Технология бурения нефтяных и газовых скважин

  ЛБТ цельной конструкции показаны на рис. 6.11 и делятся на трубы:

1. с утолщенной стенкой (рис. 6.11, а);
2. с внутренними концевыми утолщениями (рис. 6.11, б);
3. с внутренними и наружными концевыми утолщениями (рис. 6.11, в).

Характеристики  труб 1 типа приведены в табл. 6.7.

  Несомненным преимуществом ЛБТ цельной конструкции  является в три раза меньшее число  резьбовых соединений в свече, бурильной  колонне, что повышает их герметичность. Однако низкая износостойкость резьбы не позволяет применять их как комплект рабочего инструмента для бурения. Из

 

  

Рис. 11. Легкосплавные бурильные трубы цельной конструкции:

а — с утолщенной стенкой; 6 — с внутренними концевыми утолщениями; в — с внутренними и наружными концевыми утолщениями; / — муфтовый конец; 2 — ниппельный конец; 3 — внутренние утолщения; 4 — проточка под элеватор; 5 — внутренние и наружные концевые утолщения

                                         Таблица  7 Характеристики ЛБТ цельной конструкции с утолщенной стенкой 

 

них составляют специальные комплекты инструмента  для выполнения некоторых технологических операций, например, для заливки зон поглощений через колонну труб в случаях опасности прихвата заливочных труб. Прихваченная колонна ЛБТ может быть легко разбурена долотом.

  В последнее время созданы ЛБТ  с толстой стенкой (40 мм), которые  иногда называются ЛУБТ (УБТ из легкого  сплава). Они устанавливаются выше стальных УБТ с целью исключения влияния стальных труб на показания инклинометриче-ских приборов.

4.5. НЕПРЕРЫВНЫЕ БУРИЛЬНЫЕ  ТРУБЫ

             Непрерывная бурильная  труба представляет собой длинномерную колонну гибких труб (КГТ), размещенную на барабане самоходной (колтюбинговой) установки. В процессе спуска в скважину труба сматывается с барабана, а при подъеме она вновь наматывается на него. Базой установки могут служить шасси автомобилей типов КрАЗ, МАЗ или других автомобилей с необходимой грузоподъемностью. Буровой раствор в процессе бурения циркулирует через всю трубу, и поэтому давление на устье не зависит от текущей глубины скважины.

  Колтюбинговые установки были впервые разработаны  в США и первоначально применялись  исключительно для капитального ремонта скважин. И в настоящее время они примерно на 75 % используются для этих целей: кислотных обработок пластов, очистки забоя скважины от песка и др. При этом используются КГТ диаметром 33, 38,' 42 и 48 мм. В последние годы примерно 25 % работ приходится на ремонтно-изоляционное цементирование скважин, каротаж, ловильные работы, расширение и углубление ствола, бурение вертикальных и горизонтальных участков скважин. В этих случаях используются установки с трубами диаметрами 60, 73, 89 и 114 мм. Имеется также практика использования 127 мм труб.

  В настоящее время целый ряд  американских фирм выпускает установки для работы с КГТ. Разработаны и выпускаются колтюбинговые установки также отечественного производства: РАНТ-10-01, М-10, Уран-20, КРАБ-01, КПРС-20 и другие для работы с трубами диаметрами 25, 33, 38, 42 и 48 мм. Значительный опыт работы с непрерывными трубами накоплен в ОАО «Сургутнефтегаз», «Уренгойгазпром». Эти установки пока используются только при капитальном ремонте скважин.

  Особенностью  условий работы непрерывных труб является то, что материал трубы работает за пределами упругости (для уменьшения радиуса изгиба труб). Поэтому в материале труб накапливаются остаточные деформации, что предопределяет срок службы (ресурс) труб. Достигнутый на сегодня ресурс составляет до 50 спуско-подъемов. Радиус барабана (без учета высоты реборды) должен быть не менее 48 раз больше наружного диаметра труб. Для данного материала он увеличивается пропорционально диаметру труб. Для 25-мм труб диаметр барабана составляет примерно 1,5 м. Потребный объем барабана определяется длиной трубы, т.е. глубиной ее спуска в скважину. Глубина спуска (по стволу скважины) на сегодня составляет до 4 тыс. м и более, а емкость барабана на 200 — 300 м больше (как запас для вырезания изношенного участка). Высота колтюбинговой установки в транспортном положении около 4 м.

  Существующие  колтюбинговые установки, кроме  капитального ремонта скважин, могут применяться для проводки боковых стволов и горизонтальных ответвлений из существующих эксплуатационных скважин. Вращение долота может осуществляться забойными двигателями, а нагружение долота — забойным механизмом подачи, который, при необходимости, одновременно воспринимает реактивный крутящий момент.

  Главным преимуществом КГТ является обеспечение непрерывного процесса спускоподъемных работ, что кратно сокращает их продолжительность. Управление работой от-клонителя может осуществляться по кабелю, встроенному в трубу. По нему же может непрерывно передаваться вся необходимая информация с забоя скважины.

  Анализируя  опыт применения колтюбинговых установок  можно придти к заключению, что  не существует принципиальных трудностей для создания буровых установок отечественного производства для работы с КГТ большего диаметра.

  В мировой практике известны случаи, когда при глубине скважины 1700 м длина горизонтального участка составляла более 10 тыс. м.

