Виды буровых труб, характеристики, особенности использования

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:

1. Стальные трубы. Изделия из стали наиболее распространены. Диаметр стальной бурильной трубы может варьироваться в пределах от 34 до 168 мм. Стандартный диаметр, чаще всего используемый в буровом оборудовании – 60 мм. Посредством данных труб осуществляется колонковое бурение, подразумевающее высокую скорость вращения долота, поэтому порода разрушается по кольцевой траектории. Стальные трубы имеют повышенную степень надежности, поэтому их применяют для добычи алмазных пород.
2. Трубы из легких сплавов. Изделия из таких сплавов могут иметь разные характеристики и особенности (одним из вариантов трубы из легкого сплава является конструкция с утолщенными концами и круглым сечением профиля). Толщина стенки легкосплавных труб варьируется в пределах от 9 до 17 мм.

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.

Продажа бурильных труб в компании МеталлГрупп

В нашей компании вы можете купить трубы бурильные самого высокого качества для любой цели недорого. Мы предлагаем цветной подобный прокат и изделия из нержавеющей стали, а также трубный профиль, бывший в употреблении. Заметьте, что бывшие в употреблении изделия покупать выгоднее — на такую трубу бурильную цена является заметно ниже.

Дополнительные опции при реализации наших изделий

Вы сможете не только купить у нас любую трубную продукцию, но и заказать цинкование, резку по нужным размерам, правку, производство конструкций любой формы по вашему эскизу, обработку фаски, гибку.

Виды буровых труб

Все бурильные трубы делятся на два основных вида:

1. Цельные. Данная категория изделий представляет собой монолитную деталь, имеющую утолщения по краям. Производство таких элементов осуществляется по описанной выше схеме: сначала детали прокаливаются, а после этого проходят механическую обработку.
2. Сборные. С точки зрения производства основное отличие сборных бурильных труб заключается в использовании горячекатаной заготовки. Такие элементы оборудуются специальными элементами, которые прикручиваются к краям трубы.

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;
• Утяжеленные;
• Ведущие.

Подбор трубы по дебиту скважины

Дебит представляет собой важнейшее свойство слоя, в котором имеются водные запасы, характеризующее возможности скважины по выдаче конкретного объема кубометров воды в час. Во время буровых работ специалисты определяют показатель отдачи воды, который должен быть зафиксирован в паспорте скважины по окончании работ. Это документ выдают хозяину.

Предварительный подбор насоса осуществляют, учитывая паспортный дебит. Стереотип о прямой зависимости отдачи воды от диаметра трубы не совсем верен. Большее значение в таком случае имеет скважность фильтра (то есть процент отверстий от его общей площади), а также качество самой водоносной породы. Так, через песок с крупными зернами вода проходит в несколько десятков раз эффективнее, чем сквозь пылеватую почву.

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.

Виды деталей

Выше представлена информация о стандартных деталях, которые на практике в горном деле используются чаще всего. Плюсы изделий — хорошая прочность, герметичность соединений, большой срок годности, простота эксплуатации. Однако помимо них существуют и некоторые специальные трубные детали — ведущие, утяжеленные, легкосплавные. Они рассчитаны на решение определенных инженерных задач, с которыми стандартные трубы справляются плохо.

Ведущие

Для передачи крутящего момента от колонны к долоту применяется ведущая бурильная труба (ВБТ). Деталь обладает квадратным, шестигранным или восьмигранным сечением. Чтобы придать детали дополнительную прочность, ВБТ-изделия обычно делаются толстостенными. Утолщение создается за счет применения высадок (внешних, внутренних, комбинированных). ВБТ-установки крепятся только на конец колонны — их применение по всей длине бура нецелесообразно как по инженерным, так и по экономическим соображениям. В качестве материала для ВБТ используется сверхпрочная разновидность стали:

• Высокая прочность полезна для всей детали целиком, поскольку при работе долота отдельные элементы горных пород могут разлетаться в разные стороны с большой скоростью. Из-за этого значительно повышается риск повреждения трубы. Наличие дополнительной прочности позволяет сохранить целостность установки без образования вмятин, трещин.
• Высокая прочность также полезна для качества резьбы. При работе бура на больших скоростях значительно повышается риск растрескивания резьбы. Использование более прочных сплавов минимизирует риск растрескивания ВБТ, что делает бур более надежным, прочным.

