Бурильная колонна, ее назначение и составные элементы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Бурильная колонна, ее назначение и составные элементы

Бурильная колонна - непрерывная многозвенная система инструментов, соединяющая наземное буровое оборудование (вертлюг) с долотом на забое скважины.

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 предназначена для:

n передачи вращения от ротора к долоту;

n восприятия реактивного момента забойного двигателя;

n подвода промывочной жидкости к долоту и забою скважины, а также к ГЗД;

n создания осевой нагрузки на долото;

n спуска и подъема долота и забойного двигателя;

n проведения вспомогательных работ (проработка, расширка и промывка ствола скважины, испытание пластов, ловильные работы и др.).

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.

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 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 случает используют бурильные трубы из прочных алюминиевых сплавов, которые позволяют, при прочих равных условиях, снизить эти нагрузки по меньшей мере в 2 раза

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. УБТ имеют массивные утолщенные стенки и составляют основную и весьма ответственную часть компоновки низа бурильной колонна (КНБК). К утяжеленным трубам предъявляются повышенные требования по прямолинейности, соосности и сбалансированности.

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.

Переводники подразделяются на:

1) переходные - П;

2) ниппельные - Н;

3) муфтовые - М;

4) предохранительные - П.

Переходные переводники - П применяют для соединения отдельных участков и деталей бурильной колонны, оканчивающихся замковыми резьбами различного типа и размера, а также для присоединения к бурильной колонне забойных двигателей и различного рода забойных устройств, приборов и приспособлений.

Такое же обозначение имеют и предохранительные переводники, применяющиеся для защиты резьбовых соединений какого-либо элемента бурильной колонны (например, турбобура) от износа. Однако замковая резьба на муфте и ниппеле предохранительного переводника выполняется одного и того же размера.

Для соединения элементов бурильной колонны, расположенных друг к другу муфтами или ниппелями одного и того же размера, применяются соответственно ниппельные (Н) и муфтовые (М) переводники .

Переводники любого типа и размера изготовляются по ГОСТ 7360-82 с правой и левой замковой резьбой из стали марки 40ХН или 45 свыше 200 разновидностей.

Наружный диаметр переводника должен быть равен наружному диаметру замка, а диаметр проходного отверстия - не менее наименьшего внутреннего диаметра бурильного замка.

Вспомогательные элементы:

Центраторы - для центрирования нижнего направляющего участка бурильной колонны в стволе скважины и предупреждения его самопроизвольного искривления.

- лопастные;- шарошечные.

Калибраторы - для выравнивания стенок скважины до номинального диаметра и калибрования ее ствола. В бурильной колонне калибратор размещают непосредственно над долотом. Он одновременно выполняет роль центратора и улучшает условия работы долота.( лопастные; шарошечные)

Рис. Калибраторы:

а) лопастной;

б) шарошечный

а б

Стабилизаторы - для стабилизации работы нижнего направляющего участка бурильной колонны путем ограничения прогиба труб при наличии каверн, гашения поперечных и иных колебаний.

- с цельными лопастями;- со сменными лопастями;- с приваренными лопастями. буровой вертлюг долото скважина

Амортизаторы - для снижения амплитуды динамических нагрузок.

- пружинные;

- резинометаллические;

- гидравлические;

- газовые.

Протекторные кольца - для защиты бурильных и обсадных труб.

- резиновые;

- резинометаллические;

- пластиковые;

- металлические.

Обратные клапаны - для предупреждения поступления загрязненного бурового раствора в бурильную колонну.

Фильтры - Служит для очистки промывочной жидкости от примесей, попавших в циркуляционную систему. Представляет собой перфорированный патрубок. Устанавливается фильтр внутри бурильной колонны между бурильной и ведущими трубами. При прохождении через него промывочной жидкости, имеющиеся в промывочной жидкости примеси задерживаются и при очередном подъеме бурильной колонны удаляются. Применение фильтра желательно при любом способе бурения, а при турбинном бурении - необходимо.

Металлошламоуловители - для улавливания кусков металла и крупного шлама.

Гидрояссы (гидроударники) - для освобождения бурильной колонны от прихватов.

Переводники - для соединения бурильных труб и др. элементов.

Размещено на Allbest.ru