Буровая труба: размеры, вес, виды, группы прочности материала

Виды буровых труб, характеристики, особенности использования

Одним из элементов бурильных установок являются бурильные трубы, которые обеспечивают соединение между режущим инструментом и приводом оборудования. Посредством труб обеспечивается спуск в скважину, создание необходимого момента вращения и передача усилий, а также передача инструментов из скважины на поверхность.

Кроме того, посредством бурильных труб передается специальный раствор, охлаждающий режущие части оборудования. В данной статье речь пойдет о буровых трубах, их особенностях и применении.

Особенности бурильных труб

Трубы для буровых установок не имеют соединительных швов – крепление деталей обеспечивается за счет специальных замков с резьбой. Бурильные трубы, являющиеся частью колонной конструкции, соединяются специальными ниппелями. Все виды деталей, используемых в бурильных установках, производятся в соответствии с определенными стандартами и нормами. Сами трубы могут иметь квадратное или круглое сечение.

В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды бурильных труб:

Стальные трубы. Изделия из стали наиболее распространены. Диаметр стальной бурильной трубы может варьироваться в пределах от 34 до 168 мм. Стандартный диаметр, чаще всего используемый в буровом оборудовании – 60 мм. Посредством данных труб осуществляется колонковое бурение, подразумевающее высокую скорость вращения долота, поэтому порода разрушается по кольцевой траектории. Стальные трубы имеют повышенную степень надежности, поэтому их применяют для добычи алмазных пород.
Трубы из легких сплавов. Изделия из таких сплавов могут иметь разные характеристики и особенности (одним из вариантов трубы из легкого сплава является конструкция с утолщенными концами и круглым сечением профиля). Толщина стенки легкосплавных труб варьируется в пределах от 9 до 17 мм.

Буровое оборудование производится прессовкой. Сырье, которое обрабатывается данным методом, должно предварительно пройти термическую обработку, которая повысит характеристики исходного материала. Для соединения деталей используются замки, отличающиеся достаточно легкой конструкцией.

Для улучшения прочностных характеристик торцевые части деталей утолщаются, в результате чего увеличивается и вес буровой трубы. К крайним участкам трубы сварочным методом крепится специальная муфта и замковый ниппель.

Производственные линии по изготовлению бурового оборудования учитывают все требования, предъявляемые к данным деталям, поэтому на выходе, независимо от группы прочности бурильных труб, получаются качественные элементы, способные выполнять свои функции на протяжении всего эксплуатационного периода.

Важнейшим качеством, которым должно обладать буровое оборудование, является высокая сопротивляемость коррозии. Дело в том, что большая часть деталей постоянно подвергается воздействию влаги, поэтому необходимо свести к минимуму риск разрушения материала. Увеличение стойкости к коррозии достигается за счет специальных обработок. То же самое касается резьбового соединения и других соединительных элементов – все они должны покрываться антикоррозионной смазкой.

Виды буровых труб

Все бурильные трубы делятся на два основных вида:

Цельные. Данная категория изделий представляет собой монолитную деталь, имеющую утолщения по краям. Производство таких элементов осуществляется по описанной выше схеме: сначала детали прокаливаются, а после этого проходят механическую обработку.
Сборные. С точки зрения производства основное отличие сборных бурильных труб заключается в использовании горячекатаной заготовки. Такие элементы оборудуются специальными элементами, которые прикручиваются к краям трубы.

Еще один способ классификации буровых труб подразумевает их разделение в зависимости от материала изготовления. В качестве базового сырья может выступать сталь или легкие сплавы.

Кроме того, существует классификация, согласно которой выделяются следующие типы деталей:

Обычные;
Утяжеленные;
Ведущие.

Обычные буровые трубы

Для изготовления обычных труб может использоваться сталь или сплавы на основе алюминия. Основной отличительной особенностью данного типа труб является круглое поперечное сечение. Толщина стенок данных изделий находится в пределах от 4,75 до 11 мм. Соединение труб возможно за счет использования замков с конической резьбой.

Легкосплавные буровые трубы, которые тоже относятся к данному виду, в большинстве случаев проходит обработку, обеспечивающую повышение прочности готовых изделий. Края деталей имеют утолщение, существенно продлевающее срок службы труб и увеличивающее их функциональность.

Утяжеленные

Для изготовления утяжеленных бурильных элементов используется преимущественно сталь, а сами изделия имеют круглый профиль сечения. Базовый материал представляет собой ковку, которая для упрочнения проходит термическую или механическую обработку. Утяжеленные элементы позволяют передавать на рабочие элементы оборудования большее усилие, для чего и нужна повышенная прочность.

Кроме изделий круглой формы, также применяются утяжеленные трубы с квадратным профилем. Область их применения – это скважины, которые при разработке серьезно искривились. Помимо уже описанных видов сечения профиля, такие изделия могут иметь шестигранное сечение. Утяжеленная буровая труба может быть и ведущей, и в таком случае ее устанавливают над колонной.

Размеры буровых труб данной категории выглядят так: толщина стенки находится в пределах от 16 до 50 мм, а внешний диаметр – от 79 до 279 мм. Стыковка отдельных элементов в общую конструкцию осуществляется посредством резьбового соединения. Каждая утяжеленная труба имеет соответствующую маркировку и используется в обычных условиях эксплуатации. Утяжеленные буровые трубы могут работать на глубине от 2000 до 2500 м.

Учитывая высокую степень нагрузки, которую приходится выдерживать данному типу изделий, их выпускают в более короткой форме по сравнению с остальными видами. Уменьшенная длина позволяет нормально работать в сложных условиях даже тем трубам, которые расположены на самом верху конструкции.

Ведущие

Форма сечения ведущих труб может быть достаточно разнообразной и иметь много граней. Стандартные изделия могут иметь четыре, шесть или восемь граней. Как правило, ведущие элементы располагаются вверху колонны. В отличие от утяжеленных труб, ведущие детали имеют полноценную длину, но и увеличенную толщину – нагрузки достаточно высоки, а оборудование должно их выдерживать. Для увеличения толщины используется внутренняя, внешняя или комбинированная высадка.

Высокая толщина буровых труб обусловлена еще и тем, что бурильное оборудование может работать в достаточно тяжелых условиях. Например, при разработке рассыпчатых горных пород (песка или щебня) скорость износа оборудования крайне высока, поэтому детали очень быстро выходят из строя. Положение ухудшается еще и тем, что под неустойчивыми грунтами может быть достаточно жесткая вода, которая тоже основательно сокращает срок службы бурильных труб.

Другие виды бурильных труб

Помимо стандартных видов труб, описанных выше, имеются и другие виды деталей. Одним из них являются трубы, на которые навинчиваются замки, а края изделий могут находиться как снаружи, так и внутри. Длина таких труб варьируется в пределах от 6 до 11,5 м. Маркировка труб с внутренней высадкой – «ТБВК», а с внешней – «ТБНК».

Также стоит вспомнить и о трубах с приваренными краями. Как правило, такие бурильные элементы используются для разработки сложных и непостоянных пород.

Заключение

Отрасль производства бурового оборудования постоянно развивается, поэтому постепенно появляются новые виды элементов, необходимых для разработки пород. Тем не менее, старые проверенные решения тоже неплохо справляются со своей работой и позволяют разрабатывать любые породы, с которыми приходится сталкиваться в горнодобывающей промышленности.