Утяжеленные

В инженерном деле также применяются утяжеленные бурильные трубы (УБТ). Их главное отличие — применение более толстых стенок, из-за которых увеличиваются общий вес. Производятся УБТ из стали стандартных сортов (высокоуглеродистая либо легированная). УБТ подвергаются механической или термической обработке — это позволяет сохранить однородность изделия, что благоприятно сказывается на прочности стенок. Обычно УБТ обладают круглым сечением, однако существуют детали с квадратным либо шестигранным сечением. Применение УБТ позволяет решить следующие инженерные задачи:

• Бурение твердых пород. Увеличение веса позволяет создать дополнительную нагрузку, увеличивается сила удара долотом о поверхность горных пород. Поэтому с помощью УБТ гораздо проще разбивать тяжелые породы, обладающих высокой прочностью.
• Повышение прочности скважины. В случае нестабильного геологического участка всегда есть риск обвала скважины с уничтожением буровой колонны. Применение более толстых УБТ-конструкций позволяет минимизировать риск «схлопывания» или разрушения скважины в случае аварии. Применение УБТ особенно критично для регионов, которые находятся рядом с источниками геологическим катаклизмов (оползни, обвалы, землетрясения).

Легкосплавные

На практике большое распространение также получили легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ). Их главное отличие от стандартных трубных конструкций — это применение более легких металлических сплавов на основе алюминия, а также наличие более толстых стенок. ЛБТ-детали обычно обладают круглым сечением, а крепятся они посередине бурильной колонны. Во всем остальном конструкция ЛБТ-установок аналогична строению обычных труб — у ЛБТ отсутствуют швы, на концах установок имеется резьба и так далее. По прочности ЛБТ-системы лишь немного ниже стандартных труб на основе стали. Зачем же понадобилась разработка ЛБТ? Ответ:

• Стандартные трубные конструкции на основе стали обладают высоким весом. При работе с небольшими скважинами большой вес бура не имеет серьезного значения. Однако в случае глубоких скважин общий вес вышки начинает серьезно возрастает, что делает буровую установку ненадежной.
• Особенно критичен фактор веса в случае работы с жидкими средами, где частички жидкости могут прилипать к трубе из-за высокой вязкости. Это дополнительно увеличивает итоговый вес конструкции, что может привести к нарушению ее работы.
• Применение алюминиевых сплавов уменьшает риск обрушения бура. В вакууме удельный вес алюминиевых сплавов в 2-3 раза ниже стали. Поэтому в случае длинных буров применение алюминия позволяет снизить общий вес конструкции, что благоприятно сказывается на качестве, точности, надежности бурения.
• Использование алюминиевых сплавов позволяет также увеличить максимальную глубину погружения бура. Поэтому ЛБТ-конструкции часто используются в разведочном, структурно-поисковом бурении, а также при капитальном ремонте скважин.

С приваренными замками

Традиционные бурильные трубы имеют на концах специальную резьбу, которая используется для соединения трубных элементов друг с другом с помощью ниппелей, муфт, специальных замков. Однако подобный способ соединения обладает серьезным недостатком — в случае высоких нагрузок может серьезно страдать качество герметизации. Из-за этого нарушается прочность установки, что может привести к различным неприятным последствиям — снижение качества бурения, уменьшение КПД, растрескивание вплоть до полного выхода бурильной установки из строя. Чтобы минимизировать значение этих факторов, была изобретена бурильная труба с приваренными замками (ТПЗ).

Замки могут привариваться по внутренней либо по внешней высадке. Также существуют ТПЗ с композитными замками, которые наносятся как по внешней, так и по внутренней высадке. Приваренные замки имеют на своем конце специальную резьбу под ниппель или муфту. Чтобы сделать установку более надежной, наконец ТПЗ наносится термозащитный слой, защищающий замок от резких колебаний температур. ТПЗ обычно обладают более высокой длиной — от 8 до 12 метров (стандартные трубы обладают длиной от 3 до 7 метров).

ТПЗ не получили широкого распространения, а на практике они используются редко:

• Низкая распространенность связана с более высокой стоимостью одного изделия. Для проведения качественной сварки требуются дополнительные расходы (электричество, электроды, присадки), тогда как обычные трубы не нуждаются в дополнительных расходах на сварку.
• Также определенную роль играют исторические причины. В 90-е годы множество заводов выпускали низкокачественные ТПЗ-системы, которые отличались низким качеством сварного шва. Сегодня ситуация изменилась в лучшую сторону, а на рынке можно найти множество хороших ТПЗ-установок, которые имеют хорошее качество сварного шва. Однако по инерции инженеры продолжают пользоваться обычными трубами.

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.

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