Краткая гидравлическая характеристика бурильной колонны
Основу бурильной колонны составляю^ трубы, которые могут быть различными как по конструкции, так и по размерам. Некото^- рыми специфическими особенностями отличаются утяжеленные бурильные трубы (УБТ), из которых, как правило, компонуется низ бурильной колонны, и ведущая труба, при помощи которой колонна соединяется с вертлюгрм.
Трубы, бурильные, изготовляют с высаженными концами, на которых нарезаются резьбы для соединения с бурильными замками (трубы сборной конструкции). Такие трубы должны изготовляться четырех типов:
1) с высаженными внутрь концами (В);
2) с высаженными наружу концами (Н);
3) с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками (ВК);
4) с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками (ВН).
Пока еще наибольшее распространение имеют бурильные трубы первого типа, т. е. с высаженными внутрь концами. Однако наличие внутренней высаженной части значительно ухудшает гидравлическую характеристику таких труб. С точки зрения увеличения надежности резьбовых соединений и уменьшения гидравлических потерь намного лучше трубы с высаженными наружу концами.
Кроме труб сборной конструкции изготовляются трубы с приваренными соединительными концами (замковыми соединениями), имеющие по всей длине равнопроходное сечение и лишенные наружной восьминиточной резьбы. Соединительные концы привариваются к гладкой трубе или к трубе с наружной высадкой. Такие трубы предусматриваются трех типов: первый— гладкие (ТБПГ) для бурения турбобурами; второй — с высадкой наружу (ТБПВ) для бурения турбобурами и роторным способом; третий — для бурения электробурами (ТБПВЭ), он отличается от труб второго типа только конструкцией соединительных концов.
Данные о наружных dH и внутренних dB диаметрах (в мм), а также о толщине стенки б бурильных труб некоторых типоразмеров приводятся (согласно нормали АзНИИбурнефти Н-780—65) в табл. 4.
Как правило, бурильные трубы изготовляют бесшовными из высококачественных углеродистых и легированных сталей. Однако
dn |
в |
*ъ |
Наличие данного диаметра в трубах типа |
6 |
db |
Наличие данного диаметра в трубах типа |
|||||
ТБВК |
ТБНК |
ТБПВ |
ТБВК |
ТБНК |
ТБПЕ |
||||||
6 |
77 |
+ |
114 |
и |
92,3 |
+ |
+ |
||||
89 |
7 |
75 |
+ |
+ |
+ |
||||||
8 |
73 |
— |
— |
+ |
|||||||
9 |
71 |
+ |
+ |
7 |
113 |
+ |
+ |
||||
И |
67 |
+ |
+ |
— |
127 |
8 |
111 |
+ |
— |
+ |
|
9 |
109 |
+ |
— |
+ |
|||||||
10 |
107 |
+ |
1 — |
+ |
|||||||
7 |
87,6 |
+ |
8 |
123,7 |
+ |
+ |
|||||
1П9 |
8 |
85,6 |
+ |
+ |
— |
14П |
9 |
121,7 |
+ |
+ |
— |
9 |
83,6 |
+ |
+ |
— |
10 |
119,7 |
+ |
— |
— |
||
10 |
81,6 |
+ |
+ |
— |
11 |
117,7 |
+ |
+ |
| |
||
7 |
100,3 |
+ |
+ |
8 |
130 |
+ |
_ |
||||
114 |
8 |
98,3 |
+ |
+ |
+ |
1 Afi |
9 |
128 |
+ |
+ |
— |
9 |
96,3 |
+ |
+ |
+ |
10 |
126 |
+ |
+ |
— |
||
10 |
94,3 |
+ |
+ |
+ |
11 |
124 |
+ |
+ |
в последнее время все шире применяют бурильные трубы, выполненные из легких сплавов (ЛБТ). Конструкция ЛБТ, изготовляемых в Советском Союзе, аналогична конструкции стальных бурильных труб типа ТБВК. Однако, будучи изготовленными из дюралюминия марки Д16-7 прессованием, они имеют весьма гладкую внутреннюю поверхность, в силу чего гидравлическая характеристика таких труб оказывается намного выше, чем у труб обычного изготовления.
Укороченные трубы (/=6—8 м) для получения труб нормальной длины (/=11,5—12,5 м) соединяются между собой при помощи муфтовых соединений, а нормальные по длине трубы — при помощи бурильных замков. С точки зрения гидравлической характеристики замковые соединения представляют собой ярко выраженный пример источников потерь на местные гидравлические сопротивления.
В процессе работы колонна бурильных труб испытывает действие различных нагрузок, многие из которых по своей природе являются гидравлическими и термическими. Так, например, давление, возникающее в связи с наличием гидравлических сопротивлений, вызывает усилия, стремящиеся разорвать трубы по образующей; неравномерная подача буровых насосов порождает пульсации бурового раствора, что приводит к созданию вибрационных.
нагрузок, которые, в свою очередь, вызывают продольные колебания бурильной колонны. При роторном бурении бурильная колонна перестает быть прямолинейной и приобретает форму спирали. Вполне вероятно, что изменение формы колонны отразится на величине гидравлических потерь. Однако в настоящее время этот вопрос так же, как и вопрос воздействия на колонну бурильных труб температурных напряжений, еще далеко не изучен. |