Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Бурильная колонна. Основные элементы.

Аннотация.

В данном курсовом проекте рассматривается характер вращения бурильной колонны и определение кинематических параметров работы колонны бурильных труб при различной степени ее взаимодействия, а именно коэффициента, характеризующего уменьшение скорости.

количество страниц – 24

рисунков – 2

таблиц - 13

The summary

In this course project addresses the nature of rotating the drill string and the determination of kinematic parameters of the drill string at different degree of interaction, namely the factor describing the speed reduction.

quantity of pages - 24

pictures - 2

tables - 13

Оглавление

Введение. 3

1. Бурильная колонна. Основные элементы. 4

2. Распределение нагрузки по длине бурильной колонны. 7

3. Кинематика работы колонны бурильных труб. 11

4. Определение характера вращения колонны с помощью сравнения двух моментов. 13

Заключение. 21

Список литературы. 22

Приложение 1. 23

Введение.

Колонна бурильных труб представляет собой основное и наиболее уязвимое звено в буровом оборудовании и инструменте. Как показывают статические данные, наибольшее количество аварий (около 60 %) связано с поломкой бурильных труб.

Прочность и надежность колонны бурильных труб во многих случаях ограничивают возможность дальнейшего повышения производительности труда в бурении. Переход на форсированные режимы бурения не может успешно осуществляться без соответствующего прогресса в теории работы бурильных колонн.

Разработкой теории работы бурильных колонн, расчетами бурильных колонн на прочность, устойчивость и выносливость занимались многие исследователи. Впервые явление потери устойчивости бурильных колонн и динамика вращательного бурения были исследованы Л. С. Лейбензоном и А. Н. Динником. Устойчивость бурильных колонн рассматривали Г. М. Саркисов, А. Лубинский, А. Е. Сароян и др.

Несмотря на то, что основы расчета бурильных труб уже развиты в трудах известных исследователей, разработка теории работы бурильных труб в скважине и их расчета еще до конца не завершена.

Бурильная колонна. Основные элементы.

Основное назначение бурильной колонны обеспечить гидравлическую и механическую связь работающего на забое долота и ствола скважины с поверхностным механическим и гидравлическим оборудованием. Одновременно бурильная колонна служит инструментом для доставки на глубину буровых и колонковых долот, различных исследовательских приборов и устройств, снарядов и аварийно-ликвидационных приспособлений.

Две главные функции выполняет бурильная колонна в процессе проходки ствола:

· вращает долото и одновременно передает на него осевую нагрузку;

· создает замкнутую циркуляцию агента через забой скважины, обеспечивая очистку ствола от выбуренной породы и привод погружных гидравлических двигателей.

Бурильная колонна включает следующие основные элементы сверху вниз: рабочую (ведущую) трубу, бурильные трубы, утяжеленные бурильные трубы (УБТ).

Рабочая труба, обычно квадратного сечения, служит для передачи вращения от ротора к бурильной колонне. Она фиксируется в отверстии ротора квадратными клиньями, вкладышами, в связи с чем вращается совместно со столом ротора и одновременно может перемещаться в осевом направлении по мере углубления забоя скважины.

Соединяется рабочая труба при помощи нижнего переводника с верхней трубой бурильной колонны, а при помощи верхнего переводника — с вращающимся стволом вертлюга — устройством, связывающим нагнетательную линию бурового насоса, подающего промывочный агент, с вра­щающейся бурильной колонной.

Заводами выпускаются ведущие трубы со сторонами квадратного сечения 112, 140 и 155 мм, с диаметром внутреннего канала соответственно 74, 85 и 100 мм. Длина ведущей трубы 13-14 м, материал - сталь группы прочности Д и марки 36Г2С.

