3-133			З-133
КОБ 178-3-147		-	З-147

Переливные клапаны

При бурении скважин с помощью винтовых забойных двигателей для опорожнения колонны бурильных труб при подъеме инструмента и ее заполнения при спуске над двигателем устанавливается переливной клапан. Он обеспечивает сообщение между полостью труб и кольцевым пространством во время спуско-подъемных операций, а в процессе бурения весь поток бурового раствора проходит через двигатель.

Конструкции переливных клапанов показаны на рис. 8.10. и 8.11., а краткие технические характеристики приведены в табл. 8.21.

Переливные клапаны выпускаются в соответствии с ГОСТ Р №РОСС PV Н005.В00002.

 

Таблица 8.21. Технические характеристики переливных клапанов

Показатели	ПК-108	ПК-120	ПК-172
Наружный диаметр, мм
Диаметр проточной части, мм
Длина клапана, мм, не более
Присоединительная замковая резьба по ГОСТ 5286	З-88	З-88	З-147
Максимально допустимый крутящий момент, кН·м
Максимальная допустимая осевая нагрузка на растяжение, т
Максимальное давление при циркуляции жидкости, МПа
Давление срабатывания клапана, МПа	1+0,5	1+0,5	1+0,5
Масса, кг, не более		37,5

	Рис. 8.10. Клапан переливной:1 – переводник; 2 – кольцо; 3 – упор; 4 – манжета армированная; 5 – втулки; 6 – уплотнение; 7 – корпус Рис. 8.11. Клапан переливной:1 – коробка гидравлическая; 2 – седло; 3 – клапан; 4 – корпус; 5 – пружина; 6 – шток; 7 – переводник