Все про бурильные трубы: ГОСТ, размеры, характеристики

Чтобы добыть из-под земли нефть или газ, в земной коре выполняют прокол – скважину: вращающимся долотом на заданную глубину бурят вертикальный канал. В качестве рабочего инструмента используется бурильная труба: с ее помощью передают вращательный момент; в ней закреплено долото; с ее помощью разрушается порода; через них подается раствор для промывания скважин. Стенки стволов, пробуренных в породе, укрепляют с помощью обсадных труб. Бурильно-обсадные трубы – это основа скважины.

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.

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.

• для геологоразведочного бурения – эти изделия выпускают по ГОСТ 7918-75;
• для промышленного – по ГОСТ 5286-75.

Виды замков бурильных труб

Замки классифицируют по ширине проходного отверстия:

• с нормальным отверстием имеют диаметр 80 – 197 мм;
• с широким       отверстием имеют диаметр 108-203 мм;
• с увеличенным отверстием имеют диаметр 86-155 мм;
• с увеличенным отверстием, расточенным под конус, имеют диаметр 108-155 мм;
• с широким проходным отверстием, расточенным под конус, имеют диаметр 113-178 мм.

Единая сцепленная труба — это бурильная колонна.

Обсадные трубы

Обсадные конструкции применяют для защиты колонны бурильных труб, укрепления стволов, изоляции ненужных пластов, горизонтов. В зависимости от назначения колонн выделяют конструкции:

• Направляющие – защищают верхнюю часть скважины – в поясе почв. Их длина достигает 30-ти м. По внешнему периметру колонну бетонируют.
• Кондукторные – используются для защиты части скважин, проходящей через водоносные слои, зоны многолетней мерзлоты;
• Промежуточные колонны применяются для отделения ненужных горизонтов и слоев породы от пластов полезных ископаемых;
• Эксплуатационные трубы служат непосредственно для выкачки сырья, подачи технологических растворов.

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.

Восстановление бурильных труб

Ремонт бурильных труб — восстановление геометрических и физических параметров включает проведение следующих операций:

1. Очистка. Механическая работа с применением щеток, резцов, фрез. Производится пневматическая обработка поверхности, гидравлическая продувка.
2. Правка. Высокоточное токарное и правильное оборудование позволяет добиться стопроцентного восстановления геометрических размеров труб.
3. Дефектоскопия с помощью ультразвука. С помощью дефектоскопов зондируется массив металла: отдельно анализируется состояние сварных швов, накладок, напаек. Производится сортировка и классификация труб по степени ремонтопригодности. Бракованные конструкции изымаются из технологического передела.
4. Наплавка. С помощью этой операции восстанавливают до необходимых геометрических параметров толщину замков, поясков. Используется индукционные, электродуговые технологии. Работы выполняются с применением специальных электродов, флюсов. В процессе увеличения толщины стенок конструкции и замков используются твердые металлы.
5. Механическая обработка. На этом этапе выполняют нарезание резьб, проточек, канавок. После металлообрабатывающих операций проводят повторную дефектоскопию.
6. Фосфатация. Обрабатывается поверхность с целью защитить ее от коррозии. Особое внимание уделяют деталям замков. Слой фосфатирования составляет 13 мкм.
7. Контроль. На этом этапе окончательно уточняется соответствие геометрии резьб, поясков, плоскостей труб нормативам. Конструкции окрашивают, ставят на них нужные обозначения.

Кратко о промышленном выпуске и потреблении

Объемы потребления бурильных труб в России достигают 603 тысячи тонн в год. Ожидаемый прирост объемов по прогнозу составит 1,7 млн. тонн.