Бурильные трубы: их виды, характеристики и применение в скважинах различного назначения

Трубы для бурения входят в состав бурильных установок. Они выполняют роль связующего звена между режущим инструментом (долотом) и бурильной аппаратурой. Эти детали нужны для спуска в скважину, образования нужного вращения и нагрузки, а также подъёма рабочих инструментов со дна скважины на поверхность. Помимо этого, они осуществляют подачу бурильного раствора, который выполняет функцию охлаждения режущего элемента. Скважины, которые бурят с помощью бурильного оборудования, классифицируются по продуктам добывания (нефть газ, вода и прочее).

Для бурения скважин применяются особый тип труб с высокими прочностными характеристиками

Особенности бурильных труб

Технология производства бурильных труб подразумевает отсутствие соединительных швов. Соединение таких изделий производится с помощью замков, которые имеют специальную резьбу. В случае, если они входят в состав колонной конструкции, их объединение между собой выполняется с помощью специальных ниппелей. Производство бурильных деталей регламентируется необходимыми государственными нормами и стандартами. Изделия могут быть с квадратным или круглым сечением.

По материалу изготовления бурильные трубы бывают двух типов.

Стальные бурильные трубы. Самый распространённый вид. Труба СБТ может обладать диаметром от 34 до 168 мм. Чаще всего в бурильных работах используются детали с диаметром 60 мм. С помощью их осуществляется так называемое колонковое бурение, при котором долото вращается очень быстро, и разрушение породы происходит по кольцу, а не по всей площади забоя. Трубы стальные бурильные (СБТ) отличаются повышенной надёжностью. Они могут использоваться при добыче алмазов.

Лёгкие сплавы. Детали из лёгких сплавов имеют некоторые особенности в строении (например, утолщённые концы и круглое сечение). Бурильные легкосплавные трубы имеют толщину стенки от 9 до 17 мм.

Важно! В производстве бурильного оборудования используется метод прессовки. Материал, который подвергается прессовке, должен быть предварительно обработан термическим путём для повышения своих технических характеристик. Стыковка таких деталей производится с помощью замков. Замки имеют более лёгкую конструкцию.

Чтобы повысить показатели прочности, используют метод, с помощью которого концы детали утолщаются. К оконцовке трубы путём сварки присоединяют специальную муфту и замковый ниппель. На производстве такого рода требуется повышенный контроль, соблюдаются все требования и нормы безопасности. Повышенная система мониторинга качества является гарантией того, что оборудование будет выполнено качественно и прослужит долгое время.

Бурильные трубы из стали — самый распространенный вид подобных изделий

Одной из самых важных характеристик, которой должны обладать трубы бурильного типа, — это устойчивость к коррозии. Эта характеристика обусловлена особенностями применения данных деталей. Нужных антикоррозийных показателей добиваются путём нанесения на поверхность заготовки защитного слоя, который может быть представлен бесцветным лаком или другим веществом. Защита резьбы и соединительных деталей труб осуществляется с помощью специальной антикоррозийной смазки.

Виды и характеристики бурильных труб

Бурильные изделия разделяют по типу конструкции на:

Цельные. При производстве таких изделий используется монолитная заготовка с утолщениями на концах. Такие элементы подвергаются сначала термическому закаливанию, а затем обрабатываются механическим путём.
Сборные. В отличие от цельных деталей, в производстве сборных применяют горячекатаную заготовку. На таких деталях есть специальные приспособления, которые с помощью завинчивания крепят на концах труб.

Помимо этого трубы классифицируются по материалу, который лежит в основе их производства. Как было сказано выше, такими материалами могут выступать сталь (для производства бурильных труб сбт) или лёгкие сплавы, из которых делают, соответственно, легкосплавные изделия.

У разных производителей бурильные приспособления могут отличаться по ряду признаков, но в большинстве случаев их подразделяют на три основных типа: обычные, утяжелённые и ведущие.

Обычные бурильные трубы имеют тонкие стенки и применяются для бурения в нетвердых типах грунта

Обычные

При изготовлении деталей обычного типа используются только алюминиевые сплавы и составы из стали. Главным отличием этого вида можно назвать наличие круглого сечения в поперечном направлении. Они являются тонкостенными (толщина стенки колеблется от 4.75 до 11 мм). Для их стыковки между собой используют специализированные замки, которые оснащены резьбой конического типа. Труба легкосплавная буровая (относящаяся к этому типу) обычно подвергается специальной процедуре для увеличения прочностных характеристик. Их концы принято утолщать, что помогает им более качественно и длительно функционировать.

Утяжеленные бурильные трубы

Производятся в основном из стали и обладают круглым сечением. Начальный материал представлен поковкой, которую для усиления качественных характеристик подвергают механической или же термообработке. Такие детали осуществляют необходимую для усиления бурения нагрузку на инструмент. Помимо этого, конструкция из такого вида изделий обладает повышенной прочностью.

В случае, если форма скважины при бурении искривляется, применяются утяжелённые бурильные трубы с квадратной разновидностью сечения. Если такая деталь является ведущей, её монтируют сверху колонны. Утяжелённые изделия могут обладать помимо обычных типов сечения ещё и шестигранным.

Толщина стенок у утяжелённого типа изделий варьирует от 16 до 50 мм. Их объединение в бурильную конструкцию происходит с помощью обычной резьбы. Каждая такая деталь имеет специальный маркер «УБТ». Как правило, их используют в обычных условиях. Глубина, на которой они могут осуществлять работу, колеблется от 2000 до 2500 м. Диаметр наружный такой трубы может быть от 79 до 279 мм.

Тяжелые трубы отличаются большой толщиной стенки и соединяются при помощи резьбы

Помимо этого, эти изделия переносят большую часть нагрузки (из-за того, что помещаются вверху всей конструкции). Для того, чтобы выдерживать её, такая буровая труба производится с уменьшенными размерами – она более короткая, нежели прочие типы.

Ведущие

Имеют многогранное сечение. Очень часто их размещают в верхней части колонны (оттуда и название). Отличительная черта этих изделий заключается в том, что они обладают четырёхгранными, шестигранными и восьмигранными видами сечения. Этот вид труб не бывает укороченным, как утяжелённые бурильные трубы. Но, для того, чтобы выдерживать огромные нагрузки, их стенки утолщают. Процесс утолщения происходит при помощи различных типов высадки. Высадка может быть внутренней, наружной или комбинированной.

Важно! Существуют непостоянные, рассыпчатые типы горных пород. К ним относятся: гравий, песок, щебень. Проникновение сквозь такую почву влечёт за собой быстрый износ бурильного оборудования. Бурильные и обсадные изделия, осуществляя работу в таких условиях, гораздо быстрее выходят из строя. Помимо этого, неустойчивые грунты могут содержать повышенное количество металлов, а, соответственно, и высокий коэффициент жёсткости воды.

Другие типы бурильных труб

Помимо вышеперечисленных, встречаются и другие типы труб для бурения. Например, существует вид, в котором замки навинчиваются на деталь. Концы таких изделий могут выходить наружу или внутрь. Их длина колеблется от 6 до 11.5 м. Они всегда помечаются маркировкой «ТБВК», если высадка проходит внутрь, и «ТБНК» — при наружной.

Ещё одна разновидность труб, о которой стоит упомянуть — это детали с приваренными концами. Их используют при прохождении через сложные типы породы.

