Бурильные трубы под воду

Виды буровых труб, характеристики, особенности использования

Одним из элементов бурильных установок являются бурильные трубы, которые обеспечивают соединение между режущим инструментом и приводом оборудования. Посредством труб обеспечивается спуск в скважину, создание необходимого момента вращения и передача усилий, а также передача инструментов из скважины на поверхность.

Кроме того, посредством бурильных труб передается специальный раствор, охлаждающий режущие части оборудования. В данной статье речь пойдет о буровых трубах, их особенностях и применении.

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.

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 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.

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.

Источник

Зачем необходима труба для бурения на воду?

Для бурения скважин применяются различного вида бурильные трубы, которые отличаются по ряду свойств (размеры, конструкция, назначение, толщина свинчивания и прочее). Существуют, к примеру, антикоррозийные трубы для бурения, ведущие трубы, утяжеленные бурильные трубы, легкосплавные бурильные трубы.

Труба для бурения

1 Какие разновидности бурильных труб

Бурение скважин не сможет обойтись без применения специальных буровых труб (ведущие трубы, утяжеленные бурильные трубы, легкосплавные бурильные трубы) — они не просто участвуют в процессе бурения, но еще и выполняют вспомогательные функции — например, могут подавать через внутренние сечения промывочную жидкость на глубину проводимого бурения.

Они могут иметь различные размеры, у них разная конструкция, назначение, толщина свинчивания и прочее. В классической классификации труб для бурения они представлены такими видами:

• утяжеленные бурильные трубы;
• ведущие;
• обычные.

На постсоветском пространстве часто можно встретить трубы для бурения кустарного изготовления, это производство объясняется их дешевизной и быстрым изготовлением.

При работе с такими изделиями возникает проблема с их фиксацией, так как они постоянно болтаются в выработке и бьются. Из-за этого очень быстро деформируется резьба, соединения, муфта и, соответственно — сама стальная основная бурильная труба и установка.

Ведущие трубы для бурения

Все эти проблемы создают не отцентрованные замки, чего при использовании соответствующих стандарту изделий не наблюдается. Конструкционные особенности изделий имеют специальные замки, каждый из которых замыкает резьба. Усиление прочности и, следовательно, производство длительности эксплуатации буровой трубы достигается за счет утолщения их концов.

Для производства конструкции соединяющий замок приваривают к муфте и ниппелю. В современном производстве за процессом приваривания «наблюдает» автономная система контроля, что гарантирует соблюдение всех технических параметров работы — тогда как раньше все выполнялось «на глаз».

Различаются трубы для буровых установок по материалу, из которого изготовлены, по форме (квадратного или круглого сечения). Все изделия имеют «связочный» замок или даже замки (их количество варьируется от типа изделия).
к меню ↑

1.1 Дополнительные типы изделий

Существует множество дополнительных подтипов изделий («ТБТ», «ТБТН», «ВБТ» и так далее), но основными видами являются следующие:

Обычная стальная труба для скважин на воду («ВБТ») изготавливается или из алюминия, или из стального сплава. Она имеет круглое поперечное сечение, при этом толщина стенки находится в диапазоне между 4,75 и 11 мм. Для соединения данного вида труб для буровой установки применяются так называемые «замки для бурильных труб», обладающие утолщенными концами (для повышения прочности на соединение бурильных труб) и крупная резьба.

Штанги для буровых малогабаритных установок

Специфическая категория — алюминиевая труба для скважин на воду («АБТ»), которая тоже относится к обычным изделиям. Как и все прочие изделия этого вида, эксплуатация бурильных труб «АБТ» также имеет в наличии специальный замок, подобно типу «ВБТ».

Бурильная стальная утяжеленная труба для скважин на воду («ТБТН» или «ТБТ») изготавливается из стали типа «ДИК» и преимущественно выполняется в форме квадратного сечения в поперечнике. Произведенные утяжеленные трубы бывают и без квадратного сечения. Стенки такого вида продукции обладают толщиной от 16 и до 50 миллиметров. Стыкуют между собой их посредством резьбы.

Применение и ремонт бурильных труб таких изделий для буровых установок на воду хорошо тем, что земная порода легко перемалывается под действием работы утяжеленной трубы. Сам механизм работы можно описать так: стальная утяжеленная труба передает продольное и вращательное усилие на устройство переламывающее породу. При этом использовать данный вид изделий можно для бурения на глубину до 250 метров.

Стальная ведущая бурильная труба (или «ВБТ») для скважин на воду имеет многогранное сечение и располагается, как правило, сверху колонны. Эти изделия весьма специфичны и выделяются на общем фоне: узнать их можно по имеющимся на поверхности восьми- , шести- и четырехгранникам. Основная специфика работы данных изделий — передача от вращателя установки на бур.

Процесс установки пластиковых обсадных труб

Дополнительные виды буровых труб для скважин на воду представлены следующими вариациями:

• ТБН, ТБТ — имеющие наружные концы;
• ВБТ — имеющие внутренние концы;
• ТБТН, ТБПВ, ТБПК — имеющие приваренный замок;
• ТБНК — имеющие стабилизирующий поясок.

Конструкции, имеющие замок, производят из стальных сплавов или же с использованием сплава типа «Д16Т», основной материал которого алюминий. Замки в таких изделиях сделаны навернутыми с большой конической резьбой. Нередко такая стальная основная бурильная труба имеет утолщенные концы.Отметим, что трубы для буровых установок на воду делаются бесшовными, дабы обеспечить гарантированную прочность при колоссальных нагрузках, чтобы не потребовался преждевременный ремонт бурильных труб.
к меню ↑

2 Этапы работы с применением изделий

Самостоятельное бурение скважины — дело весьма сложное, а для большинства людей — практически невозможное. Роторный способ бурения, позволяющий работать с глубокими скважинами, актуален для большинства участков, и он же — наиболее сложен.

Процесс бурения скважины

Выбор изделия, будь то «ТБТН», «ТБТ» или «ВБТ» остается за специалистами, решение которых должно быть основано на изучение земной породы на месте будущих буровых работ. По этапам процесс бурения выглядит так:

1. Выполнение проектной документации.
2. Закладывание скважины.
3. Производится бурение скважины.
4. Устанавливается обсадная колонна.
5. Добавляется фильтрующая колонна и выполняется пробная прокачка.
6. Оформляется паспорт скважины
7. Дефектоскопия.
8. Производится установка насоса.

Промывка самотеком хороша тем, что вскрытие водоносного горизонта производится более эффективно, однако работа такого механизма требует дополнительных финансовых затрат на оборудование. Прямой опрессовочный метод с помощью насоса намного дешевле, что делает его наиболее востребованным среди владельцев частных построек, но и менее эффективен.

Бур для бурения скважины

Чтобы удержать грунт от возможного оплывания и осыпания, устанавливается обсадная система защиты на бурильные трубы. Как только все описанное выше будет проделано, следует установить оборудование для автономной работы всей системы (насос, водопровод, кессон).

Важно помнить, что при работе с неустойчивыми горными породами (гравий, щебень, песок) бурильная система (обсадная и буровая труба) быстрее будет выходить из строя. К тому же в момент работы со скважиной на перечисленных выше неустойчивых породах возможно огромное содержание растворенного железа или же попросту повышенная жесткость воды.

Поэтому бурение при таких условиях производится далеко не во всех районах. В такой момент времени возможно и малое количество воды в скважине.
к меню ↑

Источник