Утяжеленная бурильная труба (УБТ) - завершает колонну (внизу), имеет высокую плотность сплава (группы Л, М/G105, S135) и большую толщину стенки для передачи максимальной нагрузки или ударной силы при бурении.

Утяжеленные бурильные трубы применяют для создания нагрузки на долото и повышения устойчивости нижней части бурильной колонны. Общее число таких труб в компоновке бурильной колонны определяется максимальной нагрузкой на долото плюс 25% от последней.

УБТ представляет собой толстостенные бурильные трубы; изготавливаются двух типов: гладкие по всей длине и с конусной проточкой для захвата и удержания колонны в клиньях. Длина их 6, 8 и 12 м. В комплект УБТ входят одна наддолотная труба с внутренней замковой резьбой на обоих концах и несколько промежуточных, имеющих на верхнем конце внутреннюю замковую резьбу, а на нижнем - наружную.

11.Назначение и функции бурильной колонны.

Бурильная колонна – связующее звено между долотом, работающим на забое скважины, или каким–либо участком скважины и наземным оборудованием. Это звено является сложной динамической системой, применяя которую осуществляют углубление скважины и управляют динамикой работы забойных двигателей и долот, управляют динамическими процессами в потоке промывочной жидкости. Функции бурильной колонны: При роторном бурении: весом колонны создается осевая нагрузка на забой скважины и на долото; передается вращающий момент (Мвр) от ротора долоту, причем постоянно в процессе углубления скважины; подается циркуляционный агент для очистки забоя скважины от выбуренной или обвалившейся породы, а также для охлаждения элементов бурильного инструмента, в первую очередь, долота; осуществляются ловильные работы при аварийной ситуации с бурильным инструментом; устанавливаются отклоняющие устройства для искривления оси скважины в заданном направлении; на бурильных трубах опускают испытатели пластов или опробователи, нижние секции обсадных колонн (при ступенчатом цементировании скважины) и хвостовики обсадных колонн; устанавливают цементные мосты в скважине. При бурении с ГЗД выполняются все перечисленные функции, но бурильная колонна вращается периодически, а постоянно колонна воспринимает реактивный момент забойного двигателя. Кроме того, по внутреннему каналу колонны подается энергия потока жидкости для работы ГЗД. При электробурении внутри бурильной колонны секциями монтируется электрокабель, по которому к электробуру подается энергия. При всех способах бурения колонна прямо или косвенно является каналом связи с забоем, при этом осуществляется: механическая связь путем разгрузки части веса колонны на забой и изменения осевых усилий в бурильном инструменте, а также связь по потоку жидкости, движущейся в канале колонны (посылаются импульсы давления, пропорциональные величине какого-нибудь параметра, и улавливаются на 5 устье или забое скважины); связь по электрокабелю (постоянная при электробурении или периодическая); связь, основанная на регистрации параметров вибраций, распространяющихся по колонне или столбу промывочной жидкости (используются импульсы вибраций как технологически обусловленные, так и искусственно наведенные колебания).

---

12. Условия и особенности работы бурильной колонны. Виды нагрузок, действующих на бурильную колонну.

Различные участки бурильной колонны одновременно или в разные моменты времени, в зависимости от вида выполняемых в скважине работ, подвергаются нагрузкам, действующим в различных сочетаниях, таких как:

• 
  растягивающие и сжимающие нагрузки, обусловленные собственным весом колонны и силами трения;
  
• 
  дополнительные растягивающие нагрузки, вызываемые перепадами потерями давления в элементах циркуляционной системы;
  
• 
  внутреннее избыточное давление, создающее разрывающие усилия;
  
• 
  наружное избыточное давление, стремящееся смять бурильные трубы;
  
• 
  изгибающие моменты, обусловленные искривленностью отдельных участков скважины и/или продольным изгибом из-за потери устойчивости труб;
  
• 
  крутящий момент при бурении с постоянным или кратковременнопериодическим вращением бурильной колонны или реактивный момент при бурении без вращения труб;
  
• 
  радиальные (сминающие) усилия при зажиме труб в клиновых захватах.
  