Разработка бурильных приспособлений не стоит на месте и в будущем наверняка будут придуманы новые типы труб, функциональные характеристики которых будут гораздо выше, чем у нынешних. На сегодняшний же день существующие типы бурильных труб имеют все необходимые свойства для эффективной работы в добывающей сфере.

Все про буровые трубы: виды, характеристики, особенности

Буровая труба — длинный пустотелый предмет, круглого или квадратного профиля различного диаметра, предназначенные для обустройства буровой колонны.

Трубы для буровых установок, являются многофункциональным устройством и кроме вышеназванной функции выполняют следующие виды операций:

Разрушение скальной породы и грунта.
Опускание и подъема грунта разрушающей насадки (бура).
Подведение к месту бурения (к точке соприкосновения буровой насадки и грунта) специальных буровых промывочных составов или сжатого воздуха (в зависимости от типа бурения).
Передача вращательного момента, поступающего на трубу от забойного двигателя через ротор, непосредственно к буровой насадке.
Создание, укрепление и поддержание осевой по горизонтали нагрузки, для обеспечения правильной работы бурильного оборудования.
Откачка (забор) из скважины воды (нефти, газа).

Также для усиления внутренних стенок скважины, с целью предотвращения завалов, используются — буровые обсадные трубы.

Техническое устройство буровой трубы

Конструкция бурильной трубы состоит из трех основных деталей:

тела трубы,
концевого замкового ниппеля,
концевой замковой муфты.

Названные замковые детали присоединяются посредством сварки или резьбы на противоположных ее концах. И служат для последовательного соединения отдельных труб в единую систему, в так называемую буровую свечу.

Надежность трубного соединения обеспечивает, внутренняя резьба на ниппеле и внешняя на замковой муфте. Применяются буровые и обсадные трубы не только для промышленной добычи нефти и газа на крупных месторождениях, но и в геологоразведке, народном хозяйстве (бурение и подъем воды из артезианских скважин). Для обустройства автономного водного обеспечения дачных (загородных) участков через, опять же бурение скважин.

Отвлеченная от основной темы информация. С наступающего нового года, бурение скважин на личных земельных участках граждан, ранее бывшее бесплатным. Облагается налогом и является преследуемым по принятому закону, преступлением. Все, как уже существующие, так и новые скважины, подлежат обязательному государственному лицензированию.

Классификация бурильных (обсадных) труб для буровой установки

Являясь одним из основных составных элементов буровой установки, представляющей собой сложный технический и технологический комплекс, буровые трубы (в дальнейшем БТ) классифицируются по следующим группам:

Обычные БТ, изготовленные из стали по государственным стандартам (ГОСТ) или алюминиевых сплавов. Данный тип труб имеет круглое сечение с толщиной стенок от 7.5 (минимальное значение) до 11 миллиметров. Соединение отдельных фрагментов труб в свечу, производиться через бурильный замок с крупной резьбовой нарезкой по конусу. Для увеличения надежности и прочности соединений, концы БТ имеют утолщения.

Ведущие буровые трубы. Верхняя часть буровой колонны. Передающая вращательный момент от двигателя через специальную систему деталей и механизмов, всю буровую штангу и не посредственно к бурильной насадке. При многогранном сечении трубы толщина ее стенок изменяется от 23.5 мм до 89.5 миллиметров. Окончания ведущей БТ утолщены комбинированными, либо внутренними (наружными) — высадками.

Бурильные трубы утяжеленные. Нижняя часть бурильной колонны круглого или квадратного профильного сечения. С толщиной стенок от 16 до более 50 мм. Увеличивает жесткость сдавленных частей буровой колоны и передает необходимую для разрушения встречной породы нагрузку на бур.

Вес обсадных и буровых труб

Вес труб для буровой установки зависит от нескольких определяющих ее типоразмер параметров и дополнительных элементов в виде высадок. А именно:

группы у которой относиться труба данного вида (обычная, утяжеленная, ведущая),
материала ее изготовления,
наружного диаметра буровых труб,
толщины стенок,

типа замка,
типа высадки.

Более подробную информацию о весе буровых труб каждого вида, а также марках стали и алюминиевых сплавов из которых они изготавливаются можно найти в специальных справочниках ГОСТа.

Требования, предъявляемые ГОСТ к бурильным обсадным трубам и штангам

Государственный стандарт, это свод нормативов и требований предъявляемый ко всем строительным материалам, промышленному оборудованию и инструментам для всех направлений производства.

Буровые трубы для скважины имеют несколько качественных стандартов по материалам изготовления и назначению.

Общие нормативные требования для обсадных и буровых труб для бурильных установок, выглядят следующим образом:

Качество БТ в обязательном порядке должно соответствовать определенным для таких изделий прочности и надежности.
Долговечным и стойким к длительным механическим нагрузкам.
Устойчивым к воздействию агрессивных химических реакций и коррозии металлов.
Резким сменам (перепадам) температур.

Также особое внимание уделяется нормам закалки замковых соединений для буровых труб. И резьбовым соединениям.Главным стандартом для резьбы, является ее выполнение по форме конуса. По сравнению с цилиндрической резьбой, такой вид нарезки обладает такими достоинствами, как более высокий уровень герметичности соединения.

При закручивании задействовано меньшее количество витков (оборотов), что увеличивает прочность и надежность соединения, которое в свою очередь, увеличивает скорость процесса буровых работ.

Также при этом достигается минимально возможный износ замковых ниппелей и муфт.

Исключается возможность неправильного соединения (перекосов) при закручивании.

Бурильная труба — главный элемент буровой вышки

Стационарные буровые установки состоят из многих конструктивных элементов — режущее долото, электрический привод, насос, противовыбросовая установка и другие. Одними из главных элементов буровой вышки являются бурильные трубы, которые выполняют множество функций. Какими техническими особенностями обладает бурильная труба? И как их правильно хранить и транспортировать? И из каких сплавов делают эти детали?

Технические особенности

Бурильные трубы — длинные пустотелые изделия цилиндрической формы, длина которых от 3 до 7 метров. Они связывают режущий инструмент и буровую аппаратуру. Для бурения изделия соединяются друг с другом, образуя буровые колонны. Для производства используется высокоуглеродистая сталь. Однако эти детали могут использоваться из высоколегированных сплавов, содержащих противокоррозийные легирующие добавки. С конструктивной точки зрения бурильные трубы в составе буровых вышек выполняются следующие функции:

Передача вращательного движения, крутящего момента от электрического привода к режущему долоту на конце установки. Средняя частота вращения составляет 1500-2000 оборотов в секунду.
Создание осевой нагрузки (за счет работы вращательного станка + дополнительную нагрузку создает вес). Размер осевой нагрузки зависит от множества параметров, однако он составляет от 1 до 6 тонн.
Передача очистительного агента от насоса или компрессора к поверхности участка, где происходит бурение. При необходимости установка может работать в обратном направлении. Тогда труба будет использоваться для подъема по колонне мусора или полезных ископаемых.

Изделия могут обладать различным сечением:

Детали с округлыми сечением являются стандартными, а используются они для решения всех основных инженерных задач по бурению скважин.
Детали с квадратным сечением применяются для работы со скважинами нестандартной формы (такие детали проще скреплять друг с другом).
Шестигранные и восьмигранные детали размещаются на концах колонн (наличие дополнительных граней увеличивает прочность).

