Труба буровая что это
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.
Все про буровые трубы: виды, характеристики, особенности
Буровая труба — длинный пустотелый предмет, круглого или квадратного профиля различного диаметра, предназначенные для обустройства буровой колонны.
Трубы для буровых установок, являются многофункциональным устройством и кроме вышеназванной функции выполняют следующие виды операций:
Также для усиления внутренних стенок скважины, с целью предотвращения завалов, используются — буровые обсадные трубы.
Техническое устройство буровой трубы
Конструкция бурильной трубы состоит из трех основных деталей:
Названные замковые детали присоединяются посредством сварки или резьбы на противоположных ее концах. И служат для последовательного соединения отдельных труб в единую систему, в так называемую буровую свечу.
Надежность трубного соединения обеспечивает, внутренняя резьба на ниппеле и внешняя на замковой муфте. Применяются буровые и обсадные трубы не только для промышленной добычи нефти и газа на крупных месторождениях, но и в геологоразведке, народном хозяйстве (бурение и подъем воды из артезианских скважин). Для обустройства автономного водного обеспечения дачных (загородных) участков через, опять же бурение скважин.
Отвлеченная от основной темы информация. С наступающего нового года, бурение скважин на личных земельных участках граждан, ранее бывшее бесплатным. Облагается налогом и является преследуемым по принятому закону, преступлением. Все, как уже существующие, так и новые скважины, подлежат обязательному государственному лицензированию.
Классификация бурильных (обсадных) труб для буровой установки
Являясь одним из основных составных элементов буровой установки, представляющей собой сложный технический и технологический комплекс, буровые трубы (в дальнейшем БТ) классифицируются по следующим группам:
Обычные БТ, изготовленные из стали по государственным стандартам (ГОСТ) или алюминиевых сплавов. Данный тип труб имеет круглое сечение с толщиной стенок от 7.5 (минимальное значение) до 11 миллиметров. Соединение отдельных фрагментов труб в свечу, производиться через бурильный замок с крупной резьбовой нарезкой по конусу. Для увеличения надежности и прочности соединений, концы БТ имеют утолщения.
Ведущие буровые трубы. Верхняя часть буровой колонны. Передающая вращательный момент от двигателя через специальную систему деталей и механизмов, всю буровую штангу и не посредственно к бурильной насадке. При многогранном сечении трубы толщина ее стенок изменяется от 23.5 мм до 89.5 миллиметров. Окончания ведущей БТ утолщены комбинированными, либо внутренними (наружными) — высадками.
Бурильные трубы утяжеленные. Нижняя часть бурильной колонны круглого или квадратного профильного сечения. С толщиной стенок от 16 до более 50 мм. Увеличивает жесткость сдавленных частей буровой колоны и передает необходимую для разрушения встречной породы нагрузку на бур.
Вес обсадных и буровых труб
Вес труб для буровой установки зависит от нескольких определяющих ее типоразмер параметров и дополнительных элементов в виде высадок. А именно:
Более подробную информацию о весе буровых труб каждого вида, а также марках стали и алюминиевых сплавов из которых они изготавливаются можно найти в специальных справочниках ГОСТа.
Требования, предъявляемые ГОСТ к бурильным обсадным трубам и штангам
Государственный стандарт, это свод нормативов и требований предъявляемый ко всем строительным материалам, промышленному оборудованию и инструментам для всех направлений производства.
Буровые трубы для скважины имеют несколько качественных стандартов по материалам изготовления и назначению.
Общие нормативные требования для обсадных и буровых труб для бурильных установок, выглядят следующим образом:
Также особое внимание уделяется нормам закалки замковых соединений для буровых труб. И резьбовым соединениям.Главным стандартом для резьбы, является ее выполнение по форме конуса. По сравнению с цилиндрической резьбой, такой вид нарезки обладает такими достоинствами, как более высокий уровень герметичности соединения.
При закручивании задействовано меньшее количество витков (оборотов), что увеличивает прочность и надежность соединения, которое в свою очередь, увеличивает скорость процесса буровых работ.
Также при этом достигается минимально возможный износ замковых ниппелей и муфт.
Исключается возможность неправильного соединения (перекосов) при закручивании.
Все про бурильные трубы: ГОСТ, размеры, характеристики
Типы бурильных труб
Типология бурильных труб известна любому практикующему специалисту, однако особенности и нюансы каждого вида инструмента порой может пригодиться каждому. Как известно, бурильная труба представляет собой трубную заготовку, снабженную с обеих сторон присоединительными концами с резьбой. Именно тип соединения лежит в основе первого типа классификации.
Основные типы бурильных труб по виду соединения представлены следующим набором:
Изготовление бурильных труб производится из стали различных марок или легких металлических сплавов, что служит одним из критериев классификации. Стальные бурильные трубы могут изготавливаться из сталей марок Д, К, Е, Л, М, Р, Т. В качестве разновидностей этой группы оборудования выделяются стандартные и утяжеленные бурильные трубы. Последний тип применяется с целью увеличения массы и повышения жесткости конструкции бурильной колонны и также имеет два варианта исполнения.