Условия работы бурильных труб и всех других элементов бурильной колонны в процессе бурения и СПО существенно различны.

В процессе подъема бурильной колонны все элементы ее компоновки подвергаются действию растягивающих сил, которые обусловлены действием собственного веса колонны, сил трения, внутреннего избыточного давления и изгибающего момента. Наибольшие осевые растягивающие нагрузки при этом возникают в трубах, расположенных у устья скважины или в начале участка набора зенитного угла, либо в переходных сечениях составной бурильной колонны в начале ее подъема с промывкой после окончания бурения всей скважины или ее характерных участков.

В процессе спуска бурильной колонны трубы обычно испытывают растягивающие нагрузки, но при больших силах сопротивления движению колонны (при больших конечных зенитных

углах) ее нижняя часть на некоторой длине может испытывать также сжимающие нагрузки.

В процессе бурения участки бурильной колонны, расположенные выше σ-нейтрального сечения (т.е. сечения, где нормальные напряжения отсутствуют), подвергаются растягивающим, а ниже него – сжимающим нагрузкам.

В процессе выполнения любых видов работ в скважине любого профиля с вращением бурильной колонны в элементах последней возникает крутящий момент, наибольшие значения которого при бурении с вращением бурильных труб приходятся на трубы у устья скважины. При выполнении тех же работ без вращения труб на них передается реактивный момент, наибольшие значения которого испытывают трубы, расположенные непо-средственно над ЗД.

---

В процессе бурения скважин с горизонтальными окончаниями (СГО) или боковых стволов (БС) наибольшие сжимающие напряжения возникают трубах, расположенных непосредственно под компоновкой УБТ (КУБТ). Общим и для процесса бурения, и для процесса подъема и/или спуска бурильной колонны с промывкой является то, что на бурильные трубы дополнительно действует гидравлическая нагрузка, обусловленная перепадами и потерями давления из-за гидросопротивлений в различных элементах бурильной колонны.

13.Элементы бурильного инструмента, их назначение. Принцип

формирования осевого усилия на долото.

14. Типы конструкций бурильных труб. Расчет веса одного метра труб с учетом веса замков.

До недавнего времени наравне с трубами цельной конструкции выпускались также трубы сборной конструкции различных типов: с высадкой внутрь, с высадкой наружу, снабженные трубными резьбами треугольного профиля, которые соединялись между собой при помощи бурильных замков типов ЗН, ЗШ, ЗУ, а также трубы с коническими стабилизирующими поясками и трапецеидальными резьбами, соединяемые при помощи замков типов ЗШК и ЗУК. Наличие большого количества резьбовых соединений бурильной колонне ( три резьбовых соединения – два на трубе и одно бурильном замке – вместо одного в трубах цельной конструкции) вызывало необходимость принятия дополнительных мер для их герметизации.

16. Группы прочности и материалы бурильных труб, их маркировка; расчет веса 1 м труб в жидкости.

Для обозначения материала труб принят термин «группа прочности». Группа прочности стали – это условный индекс, введенный для упрощения обозначения прочностных характеристик стали. Например, в сталь группы прочности Д входит примерно 0,48 % углерода, 0,17…0,37 % кремния, 0,65…0,90 % марганца. Строгий химический состав ГОСТом не регламентируется, однако ограничивается содержание вредных примесей – серы и фосфора (не более 0,045 % каждой), которые обусловливают соответственно хладноломкость и красноломкость стали.

Всего принято выделять шесть групп прочности стали: Д, Е, Л, М, Р, Т. Трубы всех групп прочности, кроме Л, изготовляют из легированных сталей, подвергают нормализации с отпуском; а трубы группы Л – из углеродистой стали, их подвергают закалке с отпуском. Замки к ним изготовляют из сталей марок 40ХН или 45, или (если прочность материала трубы выше прочности сталей 40ХН или 45) из того же материала, что и трубы. В любом случае прочность материала замка не должна уступать прочности материала трубы.

---

17. Виды напряжений, возникающих в бурильной колонне, их расчет (основные выражения).

При бурении с забойными двигателями (турбобуром, электро­буром) в верхней растянутой части колонны возникают напряжения растяжения   (сигма), а в нижней части, передающей нагрузку на долото, — напряжения сжатия   .