На концах труб наносится наружная резьба — она нужна для соединения различных труб между собой. Для соединения отдельных элементов применяются соединительные ниппели и муфты. Для соединения крупных конструкций (более 8 метров) могут применяться бурильные замки, которые надежно фиксируют детали. В случае частого сбора/разбора бурильных колонн также рекомендуется применять бурильные замки, поскольку трубная резьба не рассчитана на частое свинчивание/развинчивание. Муфты, ниппели, замки производятся из высокоуглеродистой либо легированной стали (применяются стальные марки 38 ХНМ, 36Г2С, 35Г2СВ).

Виды деталей

Выше представлена информация о стандартных деталях, которые на практике в горном деле используются чаще всего. Плюсы изделий — хорошая прочность, герметичность соединений, большой срок годности, простота эксплуатации. Однако помимо них существуют и некоторые специальные трубные детали — ведущие, утяжеленные, легкосплавные. Они рассчитаны на решение определенных инженерных задач, с которыми стандартные трубы справляются плохо.

Ведущие

Для передачи крутящего момента от колонны к долоту применяется ведущая бурильная труба (ВБТ). Деталь обладает квадратным, шестигранным или восьмигранным сечением. Чтобы придать детали дополнительную прочность, ВБТ-изделия обычно делаются толстостенными. Утолщение создается за счет применения высадок (внешних, внутренних, комбинированных). ВБТ-установки крепятся только на конец колонны — их применение по всей длине бура нецелесообразно как по инженерным, так и по экономическим соображениям. В качестве материала для ВБТ используется сверхпрочная разновидность стали:

Высокая прочность полезна для всей детали целиком, поскольку при работе долота отдельные элементы горных пород могут разлетаться в разные стороны с большой скоростью. Из-за этого значительно повышается риск повреждения трубы. Наличие дополнительной прочности позволяет сохранить целостность установки без образования вмятин, трещин.
Высокая прочность также полезна для качества резьбы. При работе бура на больших скоростях значительно повышается риск растрескивания резьбы. Использование более прочных сплавов минимизирует риск растрескивания ВБТ, что делает бур более надежным, прочным.

Утяжеленные

В инженерном деле также применяются утяжеленные бурильные трубы (УБТ). Их главное отличие — применение более толстых стенок, из-за которых увеличиваются общий вес. Производятся УБТ из стали стандартных сортов (высокоуглеродистая либо легированная). УБТ подвергаются механической или термической обработке — это позволяет сохранить однородность изделия, что благоприятно сказывается на прочности стенок. Обычно УБТ обладают круглым сечением, однако существуют детали с квадратным либо шестигранным сечением. Применение УБТ позволяет решить следующие инженерные задачи:

Бурение твердых пород. Увеличение веса позволяет создать дополнительную нагрузку, увеличивается сила удара долотом о поверхность горных пород. Поэтому с помощью УБТ гораздо проще разбивать тяжелые породы, обладающих высокой прочностью.
Повышение прочности скважины. В случае нестабильного геологического участка всегда есть риск обвала скважины с уничтожением буровой колонны. Применение более толстых УБТ-конструкций позволяет минимизировать риск «схлопывания» или разрушения скважины в случае аварии. Применение УБТ особенно критично для регионов, которые находятся рядом с источниками геологическим катаклизмов (оползни, обвалы, землетрясения).

Легкосплавные

На практике большое распространение также получили легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ). Их главное отличие от стандартных трубных конструкций — это применение более легких металлических сплавов на основе алюминия, а также наличие более толстых стенок. ЛБТ-детали обычно обладают круглым сечением, а крепятся они посередине бурильной колонны. Во всем остальном конструкция ЛБТ-установок аналогична строению обычных труб — у ЛБТ отсутствуют швы, на концах установок имеется резьба и так далее. По прочности ЛБТ-системы лишь немного ниже стандартных труб на основе стали. Зачем же понадобилась разработка ЛБТ? Ответ:

Стандартные трубные конструкции на основе стали обладают высоким весом. При работе с небольшими скважинами большой вес бура не имеет серьезного значения. Однако в случае глубоких скважин общий вес вышки начинает серьезно возрастает, что делает буровую установку ненадежной.
Особенно критичен фактор веса в случае работы с жидкими средами, где частички жидкости могут прилипать к трубе из-за высокой вязкости. Это дополнительно увеличивает итоговый вес конструкции, что может привести к нарушению ее работы.
Применение алюминиевых сплавов уменьшает риск обрушения бура. В вакууме удельный вес алюминиевых сплавов в 2-3 раза ниже стали. Поэтому в случае длинных буров применение алюминия позволяет снизить общий вес конструкции, что благоприятно сказывается на качестве, точности, надежности бурения.
Использование алюминиевых сплавов позволяет также увеличить максимальную глубину погружения бура. Поэтому ЛБТ-конструкции часто используются в разведочном, структурно-поисковом бурении, а также при капитальном ремонте скважин.

С приваренными замками

Традиционные бурильные трубы имеют на концах специальную резьбу, которая используется для соединения трубных элементов друг с другом с помощью ниппелей, муфт, специальных замков. Однако подобный способ соединения обладает серьезным недостатком — в случае высоких нагрузок может серьезно страдать качество герметизации. Из-за этого нарушается прочность установки, что может привести к различным неприятным последствиям — снижение качества бурения, уменьшение КПД, растрескивание вплоть до полного выхода бурильной установки из строя. Чтобы минимизировать значение этих факторов, была изобретена бурильная труба с приваренными замками (ТПЗ).

Замки могут привариваться по внутренней либо по внешней высадке. Также существуют ТПЗ с композитными замками, которые наносятся как по внешней, так и по внутренней высадке. Приваренные замки имеют на своем конце специальную резьбу под ниппель или муфту. Чтобы сделать установку более надежной, наконец ТПЗ наносится термозащитный слой, защищающий замок от резких колебаний температур. ТПЗ обычно обладают более высокой длиной — от 8 до 12 метров (стандартные трубы обладают длиной от 3 до 7 метров).

ТПЗ не получили широкого распространения, а на практике они используются редко:

Низкая распространенность связана с более высокой стоимостью одного изделия. Для проведения качественной сварки требуются дополнительные расходы (электричество, электроды, присадки), тогда как обычные трубы не нуждаются в дополнительных расходах на сварку.
Также определенную роль играют исторические причины. В 90-е годы множество заводов выпускали низкокачественные ТПЗ-системы, которые отличались низким качеством сварного шва. Сегодня ситуация изменилась в лучшую сторону, а на рынке можно найти множество хороших ТПЗ-установок, которые имеют хорошее качество сварного шва. Однако по инерции инженеры продолжают пользоваться обычными трубами.

Транспортировка, хранение

Для транспортировки бурильных труб можно использовать все основные виды транспорта — автомобильный, водный, воздушный, железнодорожный. Для удобства рекомендуется упаковывать отдельные трубы в небольшие пакеты, которые удобно переносить, транспортировать. В случае железнодорожного или автомобильного транспорта упаковки рекомендуется привязывать к специальным брусьям, которые имеют надежную фиксацию на платформе или в грузовике. Трубные изделия допускается перевозить с помощью вертолетов с помощью грузовых платформ.

