Техника бурения нефтяных и газовых скважин - Рекомендуемые диаметры бурильных труб

 

Рекомендуемые диаметры бурильных труб

 

<>

 

 </>

при роторном бурении

 

при турбинном бурении

 

Диаметр обсадных

 

труб, мм

 

Диаметр бурильных труб, мм

 

178

 

89

 

89

 

194

 

102

 

102

 

219

 

114

 

114

 

245

 

127

 

127

 

273

 

140

 

140; 146

 

299

 

140

 

140; 146

 

324

 

-

 

140; 146

 

340

 

-

 

140; 146

 

406 и более

 

-

 

168

 

Напряжения от собственного веса в сечении трубы, отстоящем на расстоянии хот нижнего конца бурильной колонны:

 

σ = Gx/F = KFxγ/F = Kxγ,                                                                                                                                            (2.3)

 

где Gx — вес бурильной колонны длиной х; F—площадь кольцевого сечения гладкой части бурильной трубы; х — длина колонны бурильных труб; γ— удельный вес материала труб; К— коэффициент, учитывающий вес бурильных замков и утолщенных концов трубы.

 

Из выражения (2.3) следует, что напряжения от собственного веса не зависят от диаметра и толщины стенки труб и возрастают с увеличением длины колонны. При длине х, когда величина Кхγ достигает временного сопротивления материала σв, колонна бурильных труб разрушится от собственного веса.

 

Критической длиной LKназывается длина, при которой колонна труб разрушается от собственного веса. На основании выражения (2.3) имеем

 

Lк= σвγ.                                                                                              (2.4)

 

Предельной длиной Lпр называется длина, при которой напряжение от собственного веса бурильной колонны достигает предела текучести σт:

 

Lпр =σтγ                                                                                                                                                                    (2.5)

 

Как видно, предельная глубина спуска не зависит от диаметра и толщины стенки и возрастает с увеличением предела текучести материала бурильных труб. С уменьшением диаметра и толщины стенки труб снижается вес бурильной колонны, что благоприятно влияет на работу подъемного механизма. Гидравлические сопротивления, возникающие при прокачке промывочного раствора, обратно пропорциональны диаметру проходного отверстия труб в пятой степени. Поэтому применение тонкостенных труб способствует снижению давления буровых насосов, необходимого для прокачки промывочной жидкости.

 

Согласно отраслевой методике расчета бурильных колонн на прочность, бурильная колонна, предназначенная для бурения с использованием забойных двигателей, рассчитывается на статическую прочность от действия собственного веса. Крутящий момент, создаваемый при работе долота, сравнительно мал и в расчете бурильной колонны на прочность не учитывается. При статическом растяжении опасными являются сечения в гладкой части бурильной трубы. Концевые участки бурильных труб вследствие их высадки имеют большее сечение и поэтому менее опасны.

 

На статическую прочностьбурильную колонну рассчитывают, исходя из условия

 

clip_image079                                                                  (2.6)

 

где σ — напряжение растяжения; G — расчетная нагрузка; F — площадь поперечного сечения гладкой части бурильной трубы; σт — предел текучести материала; [Sσ] —допускаемый запас прочности на растяжение.

 

В практических расчетах удобнее пользоваться условием прочности по предельным нагрузкам. Из формулы (2.6) имеем

 

clip_image081                                                                 (2.7)

 

где Рпр — предельная нагрузка, при которой напряжение в гладкой части бурильной трубы достигает предела текучести σт.