Потерявшая в сжатой части устойчивость бурильная колонна от действия сжимающих сил испытывает также изгибающие напря­жения   , которые, имея максимальное значение у долота, посте­пенно уменьшаются в направлении к нижнему участку растянутой части колонны.

Бурильная колонна испытывает касательные напряжения   ' от действия реактивного момента турбобура, постепенно уменьшаю­щиеся в направлении к вертлюгу и достигающие его только при коротких бурильных колоннах.

При вращении ротором бурильная колонна испытывает касатель­ные напряжения, уменьшающиеся к долоту.

При бурении с забойными двигателями бурильную колонну рассчитывают с учетом действия на нее только напряжений растяжения и сжатия.

При роторном способе бурения, кроме напряжений растяже­ния и сжатия, при расчете бурильной колонны необходимо учитывать касательные напряжения т, возникающие в результате передачи вращающего момента бурильной колонной, и изгибающие напряжения, возникающие вследствие действия осевых и цен­тробежных сил.

Касательные напряжения, изменяющиеся по длине бурильной колонны от максимума в верхнем сечении колонны до минимума у долота,

Изгибающие напряжения определяются в основном центробеж­ными силами при незначительном влиянии на их значение сил соб­ственного веса бурильной колонны. Влияние же вращающего момента на величину изгибающих напряжений незначительно и сводится главным образом к приданию бурильной колонне спиральной формы изгиба.

20. Выражение для расчета максимальной растягивающей нагрузки, действующей на верхнюю часть бурильного инструмента при подъеме его из скважины.

24. Наружные и внутренние избыточные давления действующие на бурильную колонну.

---

25. Прочность бурильной трубы зажатой в клиновом захвате.

26. Условия для безаварийной работы бурильной колонны в скважине.

Условия работы бурильной колонны зависят от весьма разнообразных факторов, наиболее существенные из которых следующие:

1. 
   величина и характер действующих нагрузок; их сочетание определяет сложное напряженное состояние материала труб (некоторые из действующих нагрузок не поддаются определению с достаточной точностью);
   
2. 
   наличие мест концентрации напряжений (резьбовое соединение; сочленение элементов бурильной колонны различной жесткости, например замка с бурильной трубой, бурильной трубы с УБТ и т.п.);
   
3. 
   коррозионное воздействие среды, в которой находится бурильная колонна (рН среды, электрический потенциал, вредные примеси в буровом растворе, температура); коррозионное воздействие влечет ухудшение показателей прочности материала труб и других элементов бурильной колонны;
   
4. 
   абразивное воздействие на бурильную колонну стенок скважины и твердых частиц, находящихся в циркулирующем буровом растворе: оно приводит к износу элементов бурильной колонны и соответственно к изменению их конструктивных размеров, что, в свою очередь, обусловливает рост напряжений при неизменной действующей нагрузке;
   
5. 
   возникновение колебательных процессов и резонансных явлений в бурильной колонне.
   

Величины и характер нагрузок, действующих на колонну, зависят от способа бурения, траектории и состояния скважины, применяемых режимов бурения, технического состояния наземного оборудования, оснащенности его средствами механизации, автоматизации и контроля, а также от квалификации бурового персонала.

В процессе бурения бурильная колонна подвергается действию статических, динамических и переменных (в том числе циклических) нагрузок. Характер действующих нагрузок и их распределение по колонне в значительной степени определяются способом бурения.

27. Причины возникновения динамических составляющих нагрузок. Продольные колебания в бурильной колонне.

При бурении с невращающейся поступательно движущейся колонной труб наиболее значимыми для характеристик ДС колебательными процессами являются продольные колебания бурильной колонны

---

Смотрите также файлы

• Білім беру йымыны атауы 138 жалпы орта білім беретін мектебі Пні.docx

• Методические рекомендации по суммативному оцениванию по предмету История Казахстана.docx

• Османская империя.docx

• 4 Анализ рисков инвестиционных проектов.docx

• Инструктаж по технике безопасности и ответственности родителей за жизнь и здоровье детей во время весенних каникул 20 г.doc