Конструктивные особенности и характеристика рабочих (ведущих) бурильных труб

Рассматриваемые бурильные трубы подразделяются по материалу:

· стальные бурильные трубы;

· легкосплавные бурильные трубы.

По конструктивному исполнению стальные бурильные трубы сборной конструкции изготовляются следующих типов:

· с высаженными внутрь концами (В);

· с высаженными наружу концами (Н);

· с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками (ВК);

· с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками (НК).

Рис. 1. Бурильные трубы с высаженными внутрь (а) и наружу (б) концами и соединительные муфты к ним.

 

Трубная резьба имеет треугольный профиль с углом при вершине 60°. Трубная резьба непригодна для частого и быстрого свинчивания и развинчивания, недостаточно износостойка. Поэтому соединение и разъединение труб (также колен) в свечи осуществляется с помощью бурильных замков (рис. 2).

Рис. 2. Бурильный замок: а — замковый ниппель, б — замковая муфта.

Бурильные замки состоят из замкового ниппеля (рис. 2, а) и замковой муфты (рис. 2, б).

 На одном конце замковых деталей нарезается трубная резьба для присоединения их к трубе, а на другом — крупная резьба, называемая замковой (рис. 3) для соединения замковых деталей между собой.

Рис. 3.

 

Большая конусность и крупный шаг дают возможность быстрого и многократного свинчивания — развинчивания свечей при СПО, а длина замка обеспечивает возможность перенарезки резьбы при ремонте замка. Коническая резьба имеет натяг и более надежна против самоотвинчивания, в большей мере обеспечивает взаимозаменяемость деталей и компенсирует погрешности нарезки.

Герметичность безупорного соединения трубы с замковой деталью обеспечивается за счет натяга, упругого деформирования витков резьбы и вязкой смазки.

Для соединения труб с высаженными концами применяют замки трех типов: ЗН, ЗШ и ЗУ — соответственно с нормальным, широким и увеличенным проходным отверстием. Замки ЗН предназначены для труб исключительно с высадкой внутрь, а 3Ш и ЗУ — и с высадкой внутрь, и с высадкой наружу в зависимости от диаметра труб.

Диаметр проточного канала в ниппеле замка ЗН в 1,5—2 раза меньше, чем в трубах, что создает повышенные гидравлические сопротивления по сравнению с замками ЗШ и ЗУ.

В целом трубы с высадкой внутрь обусловливают в 1,5—4 раза больше гидравлические потери по сравнению с трубами с высадкой наружу и замками ЗУ. Поэтому рекомендуется применять их только при роторном бурении.

Замки ЗУ в сочетании с трубами с высадкой наружу обеспечивают примерно равное проходное сечение и минимальные гидравлические потери в колонне, благодаря чему пригодны для бурения с гидравлическими забойными двигателями.

Всего принято 7 групп прочности: Д, К, Е, Л, М, Р, Т.

Трубы групп прочности, кроме Л, изготовляют из легированных сталей, подвергают нормализации с отпуском; Л — из углеродистой стали, подвергают закалке с отпуском.

В любом случае прочность материала замка не должна уступать прочности материала трубы.

Рис. 4. 1 – замковая муфта; 2 – замковая резьба типа ЗС; 3 – внутренний упорный уступ; 4 – коническая трапецеидальная резьба типа ТТ; 5 – внутренняя кольцевая выточка; 6 – высаженный конец трубы; 7 – гладкая часть трубы; 8 – замковый ниппель; 9 – конический стабилизирующий поясок.

 

Практика эксплуатации бурильных труб, муфт и замков рассмотренных конструкций показала, что резьбовые соединения имеют недостаточную усталостную прочность и герметичность. Для упрочнения и герметизации этого узла разработаны трубы со стабилизирующими поясками с высадкой внутрь типа ВК и высадкой наружу типа НК с замками к ним соответственно типов ЗШК и ЗУК.

Отличительной особенностью труб и замков данной конструкции является наличие наружного конического стабилизирующего пояска непосредственно за резьбовой частью трубы, внутренних упорных уступов и внутренних кольцевых выточек в деталях замка и применение конической трапецеидальной резьбы типа ТТ.

Часть 1 Билет 29