Оптимальный способ хранения — это применение стеллажей. Стеллажи должны иметь надежную фиксацию, чтобы предотвратить самопроизвольное перекатывание. Стеллажи должны соприкасаться с трубными изделиями минимум в трех точках (в противном случае сохранность изделий не гарантируется). Минимальное расстояние между полом и опорой стеллажа должно составлять 35 сантиметров.
Детали должны быть рассортированы по группам. В случае обнаружения повреждения изделие должна быть помещена на отдельный стеллаж. Каждый стеллаж должен быть оснащен небольшой информационной табличкой, где кратко описаны характеристики изделий (в случае поврежденных изделий необходимо прикрепить табличку с надписью «БРАК»).
Самым чувствительным элементом является резьба. Во время хранения на складе резьба каждого изделия должна быть смазана смазкой, которая предотвращает ее коррозию. Тип смазки зависит от множества параметров — температурный режим, длительность хранения и другие. После нанесения защитной смазки резьбу также нужно защитить с помощью предохранительных резьбовых деталей, которые увеличивают срок годности смазки. Процесс нанесения смазки и защитного покрытия называют консервацией.
В случае нарушения герметизации либо по истечении срока действия смазки необходимо выполнить повторную консервацию. Для этого предохранители свинчиваются, а остатки смазки стираются с помощью специальных тряпок. После этого наносится новый слой консервационной смазки, прикручиваются новые защитные детали. Основные примеры разгерметизации — контакт с щелочами или кислотами, длительное нахождение на открытом воздухе (более 1 года), длительный контакт с водой (более 2 недель).

Заключение

Теперь вы знаете о том, что такое бурильная труба и зачем она нужна. Давайте подведем итоги. Бурильные трубы — это полые цилиндрические изделия, которые используются для сбора буровых колонн. Колонны используются для передачи вращательного импульса от привода бура к долоту. Бурильные трубы делаются из стали с большим содержанием легирующих компонентов. Трубные изделия обычно обладают округлым сечением, хотя встречаются также специальные детали, которые могут иметь квадратное, шестиугольное либо восьмиугольное сечение. На концах трубных изделий наносится резьба — она нужна для соединения отдельных деталей друг с другом с помощью муфт, замков. Средняя длина изделий — от 3 до 7 метров. Помимо стандартных бурильных изделий существуют изделия специального типа — ВБТ, УБТ, ЛБТ, ТПЗ.

ВБТ обладают квадратным либо шестиугольным сечением, а также толстыми стенками. ВБТ нужны для присоединения долота к буровой колонне. УБТ обладают повышенным весом, а используются они для решения специальных задач — бурение твердых пород, повышение надежности скважины и другие. ЛБТ обладают пониженными весом за счет применения алюминиевых сплавов, а нужны ЛБТ для создания длинных скважин. У ТПЗ на концах имеются приваренные замки — это положительно сказывается на герметизации, прочности колонны. Однако ТПЗ не получили широкого распространения из-за высокой цены. Буровые детали имеют специальные правила хранения, транспортировки. Их можно перевозить любым транспортом — грузовиками, кораблями, вертолетами, поездами. Хранить их рекомендуется на специальных стеллажах. Детали должны быть рассортированы по группам для удобства рабочих, а на каждом стеллаже должна быть расположена табличка-указатель. Резьбу периодически нужно смазывать специальной смазкой, чтобы минимизировать риск возникновения ржавчины.

Используемая литература и источники:

Теория термической обработки металлов. Учебник / И.И. Новиков. — М.: Металлургия
Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов / П.А. Антикайн. — М.: Энергосервис, 2001
Буровое оборудование на Википедии

Зачем необходима труба для бурения на воду?

Для бурения скважин применяются различного вида бурильные трубы, которые отличаются по ряду свойств (размеры, конструкция, назначение, толщина свинчивания и прочее). Существуют, к примеру, антикоррозийные трубы для бурения, ведущие трубы, утяжеленные бурильные трубы, легкосплавные бурильные трубы.

Труба для бурения

1 Какие разновидности бурильных труб

Бурение скважин не сможет обойтись без применения специальных буровых труб (ведущие трубы, утяжеленные бурильные трубы, легкосплавные бурильные трубы) — они не просто участвуют в процессе бурения, но еще и выполняют вспомогательные функции — например, могут подавать через внутренние сечения промывочную жидкость на глубину проводимого бурения.

Они могут иметь различные размеры, у них разная конструкция, назначение, толщина свинчивания и прочее. В классической классификации труб для бурения они представлены такими видами:

утяжеленные бурильные трубы;
ведущие;
обычные.

На постсоветском пространстве часто можно встретить трубы для бурения кустарного изготовления, это производство объясняется их дешевизной и быстрым изготовлением.

При работе с такими изделиями возникает проблема с их фиксацией, так как они постоянно болтаются в выработке и бьются. Из-за этого очень быстро деформируется резьба, соединения, муфта и, соответственно — сама стальная основная бурильная труба и установка.

Ведущие трубы для бурения

Все эти проблемы создают не отцентрованные замки, чего при использовании соответствующих стандарту изделий не наблюдается. Конструкционные особенности изделий имеют специальные замки, каждый из которых замыкает резьба. Усиление прочности и, следовательно, производство длительности эксплуатации буровой трубы достигается за счет утолщения их концов.

Для производства конструкции соединяющий замок приваривают к муфте и ниппелю. В современном производстве за процессом приваривания «наблюдает» автономная система контроля, что гарантирует соблюдение всех технических параметров работы — тогда как раньше все выполнялось «на глаз».

Различаются трубы для буровых установок по материалу, из которого изготовлены, по форме (квадратного или круглого сечения). Все изделия имеют «связочный» замок или даже замки (их количество варьируется от типа изделия).
к меню ↑

1.1 Дополнительные типы изделий

Существует множество дополнительных подтипов изделий («ТБТ», «ТБТН», «ВБТ» и так далее), но основными видами являются следующие:

обычные («ВБТ»);
утяжеленные («ТБТ», «ТБТН»);
ведущие.

Обычная стальная труба для скважин на воду («ВБТ») изготавливается или из алюминия, или из стального сплава. Она имеет круглое поперечное сечение, при этом толщина стенки находится в диапазоне между 4,75 и 11 мм. Для соединения данного вида труб для буровой установки применяются так называемые «замки для бурильных труб», обладающие утолщенными концами (для повышения прочности на соединение бурильных труб) и крупная резьба.

Штанги для буровых малогабаритных установок

Специфическая категория – алюминиевая труба для скважин на воду («АБТ»), которая тоже относится к обычным изделиям. Как и все прочие изделия этого вида, эксплуатация бурильных труб «АБТ» также имеет в наличии специальный замок, подобно типу «ВБТ».

Бурильная стальная утяжеленная труба для скважин на воду («ТБТН» или «ТБТ») изготавливается из стали типа «ДИК» и преимущественно выполняется в форме квадратного сечения в поперечнике. Произведенные утяжеленные трубы бывают и без квадратного сечения. Стенки такого вида продукции обладают толщиной от 16 и до 50 миллиметров. Стыкуют между собой их посредством резьбы.

Применение и ремонт бурильных труб таких изделий для буровых установок на воду хорошо тем, что земная порода легко перемалывается под действием работы утяжеленной трубы. Сам механизм работы можно описать так: стальная утяжеленная труба передает продольное и вращательное усилие на устройство переламывающее породу. При этом использовать данный вид изделий можно для бурения на глубину до 250 метров.

