утяжеленные бурильные трубы (УБТ)- предназначены для установки в нижнюю часть бурильной колонны с целью увеличения ее жесткости, большей устойчивости и передачи нагрузки на долото. Существует несколько разновидностей УБТ, различающихся по исполнению.

буровые замки - предназначаются для соединения колонны бурильных труб. Они состоят из двух деталей: замкового ниппеля с наружной резьбой и замковой муфты с крупной внутренней резьбой. С помощью таких резьб указанные детали соединяются между собой. Для соединения с бурильными трубами на замковых деталях нарезана мелкая трубная резьба.

Переводники – служат для соединения элементов бурильной колонны разного диаметра и типа резьбы.

Компоновку буровой колонны выбирают исходя из конструкции скважины, способа бурения и геологических условий.

Для предотвращения поломок бурильная колонна должна обладать достаточным запасом прочности. Жесткость буровой колонны должна быть достаточной для предотвращения ее продольного изгиба под действием осевого сжатия, вращения и крутящего момента.

При выборе конструкции бурильной колонны необходимо учитывать прочность и массу бурильных труб. Массу бурильной колонны можно уменьшить за счет включения в компоновку более

высокопрочных труб, а также включения ЛБТ. (Уменьшая толщину стенки за счет более высокой гр. прочности “K”).

Большое значение имеет уменьшение диаметра бурильной колонны и резкие переходы внутреннего диаметра, т.к. это приводит к увеличению гидравлических сопротивлений, а следовательно к увеличению давления буровых насосов. В результате этого возрастает износ внутренних гидравлических узлов насосов.

Требования к бурильной колонне:

1. Жесткость

2. Запас прочности

3. Создание минимальной нагрузки на талевую систему

4. Обеспечение минимальной гидравлических сопротивлений

Условия работы бурильной колонны:

В зависимости от способа бурения на бурильную колонну действуют следующие нагрузки:

При роторном способе:

1) растягивающая нагрузка от собственного веса (у устья скважины)

2) сжимающая нагрузка от собственного веса (на забое)

3) изгибающий момент, возникающий в результате центробежных сил в процессе вращения колонны.

4) крутящий момент, необходимый для вращения колонны.

5.2 Технологическая оснастка бурильной колонны

Фильтр служит для очистки промывочной жидкости от примесей попавших в циркуляционную систему. Фильтр устанавливается внутри буровой колонны между ведущей трубой и буровыми трубами. При прохождении бурового раствора через перфорированную крышку фильтра имеющиеся примеси задерживаются, а при подъеме БК – удаляются. Применение фильтров обязательно при турбинном способе бурения.

Калибраторы, центраторы, стабилизаторы в различном сочетании устанавливают в нижней части бурильной колонны для уменьшения темпов самопроизвольного искривления вертикальных скважин, а также увеличения

или уменьшения темпов набора кривизны наклонно-направленных скважин.

Калибраторы служат для выравнивания стенок скважины и устанавливаются непосредственно перед долотом. Калибраторы бывают шарошечными, лопастными. Диаметр калибратора должен быть равен диаметру долота.

Обратный клапан – устанавливается в верхней части бурильной колонны для предотвращения выброса бурового раствора.

Предохранительные кольца – надеваются поверх буровых труб, обычно над ниппелем замка обычно применяются резиновые или металлические. Служат для защиты от износа кондуктора бурильной колонны. Для того чтобы бурильная колонна не соприкасалась со стенками кондуктора,

устанавливаются кольца. В вертикальных скважинах следует устанавливать предохранительные кольца на каждой свече. В наклонно-направленной скважине число колец выбирают в зависимости от интенсивности, искривления скважины (1 – 2 на каждой трубе).

Центраторы предназначены для обеспечения совмещения оси бурильной колонны с осью скважины в местах их установки.

Стабилизаторы , имеющие длину большую по сравнению с длиной центраторов, созданы для стабилизации зенитного угла. Изготавливают их с продольным расположением на УБТ лопастей, армированных твердым сплавом.

Стабилизаторы устанавливают непосредственно над калибратором, или вблизи него, но с учетом предотвращения изгиба УБТ при создании нагрузки на долото.

5.3 Компоновка низа бурильного инструмента при различных ситуациях

С учетом способа, условий и опыта бурения ( на данной площади, соседних площадях или в аналогичных геологических условиях) вначале выбирается предварительная компоновка бурильной колонны, которая затем уточняется по результатам расчета.

Бурильная колонна может составлена из труб одного диаметр, толщины стенки и материала, но может быть скомбинирована из различных комплектов труб, отличающихся по диаметру, толщине стенки и материалу. При роторном бурении бурильную колонну составляют только из стальных труб( так как ЛБТ неудовлетворительно работают в условиях повышенной динамичности, при больших крутящих моментах).

При бурении с забойными двигателями колонна также может быть составлена только из стальных труб. Но чаще применяют комбинированную колонну: из ЛБТ в верхней части и из стальных труб – в нижней. Длину стальных труб определяют расчетным путем.

Наиболее прочные ( по материалу, толщине стенки, точности изготовления) герметичные трубы класса 1 следует использовать в глубоком( и сверхглубоком) бурении со сложными геологическими условиями, либо условия бурения неизвестны или малоизвестны, но ожидаются сложными по прогнозным данным. Такие условия чаще всего встречаются при бурении с ГЗД – на герметичность и гидравлические характеристики трубы бывает целесообразно использовать только на наиболее нагруженных участках колонны.

Трубы из менее прочных материалах, с меньшей толщиной стенки, класса 2, а также частично класса 3 могут отрабатываться в сравнительно легких условиях: в эксплуатационном бурении на глубину до 2000-2500 м в неосложненных условиях. Наименее прочные трубы класса 3 применяются обычно при эксплуатационном бурении в неосложненных условиях на глубину 1500-2000м в зависимости от их фактического состояния.

Очень важным при составлении компоновки является выбор компоновки низа бурильной колонны (КНБК). Под КНБК понимается участок низа колонны, расположенный непосредственно над долотом и оснащенный такими элементами и устройствами, которые позволяют направлять ствол скважины по проектному профилю и создавать необходимую нагрузку на долото, обеспечивать получение качественного, без резких изгибов и уступов, ствола скважины, свободное прохождение наиболее жесткого элемента колонны – ЗД и что особенно важно, - беспрепятственный спуск обсадной колонны в скважину. В состав КНБК с этой целью включают УБТ нескольких размеров по диаметру и длине, нескольких центраторов, располагаемых на расчетных расстояниях, а при необходимости – отклоняющие устройства, калибраторы, стабилизаторы и др. Диаметр УБТ, входящий в состав КНБК, выбирается из условия, чтобы жесткость была не меньше жесткости обсадной колонны.

Литература

1. Вадецкий, Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин: учебник / Ю.В. Вадецкий. – М.: Академия. – 234с.

2. Коршак А.А., Шаммазов А.М. – Основы нефтегазового дела. Уфа «ДизайнПолиграфСервис», 2001.

3. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие. //Под редакцией Мавмотова Р.Х. – М.: Недра, 1982.