БУРИЛЬНЫЕ И ОБСАДНЫЕ ТРУБЫ
В механическом вращательном бурении — основном способе выполнения буровых работ в настоящее время — трубы являются одним из главных элементов технологической системы.
Через колонну бурильных труб на забой скважины подается механическая энергия в виде вращения и осевой нагрузки, очистной агент для очистки забоя от шлама выбуренных пород и для охлаждения породоразрушающего инструмента. В некоторых технологиях колонна бурильных труб используется также для транспортировки на поверхность вещественных керновых и керно-шламовых проб.
Колонны обсадных труб используется для крепления неустойчивых интервалов разреза, изоляции проницаемых толщ, разобщения различных водоносных горизонтов, а также для подъема на поверхность из продуктивных пластов различных жидких и газообразных полезных ископаемых методом выщелачивания. Кроме того, колонны обсадных труб служат для закачивания в зону выщелачивания активных рабочих жидкостей.
Поэтому требования к механической прочности и надежности труб, их устойчивости к неблагоприятным разрушающим факторам весьма высоки. В табл. 10.1 представлены основные характеристики материалов, применяемых для изготовления бурильных и обсадных труб.
Обычные конструкционные стали (Сталь марки 45) применяются для изготовления малоответственных элементов колонн бурильных и обсадных труб, предназначенных для работы в относительно простых условиях. Основные материалы для изготовления труб — легированные хромникелевые и марганцовистые стали, характеризующиеся высокой износостойкостью и ударной вязкостью. Специальные легкосплавные трубы, предназначенные для бурения глубоких скважин изго-
|
Характеристики материалов, применяемых для изготовления бурильных и обсадных труб
|
тавливаются из алюминиевого сплава, имеющего пониженную плотность.
Эксплуатационные возможности бурильных и обсадных труб определяются не только свойствами материалов, из которых они изготавливаются — большое значение имеет конструктивное исполнение колонн. В настоящее время применяется несколько типов конструкций бурильных и обсадных труб. Разнообразие конструкций обусловлено тем, что разные варианты реализации технологии механического вращательного бурения предъявляют к трубам различные, трудносовместимые в одной конструкции требования. Так технологии, использующие интенсивный поток очистного агента (твердосплавное, шарошечное бурение) требует обеспечения постоянства внутреннего диаметра по длине всей колонны бурильных труб — иначе резко возрастают местные гидравлические сопротивления и, как следствие, возрастают нерациональные потери мощности и ухудшается режим работы инструмента на забое. Технология алмазного бурения, основанная на высоких частотах вращения снаряда и ограниченной интенсивности потока очистного агента, наоборот, требует от колонны бурильных труб постоянства наружного диаметра и минимального зазора между стенками скважины и колонной бурильных труб — иначе возникающая в процессе бурения вибрация резко ухудшает все показатели бурения. Требования к колоннам обсадных труб также существенно отличаются в зависимости от назначения и условий эксплуатации.