Типы УБТ включают горячекатанные и сбалансированные изделия. Первые применяются для работы с гидравлическими забойными двигателями, поскольку в данном случае трубы испытывают меньшую нагрузку: в ходе бурения с применением забойных гидравлических двигателей колонна труб не вращается, изгибающий и реактивный моменты невелики и не достигают критически высоких значений. По сравнению со сбалансированными УБТ горячекатанные изделия отличаются меньшим показателем прочности, предполагают более значительные допуски кривизны, разностенности и овальности.
Легкосплавные бурильные трубы производятся из дюралюминия – сплава алюминия (его процент содержания в составе сплава самый высокий и составляет 93%), меди (примерно 5% от общего количества вещества) и марганца, на который приходится весь процентный остаток (иногда в сплаве может также встречаться железо и магний в незначительных количествах).
Помимо указанных типов бурильных труб выделяются перечни инструмента для конкретных целей применения: так, для колонкового и беcкернового бурения могут использоваться универсальные, утяжеленные и легкосплавные стальные бурильные трубы, а для бурения с гидротранспортом керна – двойные бурильные трубы со стальной или легкосплавной наружной трубой.
Виды и характеристики бурильных труб
Бурильные изделия разделяют по типу конструкции на:
Обсадные трубы
Обсадные конструкции применяют для защиты колонны бурильных труб, укрепления стволов, изоляции ненужных пластов, горизонтов. В зависимости от назначения колонн выделяют конструкции:
Основной критерий, используемый для оценки качества обсадных труб, – это прямизна: конструкции погружаются на тысячи метров вглубь скважины, они не должны иметь перекосов. Диаметр обсадных труб достигает 508 мм.
Классификация бурильных труб
Гост на бурильные трубы устанавливает признаки, по которым изделия подразделяются на виды, регламентирует их типоразмеры. Конструкции классифицируют по сечению стенок, длине, типам применяемых замков. Документ также регламентирует: величину предельных отклонений по оси, параметры механических, температурных, химических нагрузок которые должны выдерживать конструкции.
В зависимости от толщины стенок бурильные конструкции могут быть обычными – с сечением стенки до 5 мм, и утяжеленными – с толщиной металла до 60 мм. Особенность бурильных труб: они могут сращиваться, образуя многометровую трассу. Для этой цели концы труб делают утолщенными и оснащают их бурильными замками. В зависимости от технологии крепления замков конструкции подразделяют на сварные и цельные. Резьбы бурильных труб могут быть правосторонними и левосторонними.
Утяжеленные конструкции – основной инструмент, с помощью которого на рабочий бур передается физическая нагрузка. Эти конструкции выполняются из легированных сталей – хромоникельмолибденовых. Конструкции при изготовлении подлежат термообработке. Могут выпускаться с гладкими стенками; проточенными, с наплавками, со спиральной выработкой.
Благодаря применению утяжеленных труб бурильщики добиваются минимальных отклонений оси ствола от вертикали. Применение УБТ предотвращает перекосы долот и сверл. Для закрепления колонны труб в скважине используют промежуточные опоры.
Бурение глубоких скважин выполняют с помощью легкосплавных труб. Материалом для их изготовления служат цветные металлы, чаще всего алюминий. Эти изделия имеют диаметр 60-140 мм, при толщине металла 7-11 мм.
Применение бурильных труб.
По мере продвижения бурового долота вглубь, требуется добавлять бурильные трубы к буровой колонне. Соединяются трубы при помощи резьбы или специальных замков. Если позволяет ход вращателя, к колонне в забое добавляют сразу несколько, предварительно соединенных между собой труб.
При большой глубине бурения, бурильные трубы соединяются между собой компенсатором, который реагирует на изменения температуры, позволяя трубам расширяться и сжиматься.
Специальным насосом буровой раствор закачивается по бурильным трубам в забой скважины. Насос должен быть такой мощности, чтобы мог продавить буровой раствор в области между колонной и стенками скважины, известные как затрубное пространство. Такая циркуляция жидкости продолжается в течение всего процесса бурения.
Восстановление бурильных труб
Ремонт бурильных труб — восстановление геометрических и физических параметров включает проведение следующих операций:
Трубы в скважинах
При выполнении бурильных работ к вертлюгу первой подсоединяют ведущую трубу: именно ведущая бурильная труба первой принимает и передает вращательное движение. Эти конструкции шестигранного или прямоугольного сечения с резьбой, выполненной по ГОСТ Р 50864. Важную роль при бурении выполняет длина буровой конструкции: от нее зависит предельный размер проходки без удлинения конструкции. Если ведущая труба коротка, возрастает трудоемкость бурения; если слишком длинна, повышаются логистческие и транспортные расходы.
Стыковка труб в колонну осуществляется с помощью бурильных замков, которые состоят из ниппеля и муфты. Замки выполняются с разносторонними резьбами.
Виды замков бурильных труб
Замки классифицируют по ширине проходного отверстия:
Единая сцепленная труба — это бурильная колонна.
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.