4.6. ВЕДУЩИЕ БУРИЛЬНЫЕ  ТРУБЫ

             Ведущие бурильные  трубы (ВТ), показанные на рис. 6.12, предназначены  для передачи крутящего момента  бурильному инструменту от ротора или восприятия и передачи реактивного момента (дошедшего до устья) от забойного

 
 

    Рис. 12. Ведущие бурильные трубы:

а — сборной конструкции; б — с блокирующим пояском; в — цельнокатаная; 1 — переводник штанговый нижний; 2 — ведущая труба; 3 — переводник штанговый верхний

двигателя к ротору при одновременной осевой подаче инструмента. ВТ имеет в сечении квадратную, шестигранную или крестообразную форму с концентрически расположенным круглым или квадратным отверстием для прохода жидкости.

  По  конструктивному исполнению ВТ выпускаются в двух вариантах: сборной и цельной конструкции. Наибольшее распространение получили ВТ сборной конструкции квадратного сечения с внутренним цилиндрическим каналом (рис. 6.12, а). ВТ горячекатаные изготовляются по ТУ 14-3-755 — 78 со стороной квадрата 80 мм и менее, а по ТУ 14-3-126 — 73 -более 80 мм. Основные размеры ВТ приведены в табл. 6.8.

  На  концах ВТ нарезается трубная резьба. На нижний конец    ВТ    навинчивается    нижний    штанговый    переводник 
 

  Характеристики ведущих труб                                     Таблица  8

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(ПШН), а на верхний конец — верхний штанговый переводник (ПШВ) для соединения ее со стволом вертлюга. В целях защиты замковой резьбы ПШН от износа (из-за наиболее частого свинчивания — развинчивания ВТ) между ним и бурильным замком устанавливают предохранительный переводник П, через который ВТ соединяется с бурильной колонной. По достижении предельно допустимого износа П заменяется на новый. Все резьбы на нижнем конце ВТ выполняются правые, а на верхнем — левые.

  При выборе длины ВТ необходимо имеет  в виду, что при малой длине ее увеличивается число наращиваний, а при большой длине затрудняется работа с ней в буровой и при транспортировке. Но в любом случае ВТ должна позволять наращивать инструмент одной длинной или двумя короткими бурильными трубами. В последнее время стали практиковать применение ВТ, позволяющих производить наращивание целыми свечами, что требует увеличенной высоты буровой вышки.

  Ведущие трубы изготовляются из стали  групп прочности Д и К, а  переводники к ним — из стали  марки 40ХН.

  Недостатками ВТ рассмотренной конструкции являются соединение переводников к трубе на безупорной резьбе и отсутствие герметизирующих узлов.

  С целью повышения прочности, герметичности  и долговечности созданы ведущие бурильные трубы сборной конструкции ТВБ со стороной квадрата 112, 140 и 155 мм, снабженные цилиндрическими блокирующими поясками (конструкции АзНИПИнефти) (рис. 6.12, б] и трубы с коническими стабилизирующими поясками типа ТВКП (конструкции ВНИИБТ) и переводники к последним типов ПВВК и ПВНК. Трубы ТВКП изготовляют по ТУ 51-276 — 86, а переводники -из стали марки 40ХН или 40ХН2МА и соединяют с трубой на резьбе типа ТТ горячим способом. Размеры сторон квадрата ТВКП те же, а диаметры канала соответственно равны 74, 85 и 100 мм.

  Наряду  с ведущими трубами сборной конструкции промышленностью освоен выпуск цельнокатаных ВТ (рис. 6.12, в). В этом случае трубы выполняются с высаженными наружу концами, на которых нарезаются внутренние резьбы. Со стволом вертлюга и бурильными трубами эта ВТ соединяется через предохранительные переводники. Цельнокатаные ВТ прочны, достаточно герметичны и надежны в эксплуатации, однако из-за сложности изготовления выпускаются лишь малых размеров: со стороной квадрата а 65 и 80 мм и с внутренним каналом квадратного сечения в размером 35 и 50 мм.

4.7. УТЯЖЕЛЕННЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

             Утяжеленные бурильные  трубы (УБТ) представляют собой толстостенные  стальные трубы цельной конструкции (кроме УБТСЗ) с внутренним каналом  круглого сечения и предназначены для увеличения жесткости и веса единицы длины низа бурильной колонны, посредством которого создается нагрузка на долото в процессе бурения.

  В настоящее время используется несколько  типов УБТ, поставляемых по различным техническим условиям:

1-е гладкой  поверхностью по всей длине;

2-е проточкой (для лучшего захвата клиньями);

3. — квадратного сечения;
4. — со спиральными канавками;
5. — со спиральными канавками и проточкой;
6. — сбалансированные УБТ;
7. — УБТ по стандарту 7АНИ.

  УБТ, как правило, имеют с одного конца  наружную, а с другого — внутреннюю замковые резьбы (промежуточные УБТ). Кроме того, на каждый комплект предусматривается одна труба с внутренней замковой резьбой на обоих концах (наддолотная УБТ).

                     4.8. ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ УТЯЖЕЛЕННЫЕ 
                                       БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

             Горячекатаные УБТ  выпускаются по различным техническим условиям. УБТ по ТУ 14-3-385 — 79 изготовляются диаметрами 146, 178, 203, 219 и 245 мм и по ТУ 14-3-839 — 79 — диаметрами 73, 89, и 108 мм из сталей групп проч-

 

             

Рис. 13. Утяжеленные бурильные трубы горячекатаные:

а - труба, гладкая по всей длине; б - с проточками (под клиновой захват или элеватор); в — квадратного сечения; г — со спиральными канавками и проточками