Бурильные трубы: особенности и применение

Бурильные трубы: особенности и применение

Трубы в современной жизни используются повсеместно, а в некоторых отраслях просто нельзя обходиться без них. Однако существуют такие области их применения, которые нуждаются в подобных изделиях специфической конструкции. Именно поэтому бурильные трубы очень легко отличить от обычных материалов данного типа.

Любительское фото готовых изделий подобного типа в специальной упаковке, предназначенной для транспортировки

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.

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.

Виды и характеристики бурильных труб

Бурильные изделия разделяют по типу конструкции на:

1. Цельные. При производстве таких изделий используется монолитная заготовка с утолщениями на концах. Такие элементы подвергаются сначала термическому закаливанию, а затем обрабатываются механическим путём.
2. 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.

Элеваторы

100, 150, 175, 250, и 350-тонные элеваторы для бурильных труб BNC успешно работают в самых жестких условиях нефтяных месторождений. Эти новые инструментальные средства проверены в деле рабочими буровых бригад, подтвердившими их высокое качество и надежность. Они просты в эксплуатации и обслуживании, имеют прочную конструкцию. При подъеме и запирании требуется на 1/3 меньше усилий, чем у других элеваторов. Подвесной угол наиболее удобен для надевания на трубу как рабочим на полу буровой вышки, так и верховым рабочим.

Для гарантии качества каждый элеватор испытывается на отрыв с нагрузкой, превышающей в 1.5 раза номинальную, а перед отгрузкой проходит магнитопорошковую дефектоскопию. Элеваторы серии BNC применяются с бурильными трубами наружным диаметром от 2 3/8 до 5 дюймов с наклоненными на 18 градусов бурильными замками. Внутренняя поверхность элеватора закалена с нагревом токами высокой частоты для обеспечения его максимальной прочности и долгой службы.

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 ↑

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).

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.

Описание и особенности агрегата

Востребованностью в промышленном секторе пользуется гидравлический резьбонакатный станок. Его область применения — обрабатывание округленных поверхностей, например, шпилек. В результате воздействия создаются различные резьбовые плоскости. Если углубляться в частный случай, то применяют резьбонакатный станок для труб. Обработка (накатка) выгодно отличается от нарезания, так как деталь обладает высококачественными характеристиками и экономно возделывает металл.

Станок для накатки резьбы DJY

Гидравлические резьбонакатные системы производственной серии JDY имеют рабочие валы с одной мобильной шпиндельной бабкой. Они применяются для резьбовой накатки и профилей на целостных болванках. Давление накатки в устройствах этой серии варьируется в пределе 4-40 тонн. Если потребитель нуждается в большей нагрузке на обрабатываемое изделие, то по заказу производитель пересмотрит максимально возможные параметры наката.

Несущая станина резьбонакатного станка модели JDY спроектирована с использованием способа конечных компонентов. Путем совмещения литой, а также сварной формы приобретается предельно возможная жесткость, но при этом область для работы свободна для оператора оборудования.

Ходовой шпиндельный узел металлообрабатывающего станка передвигается по роликовым опорам качения. Установка предназначается для накатки резьбового соединения радиальным способом, иногда его называют врезным вариантом. Длина рабочих роликов характеризуется превышением протяженности создаваемой резьбы на незначительное расстояние. Подобное оснащение работает в нескольких режимах: с плоскими плашками, эксплуатацией без отведения резьбонарезной головки на упоре, наладочном, в полу- и автоматическом порядках.

Технические характеристики некоторых моделей станков с ЧПУ фирмы JDY сведены в таблицу:

Полный технический паспорт рассматриваемых моделей резьбонакатных станков можно найти на просторах Интернета.

Муфты для обсадных труб

Муфты предназначены для соединения обсадных труб при строительстве и эксплуатации вертикальных скажин на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях

• Муфты с резьбой ОТТГ
• Муфты с резьбой ОТТМ
• Муфты с резьбой Батресс
• Оставить заявку

Предлагаем широкую номенклатуру муфтовых соединений с наиболее распространенными видами резьбы: ОТТМ, ОТТГ и Батресс. Муфты выпускаются в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 632-80, ГОСТ Р 53366-2009. Профиль резьбы имеет вид неравнобедренной трапеции с шагом 5,08 мм и конусностью 1:16. Закладная сторона выполнена под углом 10°, что обеспечивает легкую посадку трубы в муфту и уменьшает заедание резьбы. Опорная сторона профиля имеет угол 3°, что снижает риск выхода резьбы трубы из зацепления с резьбой муфты при растяжении и изгибе

Муфты с резьбой ОТТГ

Муфты с резьбой трапецеидального профиля обеспечивают высокогерметичное соединение обсадных труб. Газогерметичность соединения обеспечивается специальными коническими уплотнительными поверхностями, расположенными за резьбой со стороны меньших диаметров резьбовых конусов и сопрягаемых между собой с натягом. В соединении предусмотрен контакт по внутренним упорным торцам, точно фиксирующий заданный натяг при закреплении соединения

Муфты с резьбой ОТТМ

Герметичность муфтовых соединений с резьбой ОТТМ обеспечивается давлением резьбоуплотнительной смазки в конструкционных зазорах профиля резьбового соединения. Возможно изготовление резьбового соединения с уплотнительным кольцом из фторопласта, расположенным в муфте для обеспечения большей герметичности

Муфты с резьбой Баттресс

Несмотря на одинаковый профиль резьбы муфты с резьбой Батресс и с резьбой ОТТМ не взаимозаменяемы из-за различной длины. Как и у муфт с резьбой ОТТМ герметичность муфт с резьбой Баттресс обеспечивается за счет давления смазки в зазорах профиля резьбового соединения

За помощью в подборе оборудования для бурения и обустройства скважин обратитесь в отдел продаж завода по телефону или оставьте контактные данные и мы вам перезвоним