Стальная ведущая бурильная труба (или «ВБТ») для скважин на воду имеет многогранное сечение и располагается, как правило, сверху колонны. Эти изделия весьма специфичны и выделяются на общем фоне: узнать их можно по имеющимся на поверхности восьми- , шести- и четырехгранникам. Основная специфика работы данных изделий — передача от вращателя установки на бур.

Процесс установки пластиковых обсадных труб

Дополнительные виды буровых труб для скважин на воду представлены следующими вариациями:

ТБН, ТБТ — имеющие наружные концы;
ВБТ — имеющие внутренние концы;
ТБТН, ТБПВ, ТБПК — имеющие приваренный замок;
ТБНК — имеющие стабилизирующий поясок.

Конструкции, имеющие замок, производят из стальных сплавов или же с использованием сплава типа «Д16Т», основной материал которого алюминий. Замки в таких изделиях сделаны навернутыми с большой конической резьбой. Нередко такая стальная основная бурильная труба имеет утолщенные концы.Отметим, что трубы для буровых установок на воду делаются бесшовными, дабы обеспечить гарантированную прочность при колоссальных нагрузках, чтобы не потребовался преждевременный ремонт бурильных труб.
к меню ↑

2 Этапы работы с применением изделий

Самостоятельное бурение скважины — дело весьма сложное, а для большинства людей — практически невозможное. Роторный способ бурения, позволяющий работать с глубокими скважинами, актуален для большинства участков, и он же — наиболее сложен.

Процесс бурения скважины

Выбор изделия, будь то «ТБТН», «ТБТ» или «ВБТ» остается за специалистами, решение которых должно быть основано на изучение земной породы на месте будущих буровых работ. По этапам процесс бурения выглядит так:

Выполнение проектной документации.
Закладывание скважины.
Производится бурение скважины.
Устанавливается обсадная колонна.
Добавляется фильтрующая колонна и выполняется пробная прокачка.
Оформляется паспорт скважины
Дефектоскопия.
Производится установка насоса.

Промывка самотеком хороша тем, что вскрытие водоносного горизонта производится более эффективно, однако работа такого механизма требует дополнительных финансовых затрат на оборудование. Прямой опрессовочный метод с помощью насоса намного дешевле, что делает его наиболее востребованным среди владельцев частных построек, но и менее эффективен.

Бур для бурения скважины

Чтобы удержать грунт от возможного оплывания и осыпания, устанавливается обсадная система защиты на бурильные трубы. Как только все описанное выше будет проделано, следует установить оборудование для автономной работы всей системы (насос, водопровод, кессон).

Важно помнить, что при работе с неустойчивыми горными породами (гравий, щебень, песок) бурильная система (обсадная и буровая труба) быстрее будет выходить из строя. К тому же в момент работы со скважиной на перечисленных выше неустойчивых породах возможно огромное содержание растворенного железа или же попросту повышенная жесткость воды.

Поэтому бурение при таких условиях производится далеко не во всех районах. В такой момент времени возможно и малое количество воды в скважине.
к меню ↑

Бурильные трубы – изделия с особыми характеристиками

Стальные, легкосплавные и алюминиевые бурильные трубы ТБПК могут быть разных видов. В рамках данной статьи мы опишем все особенности их использования.

1 ГОСТ на обычные, ведущие и утяжеленные бурильные трубы, общее их описание

Под бурением понимают разрушение горной породы при помощи специального инвентаря и техники. В качестве спецоборудования при этом выступают трубы для бурения (ТБ), замки особой конструкции для них, буровые штанги. Такие приспособления, в частности трубы, используются достаточно широко в современной промышленности.

С их помощью можно подводить к забою промывочную жидкость либо сжатый воздух, поднимать наверх разрушенную породу, передавать требуемое вращение инструменту и формировать осевую нагрузку на него.

Ключевой особенностью всех труб, используемых для бурения, является то, что их соединение между собой производится при помощи замков особого типа, оснащенных замковой резьбой. Сам процесс изготовления таких трубных изделий регламентируется рядом Технических условий и Государственных стандартов:

ГОСТ Р 51245–99;
ГОСТ 23786–79;
ТУ 1–2–365–81;
ГОСТ Р 50278–92;
ТУ 1321–205–00147016–01;
ТУ 14–161–175–98;
ТУ 39.0147016–63;
ТУ 14–3р–29–2007;
ТУ 14–162–13–95;
ЭСБТМ – 42;
ЭСБТМ – 50;
ЭСБТМ – 63,5;
ЭСБТМ – 73.

Повышения прочностных характеристик труб для бурения добиваются путем утолщения их концов. Изготавливаются такие изделия посредством приваривания к концам (их называют высаженными) тела трубы муфты и ниппеля замкового соединения. В процессе производства каждая его стадия контролируется, что связано с необходимостью обеспечения максимально высокой точности готовой продукции. Такая система контроля является гарантией соответствия заданных параметров и уровня качества строгим требованиям ГОСТ.

Кроме того, описываемые нами трубы должны обладать надежной защитой от коррозии, обусловленной воздействием климатических (природных) факторов. Высоких антикоррозионных показателей добиваются нанесением на изделия бесцветного специального лака или других консервационных покрытий. А качественная защита замковой резьбы обеспечивается использованием предохранительных металлических деталей и антикоррозионной консистентной смазки.

2 Размеры и диаметр бурильных труб ТБПК, ТБН, ТБВ и других их видов

Трубы, о которых мы говорим, согласно стандартам, выпускаются со следующими величинами:

от 7,1 до 10,5 мм – толщина стенок;
от 60,3 до 139,7 – диаметр (внешний);
длина: 11,5 м для изделий сечением от 114 до 168 мм, 11,5, 8 и 6 м для изделий с других диаметров.

Сопротивление (временное) разрыву в них может колебаться в пределах 650 – 1100 МПа, а предел текучести – 380–1000 МПа.

Классификация ТБ осуществляется по нескольким признакам. Например, по тем тонкостям, которые имеют готовые изделия, по материалу, из которого они производятся (горячекатаные листы либо алюминиевые сплавы). По особенностям конструкции трубы для выполнения бурильных работ бывают:

ТБН – с наружными концами;
ТБВ – с внутренними концами;
ТБНК – со стабилизирующими поясками и концами высаженными наружу;
ТБВК – с поясками и концами высаженными внутрь;
ТБПН, ТБПВ, ТБПК – с приваренными замками;
АБТ (либо ЛБТ) – отдельная группа изделий, изготавливаемых из сплавов алюминия.

Читайте также:

Из чего сделать пол в погребе?

Для бурения скважин большой глубины рекомендуется использовать трубы с приваренными замками и со стабилизирующими поясками, вертикальных неглубоких скважин – изделия с внутренними и наружными концами, а также с замками. Последние обычно используются и при обустройстве направленных по наклонной скважин, и тогда, когда применяются забойные двигатели для проведения работ.

Здесь хочется отметить, что при выполнении работ с указанными двигателями очень часто используются легкосплавные ТБ. Они имеют меньшую прочность, нежели стальные изделия, но при этом характеризуются и некоторыми особыми свойствами, которые не в состоянии обеспечить их металлические собратья. Например, ЛБТ являются диамагнитными. За счет этого не нужно поднимать колонны из скважины, чтобы замерить ее азимутальные и зенитные углы.

