Бурильна колона

Колона бурильних труб служить для з'єднання породоруйнуючого інструменту, який працює на вибої, із буровою установкою, що змонтована на поверхні і виконує такі основні функції:

– передає від бурової установки і створює за рахунок своєї маси осьове навантаження на породоруйнуючий інструмент;

– передає крутний момент на породоруйнуючий інструмент;

– служить каналом для подачі промивальної рідини на вибій свердловини.

Бурильна колона повинна швидко роз'єднуватись на окремі ланки – свічі при виконанні спуску і підйому породоруйнуючого інструмента. Основний вид з'єднання бурильних труб – різьбовий. За видом з'єднання розрізняють муфто-замкові труби та ніпельні.

Муфто-замкове з'єднання має більший внутрішній перетин, більшу міцність, дозволяє швидко згвинчувати і розгвинчувати свічі, забезпечує герметичність. Їх застосовують при твердосплавному бурінні, а також при алмазному бурінні діаметрами 93 мм і більше. Труби в свічі згвинчуються трубними муфтами, свічі між собою згвинчуються замками. Замок складається з двох частин – ніпеля замка і муфти замка. Стальні бурильні труби для колонкового буріння муфто-замкового з'єднання випускають таких діаметрів: 42; 50; 63,5; 73 мм.

Ніпельне з'єднання надає колоні гладкостовбурність за зовнішнім діаметру, що дозволяє знизити вібрації шляхом приближення діаметра труб до діаметра свердловини. Використовують їх при високообертовому алмазному бурінні. Існує два типи ніпельного з'єднання. При першому труби в свічі згвинчуються однопрорізними ніпелями типу А, свічі між собою згвинчуються двопрорізними ніпелями типу Б (на верхньому кінці свічі) і однопрорізними ніпелями типу А (на нижньому кінці свічі). При другому труби в свічі згвинчуються однопрорізними ніпелями типу В, свічі між собою згвинчуються двопрорізними ніпелями типу Б (на верхньому кінці свічі) і однопрорізними ніпелями типу А (на нижньому кінці свічі). Стальні бурильні труби для колонкового буріння ніпельного з'єднання випускають таких діаметрів: 33,5; 42; 50; 54 і 68 мм.

Для підвищення маси і жорсткості нижньої частини бурильної колони застосовують обважені бурильні труби (ОБТ). Їх застосування дозволяє колоні працювати більш спокійно, зменшити обриви труб та викривлення свердловини. Тому ОБТ включають в склад бурильної колони при бурінні свердловин великого діаметру (76-152 мм) і при необхідності створення осьового навантаження на породоруйнівний інструмент більш ніж 1500 даН, а також в геологічних умовах, що сприяють викривленню стовбура свердловини. Діаметр ОБТ обирають наступним чином. При бурінні в інтервалах нестійких порід діаметр ОБТ беруть на розмір менше ніж діаметр колонкової труби, для того щоб забезпечити можливість обурювання труб у разі виникнення аварії. В інших випадках приймають діаметр ОБТ таким як і діаметр колонкової труби. При бурінні свердловин діаметрами 76-112 мм застосовують труби геологорозвідувального стандарту діаметрами 73, 89 і 108 мм. Для діаметрів 112-151 мм можна використовувати труби нафтового стандарту діаметрами 104,8; 120 і 146 мм. Вага ОБТ повинна на 25 % перевищувати осьове навантаження на породоруйнуючий інструмент.

При бурінні на великій глибині з метою зниження ваги бурильної колони і зменшення затрат потужності на обертання і підйом бурового снаряда використовують легкосплавні бурильні труби (ЛБТ), які виготовлені з алюмінієвого сплаву Д16Т.

При маркуванні труб перша літера вказує на матеріал виготовлення або масу труб (Л, С або О). Дві наступні вказують що це бурильні труби (БТ). Остання – тип з'єднання (Н або М). Потім вказують зовнішній діаметр труб. Наприклад, СБТМ-50; ОБТ-89; ЛБТН-54.

Діаметр бурильних труб підбирають за співвідношенням

,

де D_к – діаметр коронки, j – раціональна величина співвідношення між діаметром бурильних труб та діаметром свердловини, для бурильних труб ніпельного з'єднання j=0,88¸0,93 для буріння свердловин з високими частотами обертання, для буріння свердловин з порівняно невеликою частотою обертання j=0,83, для бурильних труб муфто-замкового з'єднання j=0,60.

Розрахунковий діаметр уточнюють у відповідності до держстандарту на бурильні труби.