Бурильная колонна может компоноваться из труб следующих конструкций:

· с высаженными внутрь концами;

· с высаженными наружу концами;

· с приваренными соединительными концами;

· с блокирующим пояском;

· беззамковые раструбные;

Трубы первых двух конструкций имеют наружную мелкую трубную резьбу и соединяются между собой при помощи бурильных замков или муфт. Трубы второй конструкции имеют по сравнению с трубами первой конструкции улучшенную гидравлическую характеристику, так как в них равнопроходной канал и, следовательно, минимальны местные гидравлические сопротивления потоку промывочного агента.

Бурильные трубы с приваренными соединительными концами имеют равнопроходной канал и соединяются друг с другом при помощи крупной замковой резьбы.

В бурильных трубах с блокирующим пояском вблизи резьбы по телу имеется проточка, на которую в горячем состоянии наворачивается часть замка с внутренней проточкой, в результате чего, после остывания, создается герметичный напряженный контакт между замком и трубой.

Промышленность выпускает бурильные трубы диаметром от 60 до 168 мм и толщиной 6; 8; 11,5−12,0 мм из стали групп прочности С, Д, Е, Л, М и др.

Бурильные трубы многократно соединяются в бурильную колонну по мере проводки ствола скважины так как необходимо периодически заменять износившееся долото на новое и выполнять другие работы в скважине, требующие спускоподъемных операций с бурильной колонной. Крупная замковая резьба со значительной конусностью позволяет быстро, за несколько оборотов, свинчивать и развинчивать трубы, при этом герметичность обеспечивается напряженным контактом торцевых поверхностей замков.

Для соединения бурильных труб используют замки трех типов:

· ЗШ с диаметром канала, близкого к диаметру канала бурильных труб с высаженными внутрь концами;

· ЗН с диаметром канала существенно меньшим диаметра канала труб;

· ЗУ с увеличенным диаметром канала.

Замки первых двух типов используют для бурильных труб с высаженными внутрь концами, а замки последнего типа — для труб с высаженными наружу концами. Замки типа ЗУ предпочтительны для турбинного бурения, так как не создают значительных местных гидравлических сопротивлений потоку промывочного агента.

Для проводки стволов нефтегазовых скважин чаще всего используют бурильные трубы диаметром 114, 121, 146 и 168 мм. Их соединяют по две-три штуки в свечи, которые устанавливают вертикально внутри вышки на специальный подсвечник и тем самым значительно ускоряют и облегчают спускоподъемные операции.

При больших глубинах скважин нагрузки на вышку и талевую систему буровой установки во время спускоподъемных операций могут достигать недопустимых значений за счет силы тяжести бурильной колонны. В связи с этим вместо стальных труб в ряде случаев используют бурильные трубы из прочных алюминиевых сплавов, которые позволяют, при прочих равных условиях, снизить эти нагрузки по меньшей мере в 2 раза. Промышленность выпускает легкосплавные бурильные трубы с высаженными внутрь концами диаметром от 73 до 147 мм. На концах легкосплавных труб нарезана трубная резьба, а их соединение в виде бурильной колонны осуществляют навинчиваемыми на них стальными замками.

Важным элементом бурильной колонны являются утяжеленные бурильные трубы, одна из главных функций которых - создавать осевую нагрузку на долото, не допуская изгиба бурильной колонны. УБТ устанавливают непосредственно над долотом или погруженным двигателем. Трубы массивные за счет большой толщины стальной стенки (толщина стенок УБТ в несколько раз больше толщины стенок обычных бурильных труб).

Необходимым элементом в состав бурильной колонны входят различные переводники, предназначенные для соединения ведущей трубы с вертлюгом и бурильными трубами, бурильных труб с УБТ, УБТ с турбобуром или долотом.

Кроме того, бурильная колонна может оснащаться центраторами для предотвращения изгиба бурильной колонны и одностороннего примыкания ее к стенке ствола скважины, расширителями - долотами для увеличения диаметра ствола, кривыми переводниками и соапстоками для искривления ствола скважины в заданном направлении.