Кроме того, изделия, изготавливаемые из алюминиевых листов, допускается погружать на большие расстояния, чем стальные. Также внутренняя поверхность труб из сплавов алюминия имеет малую шероховатость, что обуславливает меньший показатель гидравлического сопротивления в них. Заметим, что такие изделия не эксплуатируются в тех случаях, когда в скважинах присутствует раствор (буровой) с величиной рН более 10 единиц, а также при температурах более +150 градусов Цельсия.

3 Как чаще всего классифицируются трубы для бурения?

Как правило, их делят на три большие группы – утяжеленные, ведущие и обычные. Именно такая классификация считается общепринятой и понятной всем специалистам, имеющим отношение к бурильным изделиям.

Обычные трубы делают из стальных сплавов либо из сплава Д16Т на основе алюминия. Такая продукция характеризуется поперечным круглым сечением, наличием внутренних высадок на концах, стальных навернутых замков либо полузамков с крупной конической резьбой, толщиной стенки от 4,75 до 11 миллиметров. Нередко обычные ТБ имеют утолщенные концы (это увеличивает показатель их плотности). Распространенные диаметры таких изделий – 129 мм, 147 мм, 114 мм.

К ведущим трубам относят конструкции, монтируемые в верхней части колонны. Они описываются многогранным сечением (4–8 граней), используются для передачи вращения от вращателя агрегата для бурения всей колонне. Обязательным атрибутом ведущих ТБ является наличие на их концах внутренней, комбинированной или наружной высадки, необходимой для утолщения изделий.

Передачу продольного и вращательного усилия на установку, которая разрушает породу при бурении, обеспечивают утяжеленные трубы (УБТ), имеющие в поперечнике круглое либо квадратное сечение. Другая их функция – увеличение уровня жесткости нижнего участка колонны (она находится в постоянно сжатом состоянии) во время бурения нефтяных и газовых скважин.

Между собой такие изделия соединяются резьбой, стенка УБТ может иметь толщину 16–89 миллиметров, используются они для работы на глубинах не более 2,5 тысяч метров в несложных с геологической точки зрения условиях. Диаметр (наружный) УБТ варьируется в пределах 79–279 мм. Внешне они представляют собой цилиндрические конические трубы с внутренней и наружной резьбой (опять же таки конического типа).

Существуют и специальные виды утяжеленных труб с проточками, спиральными канавками и твердыми наплавами снаружи. Их, как правило, монтируют в самой нижней части агрегата для бурения, где отмечается максимальная нагрузка на систему. По этой причине УБТ данного подвида имеют укороченную длину и большую толщину стенки, что позволяет установке выдерживать повышенное давление.

Добавим, что все трубы, используемые для бурения, производятся бесшовными (именно такие изделия гарантируют наибольшую прочность при больших нагрузках). Зона сварного шва у них обязательно проходит процедуру закалки. А само сварное соединение в обязательном порядке испытывается на изгиб и на качество шва.

Бурильные трубы: их виды, характеристики и применение в скважинах различного назначения

В современных условиях бурения передача вращения от бурового станка к породоразрушающему инструменту (долото, коронка) осуществляется при помощи тонкостенных стальных бесшовных бурильных труб (штанг). Кроме передачи вращения бурильные трубы обеспечивают также передачу осевого давления на забой и подвод промывочной жидкости к забою скважины.

Рис. 1. Бурильные трубы.
а — ниппельного соединения; б — муфтово-замкового соединения; в — ниппельно-замковое соединение в собранном виде.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В процессе бурения скважины трубы испытывают сложные напряжения. Нижняя часть бурильной колонны, равная примерно 100 м от забоя, под влиянием вращения и осевых нагрузок работает в наиболее тяжелых условиях. Она испытывает напряжения продольного изгиба, кручения и сжатия. Верхняя же часть бурильной колонны испытывает напряжения растяжения и изгиба. Напряжения изгиба в нижней части колонны возникают в результате совместного действия продольной силы сжатия от осевой нагрузки и поперечных центробежных сил инерции. Учитывая тяжелые условия работы бурильных труб в скважине, они должны изготавливаться из материала высокого качества.

По целевому назначению трубы разделяются на бурильные, имеющие правую резьбу на концах, и ловильные с левой резьбой, применяемые для ликвидации аварий и осложнений в скважине. Наличие левой резьбы допускает развертывание оставшегося в скважине инструмента на отдельные звенья и извлечение его по частям.

В геологоразведочном бурении применяют бурильные трубы с наружным диаметром 33,5; 42; 50; 63,5 и 73 мм.

Трубы бурильные, соединяемые муфтами, имеют коническую наружную резьбу муфтового соединения, а трубы, соединяемые ниппелями, — внутреннюю резьбу ниппельного соединения.

Трубы изготовляются из стали марок 36Г2С и Д. Толщина стенки трубы во впадинах резьбы должна быть: для труб диаметром 33,5 мм — не менее 2,2 мм 42 мм — не менее 3,9 мм; 50 мм — не менее 3,6 мм.

Бурильные трубы ниппельного соединения применяются при алмазном бурении. При соответствующем подборе диаметра труб и диаметра алмазной коронки обеспечивается минимальный (при существующих стандартах) зазор между бурильной колонной и стенками скважины. Такое соотношение диаметров обеспечивает успешное применение антивибрационной смазки и виброгасящих эмульсий при форсированных режимах алмазного бурения, например, бурильные трубы диаметром 50 мм ниппельного соединения и коронка диаметром 59 мм.

У бурильных труб муфтово-замкового соединения отдельные трубы соединяются в свечй при помощи муфт и ниппелей, а свечи в колонну при помощи замков. Замки, будучи более прочным звеном по сравнению с обычными ниппелями, значительно повышают сопротивление скручиванию в соединениях бурильных труб и, обладая большим внутренним диаметром, чем ниппели, приводят к уменьшению гидравлических сопротивлений движению промывочной жидкости.

Утяжеленные бурильные трубы УБТ . Утяжеленные бурильные трубы предназначены для создания нагрузки на забой при бурении станками вращательного типа. При наличии УБТ в составе инструмента бурильная колонна работает только на растяжение, не давая вибрации под действием продольного изгиба, что обеспечивает, в свою очередь, равномерную и высокопроизводительную работу породоразрушающего инструмента при высоком числе оборотов последнего. Кроме того, при бурении в породах, вызывающих значительное отклонение ствола от заданного направления (искривление скважины), УБТ , являясь жестким направлением сравнительно большой длины и веса, предупреждают возможность искривления скважины.

Утяжеленные бурильные трубы изготовляются из толстостенных трубных заготовок с высаженными концами из стали марок 36Г2С или 40Х под маркой УБТ -У или из проката круглого профиля стали марки 40Х с засверленным каналом для прохода промывочной жидкости марки УБТ -С.

Трубы марки УБТ -У диаметром 73 и 89 мм имеют наружную и внутреннюю высадки концов, а трубы диаметром 108 мм — только внутреннюю высадку с одного конца, со стороны наружной резьбы (ниппеля). Трубы имеют на ронцах коническую замковую наружную и внутреннюю резьбу и соединяются непосредственно «труба в трубу».

