Техника бурения нефтяных и газовых скважин - Материал бурильных труб

 

2.1.2 Материал бурильных труб

 

По ГОСТ 631—75 бурильные трубы и муфты изготовляются из сталей, которые в зависимости от механических свойств разделяются по группам прочности.

 

Механические свойства

 

 

Группа прочности стали

 

Д

 

К

 

Е

 

Л

 

М

 

Р

 

Т

 

Временное сопротивление σв,

 

МПа, не менее

 

650

 

700

 

750

 

800

 

900

 

1000

 

1100

 

Предел текучести σт, МПа, не менее

 

380

 

500

 

550

 

650

 

750

 

900

 

1000

 

 

Стали всех групп прочности имеют одинаковые пластические свойства: относительное удлинение δ = 10 ÷ 12 % (сталь группы Д—12—16 %); относительное сужение после разрыва ψ ≥ 40 %; ударную вязкость ан ≥ 400 кДж/м2.

 

Значения δ, ψ ансвидетельствуют о том, что стали всех групп прочности имеют одинаковые пластические свойства.

 

В ГОСТ 631—75 ограничивается содержание серы и фосфора (не более 0,045 % каждого), химический же состав сталей, используемых для изготовления бурильных труб, в нем не устанавливается. Для изготовления трубных изделий используются стали марок 45; 36 Г2С; 40Х; 40ХН; 40ХНМ; 20ХГ2Б. Трубы из стали группы прочности К и выше легируются с последующей термообработкой (нормализация, нормализация с отпуском), а трубы из углеродистых сталей проходят закалку и отпуск. Муфты для труб диаметром до 114 мм включительно выпускают из стали, прочность которой на одну группу превышает группу прочности трубы. Трубы диаметром свыше 114 мм и муфты к ним изготовляют из сталей одной группы прочности.

 

Для изготовления легкосплавных бурильных труб применяется дюралюминий — сплав алюминия с медью (3,8—4,9%), магнием (1,2—1,8%) и марганцем (0,3—0,9%). В результате термообработки сплав Д16-Т приобретает следующие физико-механические свойства

 

Плотность, кг/м3…………………………..

 

Модуль упругости, МПа………………….

 

Коэффициент линейного расширения…..

 

Твердость по Бринеллю, МПа …………..

 

Ударная вязкость, 10 кДж/м2…………….

 

Предел прочности, МПа ..……………......

 

Предел текучести, МПа ………………….

 

Относительное удлинение, % ……………

 

2,78∙103

 

72∙103

 

22,7∙10-6

 

1200

 

17

 

470

 

330

 

10

 

Для изготовления утяжеленных бурильных труб типа УБТС по ТУ 39-076—74 используются стали марки 40ХН2МА и 38ХНЗМФА. Бурильные замки изготовляют из стали марки 40ХН, а соединительные концы для труб типа ТБПВ — из стали маркой 45 либо 36Г2С.