Виды буровых труб, характеристики, особенности использования
Одним из элементов бурильных установок являются бурильные трубы, которые обеспечивают соединение между режущим инструментом и приводом оборудования. Посредством труб обеспечивается спуск в скважину, создание необходимого момента вращения и передача усилий, а также передача инструментов из скважины на поверхность.
Кроме того, посредством бурильных труб передается специальный раствор, охлаждающий режущие части оборудования. В данной статье речь пойдет о буровых трубах, их особенностях и применении.
Особенности бурильных труб
Трубы для буровых установок не имеют соединительных швов – крепление деталей обеспечивается за счет специальных замков с резьбой. Бурильные трубы, являющиеся частью колонной конструкции, соединяются специальными ниппелями. Все виды деталей, используемых в бурильных установках, производятся в соответствии с определенными стандартами и нормами. Сами трубы могут иметь квадратное или круглое сечение.
В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды бурильных труб:
Буровое оборудование производится прессовкой. Сырье, которое обрабатывается данным методом, должно предварительно пройти термическую обработку, которая повысит характеристики исходного материала. Для соединения деталей используются замки, отличающиеся достаточно легкой конструкцией.
Для улучшения прочностных характеристик торцевые части деталей утолщаются, в результате чего увеличивается и вес буровой трубы. К крайним участкам трубы сварочным методом крепится специальная муфта и замковый ниппель.
Производственные линии по изготовлению бурового оборудования учитывают все требования, предъявляемые к данным деталям, поэтому на выходе, независимо от группы прочности бурильных труб, получаются качественные элементы, способные выполнять свои функции на протяжении всего эксплуатационного периода.
Важнейшим качеством, которым должно обладать буровое оборудование, является высокая сопротивляемость коррозии. Дело в том, что большая часть деталей постоянно подвергается воздействию влаги, поэтому необходимо свести к минимуму риск разрушения материала. Увеличение стойкости к коррозии достигается за счет специальных обработок. То же самое касается резьбового соединения и других соединительных элементов – все они должны покрываться антикоррозионной смазкой.
Виды буровых труб
Все бурильные трубы делятся на два основных вида:
Еще один способ классификации буровых труб подразумевает их разделение в зависимости от материала изготовления. В качестве базового сырья может выступать сталь или легкие сплавы.
Кроме того, существует классификация, согласно которой выделяются следующие типы деталей:
Обычные буровые трубы
Для изготовления обычных труб может использоваться сталь или сплавы на основе алюминия. Основной отличительной особенностью данного типа труб является круглое поперечное сечение. Толщина стенок данных изделий находится в пределах от 4,75 до 11 мм. Соединение труб возможно за счет использования замков с конической резьбой.
Легкосплавные буровые трубы, которые тоже относятся к данному виду, в большинстве случаев проходит обработку, обеспечивающую повышение прочности готовых изделий. Края деталей имеют утолщение, существенно продлевающее срок службы труб и увеличивающее их функциональность.
Утяжеленные
Для изготовления утяжеленных бурильных элементов используется преимущественно сталь, а сами изделия имеют круглый профиль сечения. Базовый материал представляет собой ковку, которая для упрочнения проходит термическую или механическую обработку. Утяжеленные элементы позволяют передавать на рабочие элементы оборудования большее усилие, для чего и нужна повышенная прочность.
Кроме изделий круглой формы, также применяются утяжеленные трубы с квадратным профилем. Область их применения – это скважины, которые при разработке серьезно искривились. Помимо уже описанных видов сечения профиля, такие изделия могут иметь шестигранное сечение. Утяжеленная буровая труба может быть и ведущей, и в таком случае ее устанавливают над колонной.
Размеры буровых труб данной категории выглядят так: толщина стенки находится в пределах от 16 до 50 мм, а внешний диаметр – от 79 до 279 мм. Стыковка отдельных элементов в общую конструкцию осуществляется посредством резьбового соединения. Каждая утяжеленная труба имеет соответствующую маркировку и используется в обычных условиях эксплуатации. Утяжеленные буровые трубы могут работать на глубине от 2000 до 2500 м.
Учитывая высокую степень нагрузки, которую приходится выдерживать данному типу изделий, их выпускают в более короткой форме по сравнению с остальными видами. Уменьшенная длина позволяет нормально работать в сложных условиях даже тем трубам, которые расположены на самом верху конструкции.
Ведущие
Форма сечения ведущих труб может быть достаточно разнообразной и иметь много граней. Стандартные изделия могут иметь четыре, шесть или восемь граней. Как правило, ведущие элементы располагаются вверху колонны. В отличие от утяжеленных труб, ведущие детали имеют полноценную длину, но и увеличенную толщину – нагрузки достаточно высоки, а оборудование должно их выдерживать. Для увеличения толщины используется внутренняя, внешняя или комбинированная высадка.
Высокая толщина буровых труб обусловлена еще и тем, что бурильное оборудование может работать в достаточно тяжелых условиях. Например, при разработке рассыпчатых горных пород (песка или щебня) скорость износа оборудования крайне высока, поэтому детали очень быстро выходят из строя. Положение ухудшается еще и тем, что под неустойчивыми грунтами может быть достаточно жесткая вода, которая тоже основательно сокращает срок службы бурильных труб.
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.