Бурильные трубы для чего нужны

07.09.202308.09.2023 admin 0 Comments

Трубы для бурения, Бурильные трубы

Трубы используются для:

транспортировки породоразрушающего инструмента по скважине;

образования нужного вращения и крутящего момента с одновременной передачей осевой нагрузки;

подъема рабочих инструментов со дна скважины на поверхность;

для подачи бурильного раствора, который выполняет функцию охлаждения режущего элемента;

для подводки промывочной жидкости для очистки ствола скважины от выбуренной породы;

создания гидравлической энергии при использовании забойных двигателей.

Трубы для бурения входят в состав бурильных установок.

Соединение труб между собой происходит с использованием высаженных замков с крупной замковой резьбой, имеющей значительную конусность.

Такая резьба позволяет производить свинчиание-развинчивание за несколько оборотов, а напряженный контакт торцевых поверхностей обеспечивает герметичность соединений.

В местах высадки трубы утолщены внутренними, либо наружными высадками, что увеличивает их прочность.

Бурильные трубы характеризуются низкой усталостной прочностью на знакопеременные нагрузки, что обеспечивает их длительную и безаварийную работу.

Для предотвращения коррозии бурильные трубы должны покрываться консервационным покрытием (бесцветным лаком), а резьбы смазываться антикоррозионной смазкой и закрываться защитными колпаками.

Наиболее распространены типоразмеры труб 89, 114, 127, 146 и 168.

Различают обычные, утяжеленные и ведущие буровые трубы:

Для ускорения работ по спуску-подъему бурильной колонны трубы могут быть соединены в свечи до 3 ед.

Выпускают 2 конструкции труб:

цельные из кованой заготовки с утолщенными концами и термической и механической обработкой по всей длине;

сборные из горячекатаной заготовки с переводниками, навинчиваемыми на концы трубы, аналогично бурильному замку.

Источник

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:

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.

Источник

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.

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:

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:

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

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.

Процесс установки пластиковых обсадных труб

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

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:

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 ↑

Источник

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

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

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:

Легкосплавные

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:

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.

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.

Источник

Труба бурильная ГОСТ 7909-56. Размеры бурильных труб. Трубы буровые размеры

Для бурения скважин применяются особый тип труб с высокими прочностными характеристиками

Особенности бурильных труб

По материалу изготовления бурильные трубы бывают двух типов.

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.

Бурильные трубы из стали — самый распространенный вид подобных изделий

Систематизация

Бурильные трубы разделяются по нескольким признакам:

Ведущие трубы отличаются многогранным внешним сечением – с 4-мя, 6-ю или 8-ю гранями. Но отверстие в них выполняется традиционной цилиндрической формы. В функции ведущих элементов входит передача вращательного движения колонне от буровой установки. Они являются соединительным звеном между механизмом и рядовыми трубами, поэтому всегда устанавливаются в верхней части. Такие изделия вполне можно отнести к одному из элементов бурильной машины.

Утяжеленные трубы создают дополнительное усилие, что содействует более быстрому и качественному бурению скважин. Они устанавливаются в нижней части буровой колонны. На концах труб располагается коническая резьба, а на наружной поверхности нередко делаются канавки в виде спирали или наплывы из твердосплавных металлов.

Благодаря утяжеленным трубам, скважины занимают точное проектное положение с минимальными отклонениями по вертикали.

Обычные трубы являются самостоятельными элементами, поэтому считать их частью оборудования будет ошибкой. Никаких особенностей у них, кроме наличия замков с двух сторон, нет. Их длина и диаметр никоим образом не зависят от модели буровой установки. Параметры определяются, исходя из глубины скважины и ее назначения.

Стыковочные соединения труб бывают: