Что такое бурильная труба?
Бурильная труба — это стальная труба с резьбовыми соединениями на обоих концах, которая соединяет буровую установку с поверхности с буровыми инструментами и компоновкой низа-буровой скважины. Он выполняет одновременно три работы: доставляет буровой раствор к долоту, передает вращение и крутящий момент с поверхности на долото и поддерживает растягивающую нагрузку колонны. Во время бурения труба должна выдерживать высокое внутреннее и внешнее давление, скручивание, изгиб и постоянную вибрацию, а при добыче нефти и газа колонну натягивают и -спускают много раз, поэтому труба также должна быть устойчивой к усталости.
Расположение бурильной колонны
Типичная бурильная колонна собирается сверху вниз в виде: одной ведущей ведущей трубы, секции бурильной трубы, секции утяжеленной бурильной трубы, а затем утяжеленных бурильных труб и долота. Ведущая труба представляет собой квадратную или шестиугольную трубку, которая скользит по поворотному столу и передает вращение струне. Количество соединений бурильных труб зависит от глубины скважины, а количество утяжеленных соединений бурильных труб зависит от конструкции компоновки низа-бурильной колонны. Утяжеленная бурильная труба имеет более толстую стенку, чем стандартная бурильная труба, и расположена над утяжеленными бурильными трубами, чтобы обеспечить плавный переход жесткости.
Конструктивные особенности бесшовных бурильных труб
Бесшовные бурильные трубы изготавливаются методом горячей прошивки и прокатки цельной заготовки, что дает непрерывную волокнистую структуру и лучшую усталостную прочность, чем сварная конструкция. Тело трубы имеет тонкую стенку и небольшой вес на единицу длины, поэтому подъемная нагрузка остается управляемой. Чтобы усилить соединение между телом трубы и замком, оба конца тела трубы высаживаются или утолщаются перед сваркой трением замков.
| Расстроенная форма | Аббревиатура | Где происходит утолщение |
|---|---|---|
| Внутреннее расстройство | МЕ | Внутренний диаметр уменьшен с обоих концов |
| Внешнее расстройство | Евросоюз | Внешний диаметр увеличился с обоих концов. |
| Внутреннее и внешнее расстройство | ИЭУ | И внутри, и снаружи утолщены с обоих концов. |
Высадка обеспечивает дополнительную толщину стенки в месте крепления бурильного замка, благодаря чему резьбовое соединение не является самым слабым местом колонны.
Марки материалов и стандарты
Бесшовные бурильные трубы производятся в соответствии со спецификацией API 5DP, которая определяет четыре распространенных марки по минимальному пределу текучести: E75 при 75 тысячах фунтов на квадратный дюйм, X95 при 95 тысячах фунтов на квадратный дюйм, G105 при 105 тысячах фунтов на квадратный дюйм и S135 при 135 тысячах фунтов на квадратный дюйм. Более высокие сорта выдерживают большую нагрузку при том же весе, но более чувствительны к повреждениям при обращении и требуют более тщательного осмотра. Корпус трубы и замки изготовлены из легированной стали, а замки подвергаются термической обработке до более высокой твердости, чем корпус, для обеспечения износостойкости в месте соединения.
Условия обслуживания и осмотр
Бурильные трубы чаще всего выходят из строя из-за усталости, износа и коррозии или из-за механических повреждений в результате проскальзывания, захвата и обращения. Поэтому надежная программа контроля является частью нормальной работы: проверки размеров, электромагнитный контроль тела трубы, ультразвуковой контроль высадки и области бурильных замков, а также контроль резьбы после каждого рейса или по определенному графику. Труба является объектом многократного использования, и история ее состояния отслеживается, чтобы решить, когда соединения следует вывести из эксплуатации или переместить в места с меньшим-напряжением в колонне.
Приложения
Бесшовные бурильные трубы используются в нефтяных и газовых скважинах, геотермальном бурении, водяных скважинах и горнодобывающих скважинах. При бурении нефти и газа это одна из важнейших частей оборудования на буровой установке, поскольку через нее проходит весь путь нагрузки и контур бурового раствора. Поскольку труба передает вращательную силу ведущей трубы или верхнего привода на долото и утяжеленные бурильные трубы, ее надежность напрямую влияет на скорость и безопасность операции бурения.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Почему бурильные трубы бесшовные, а не сварные?
Бесшовный процесс позволяет получить трубу без продольного сварного шва, что обеспечивает равномерную прочность и лучшую усталостную прочность при переменных изгибающих и скручивающих нагрузках при сверлении. Это важно, поскольку сварные швы являются естественным местом зарождения усталостных трещин.
Q2: В чем разница между бурильной трубой и утяжеленной бурильной трубой?
Утяжеленная бурильная труба имеет более толстую стенку, что обеспечивает больший вес на метр и более высокую жесткость при том же размере бурильного замка. Он размещается над утяжеленными бурильными трубами, чтобы уменьшить переходную жесткость и обеспечить нагрузку на долото с меньшим риском дифференциального прихвата.
В3: Что означают марки E75, G105 и S135?
Цифры представляют собой минимальный предел текучести в тысячах фунтов на квадратный дюйм. E75 выдерживает предел текучести около 75 тысяч фунтов на квадратный дюйм, G105 — около 105 тысяч фунтов на квадратный дюйм, а S135 — около 135 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Более высокие классы позволяют использовать более легкую струну для данной нагрузки, но менее устойчивы к повреждениям.
В4: Почему концы бурильных труб расстроены?
При высадке увеличивается толщина стенок на обоих концах, поэтому замочный замок, сваренный трением, располагается на более прочной секции. Это обеспечивает прочность соединения, близкую к прочности тела трубы или превышающую ее, поэтому резьба не становится слабым звеном.
Вопрос 5: Что является причиной большинства отказов бурильных труб?
Основными причинами являются усталость от вращения при изгибе, коррозия и эрозия внутри и снаружи трубы, а также механические повреждения, такие как порезы, следы от щипцов и повреждение резьбы. Регулярный осмотр и правильное обращение предотвращают большинство неисправностей.
Вопрос 6: Можно ли повторно использовать бурильную трубу в следующей скважине?
Да. Бурильная труба представляет собой трубу многоразового использования, ее обычно проверяют, оценивают и возвращают в эксплуатацию несколько раз. Оставшийся срок службы контролируется путем отслеживания истории проверок и перемещения изношенных соединений в положения с меньшим-напряжением.