Уход за бурильными трубами. Для полноценной и продолжительной работы бурильных труб рекомендуется соблюдать следующие правила.
1. Сборку бурильных труб в комплект следует производить из труб одной марки и одинаковой степени износа.
2. Перед завертыванием замков или муфт нужно внимательно осмотреть резьбу, очистить и смазать ее.
3. Бурильные трубы со значительной кривизной, механическими пороками и изношенные по наружному диаметру трубы более чем на 2 мм, следует отбраковывать.
4. С целью равномерного износа бурильных труб нужно работать ими в определенной последовательности, разбив их на под-комплекты с последующим поочередным включением в бурение.
5. Комплект бурильных труб должен иметь паспорт, в который заносятся сведения об их работе с указанием пробуренного метража.
6. После ликвидации аварии или осложнения следует рассортировать бурильные трубы по их качественному состоянию.
7. При долговременном хранении бурильных труб и замков нужно смазать их отработанным маслом, а резьбу — солидолом.
8. Необходимо следить за целостью бурильных труб при погрузке, перевозке и выгрузке, предохраняя их от ударов, вмятин, изгибов. Категорически запрещается использование труб в качестве ваг или подкладок под механизмы или тяжелые детали.
9. Комплекты левых бурильных труб должны иметь особую маркировку и храниться отдельно от рабочих комплектов.

Рис. 2. Утяжеленные бурильные трубы УБТ -У.
а — труба диаметром 73 мм, б — труба диаметром 89 и 108 мм.

Бурильные трубы, касаясь стенок скважины при вращепии, с течением времени изнашиваются по наружной поверхности. При этом износ происходит неравномерно как по длине труб, так и по их окружности. Наибольший износ наблюдается в трубах ниппельного соединения при бурении в твердых абразивных породах, например в песчаниках. Односторонний износ труб часто является причиной их поломки в процессе бурения, что нередко приводит к затратам значительного количества времени и средств на ловильные работы. С целью повышения износостойкости бурильных труб заводы применяют для их изготовления стали марки 36Г2С, а производственные организации производят закалку поверхности труб токами высокой частоты ( ТВЧ ). В результате термической обработки бурильных труб ТВЧ твердость стали по шкале Роквелла увеличивается почти в 4 раза. Опытом бурения трубами, обработанными ТВЧ , установлено, что срок их службы повышается на 30—40% по сравнению с обычными.

Бурильные трубы служат для спуска бурового снаряда в скважину, обеспечения промывки или продувки ее забоя, передачи вращения породоразрушающему инструменту с поверхности от вращателя станка, передачи осевой нагрузки на забой скважины, подъема бурового снаряда из скважины, транспортировки керна, съемных керноприемников и ликвидации аварий.

Бурильные трубы испытывают в скважине различные напряжения: во время спуска бурового снаряда подвергаются растяжению (особенно в верхней части колонны); в процессе бурения они одновременно подвергаются скручиванию, изгибу, растяжению в верхней и сжатию в нижней частях колонны, вибрационным нагрузкам; при подъеме бурового снаряда, особенно если он заклинен в скважине, они испытывают большие растягивающие усилия, иногда приводящие к обрыву бурильных груб. Кроме того, в процессе вращения бурильные трубы и их соединения подвергаются износу по наружной поверхности, а при спуско-подъемных операциях изнашиваются резьбы, с помощью которых колонна разбирается и собирается в свечи.

Рис. 1. Бурильная труба муфтово-замкового соединения:
а — труба; б — муфта

Рис. 2. Легкосплавные бурильные трубы:
а — ЛБТМ -54: 1 — замок; 2 — труба; 3 — муфта; б — ЛБТН -54: 1 — ниппель типа А; 2 — труба; 3 — ниппель типа Б

Рис. 3. Бурильный замок:
а — ниппель; б — муфта

Бурильные трубы выпускаются как с правой, так и с левой резьбой. Последние применяют при ликвидации аварии и при левом вращении снаряда для уменьшения интенсивности естественного искривления скважин.

По типу соединений бурильные трубы для геологоразведочных работ подразделяются на:
а) трубы бурильные муфтово-замкового соединения;
б) трубы бурильные ниппельного соединения;
в) трубы бурильные, соединяемые непосредственно «труба в трубу».

Бурильные трубы муфтово-замкового соединения, стальные бесшовные, имеют высаженные внутрь (утолщенные) концы для увеличения прочности в местах соединений. Высадка концов труб должна производиться в заводских условиях, после высадки трубы подвергаются термической обработке. Трубы имеют наружную коническую резьбу.

Муфты предназначены для соединения труб в бурильные свечи и имеют внутреннюю коническую резьбу. Размеры бурильных труб и муфт в миллиметрах приведены в табл. 40. Длина муфтово-замковых труб диаметром 42 и 50 мм— 1,5; 3,0 и 4,5 мм, диаметром 63,5 мм — 3,0; 4,5 и 6,0 м; допуски по длине от +100 до —50 мм.

Легкосплавные бурильные трубы разработаны СКВ ВПО «Союзгеотехника» двух типов: муфтово-замкового ЛБТМ -54 и ниппельного ЛБТН -54 соединений.

Бурильные замки для соединения между собой бурильных свечей из труб диаметром 50 мм изготавливают по ГОСТ 7918—75. Замок состоит из ниппеля и муфты, соединяемых между собой как правой, так и левой замковой резьбой.

По заказу производственной организации муфты замков могут изготовляться с кольцевой проточкой вместо прорезей «под ключ» со стороны замковой резьбы. Размеры проточки — ширина 55 м, диаметр 50 мм (при диаметре замка 65 мм).

В соответствии с Техническими условиями Министерства геологии СССР изготавливаются замки 3-42- ТВЧ (ТУ 41-01-309— 77) с индукционно закаленной замковой резьбой, предназначенные для соединения геологоразведочных бурильных труб. Основные размеры замков 3-42- ТВЧ следующие:

Рис. 4. Ниппели:
а — тип А; б — тип Б

Ниппели служат для соединения бурильных геологоразведочных труб в свечи и свечей в колонны выпускаются двух типов:
А — с наружной резьбой на обоих концах; Б — с наружной резьбой на одном конце и внутренней на другом.

Ниппели каждого типа должны изготавливаться как с правой, так и с левой резьбой.

Бурильные колонны стандартного ниппельного соединения не нашли широкого применения из-за разрушения резьбы ниппелей при использовании труборазворотов.

При алмазном бурении наибольшее распространение получили комбинированные колонны бурильных труб, т. е. колонны труб диаметром 50 мм с замками диаметром 57 мм, причем в соединении с трубой используют трубную или цилиндрическую резьбы. Такие колонны позволяют уменьшить зазор между трубами и стенками скважины, улучшить условия работы бурового снаряда и, следовательно, повысить частоту вращения. Для комбинированных колонн выпускаются специальные заготовки труб с увеличенной толщиной стенки высаженных концов (ТУ 14-3-549—76). Еще более благоприятные условия работы бурового снаряда обеспечиваются при использовании легкосплавных труб ЛБТН -54 и стальных СБТН -54 ниппельного соединения. Согласно нормали ОН 41-1—68 разработаны и приняты к серийному производству аналогичные трубы ЛБТН -42 и СБТН -42, ЛБТН -68 и СБТН -68. Для предохранения цилиндрических резьб от разрушения труборазворотом в соединении предусмотрены специальные цилиндрические пояски, исключающие перекос резьбовых деталей при свинчивании. Бурильные трубы, соединяемые по принципу «труба в трубе», используются при бурении комплексами технических средств ССК -76, ССК -59, ССК -46, обеспечивающих подъем керна с помощью съемных керноприемников. В этих трубах используется коническая резьба конусностью 1:32.