Газо- и нефтедобывающая отрасль остаются сегодня ведущей и одной из самых ресурсоемких сфер деятельности человечества. Для ее обеспечения работают множество заводов и производств, выпускающих сопутствующую трубную продукцию, расходники и качественный инструмент. В частности трубы бурильные с внутренней высадкой обоих концов массово востребованы в буровом и изыскательном деле.
Назначение и сфера применения труб бурильных ГОСТ 7909-56
Труба бурильная ГОСТ 7909-56 применяется во время проведения бурильных и геологоразведочных работ. Ее используют при вертикальном и колонковом бурении на глубину, не превышающую 2 тысяч метров. Во время выполнения вертикального бурения скважин все трубы должны скрепляться между собой в единое целое, образуя цельную буровую колонну.
С помощью данного оборудования в шахту или буровую скважину осуществляется подача и подъем инструмента, который разрушает породу. Также трубы для бурения передают вращение на спускаемый инструмент. Колонна, составленная из отдельных труб, служит каналом, по которому вниз подается специальная жидкость, осуществляющая промывку, или воздух под давлением.
Технология производства и особенности эксплуатации
Бурильная труба с высаженными внутрь концами производится из прочной стали группы «К», особых стальных сплавов и алюминия. Всего разделяют три вида таких труб:
- ведущие – имеют многогранное сложное сечение, производятся из особо прочных сплавов, на конце каждое имеется обязательное утолщение обсадкой внутрь, что придает особую прочность конструкции;
- утяжеленные – для изготовления используют сталь, в поперечное сечение образует круг или квадрат, толщина стенок составляет 16-50 мм;
- обычные – производятся из стальных и алюминиевых сплавов. В разрезе представляют круглое сечение, с толщиной стенки в 4,75-11 мм.
Герметичность труб обеспечивается замковым соединением и муфтами, которые снабжены резьбой. Резьбу имеют и все трубы. Для прочности, каждая на конце имеет утолщение внутренней высадкой.
Маркировка и требования к изделию
Труба бурильная ГОСТ 7909-56 изготавливается в нескольких размерных вариантах и может иметь длину от 1,5 до 6 метров, и 42-63,5 мм в диаметре. Существуют предельные допуски отклонения от нормы. Например, непрямолинейность труб на любом участке не должна превышать 1 мм на 1 м длины.
Размеры труб для бурения, согласно ГОСТ 7909-56, мм
Наружный диаметр трубы
D
Теоретическая масса, кг, при плотности 7,85
Внутренний диаметр у торца 
Внутренний диаметр у конца высадки
align="center"d1
Длина до переходной части не менее
l1
1 м длины гладкой части трубы
Увеличение массы одной трубы за счет высадки обоих концов
С целью увеличения прочности бурильных труб, в соответствии с ГОСТ 631-75, их концы в нарезанной части высаживаются либо внутрь, либо наружу. Существует четыре типа труб с высаженными концами.
Бурильные трубы типов 1 и 2, имеют на конце трубы навинченную муфтовую либо ниппельную часть замка, с резьбой треугольного профиля.
Бурильные трубы типов 3 и 4, обозначаемые как ТБВК и ТБНК, имеют высаженные внутрь и наружу концы, и конические стабилизирующие пояски, предназначенные для упрочнения и предупреждения усталостных разрушений на трубной резьбе.
Трубы всех четырех типов могут быть изготовлены длиной от 6 до 8 м (условный диаметр 60-102 мм), а также длиной 11,5 м (условный диаметр 114 -168 мм). Длина бурильное трубы это линейное расстояние между ее торцами.
Допускаемая кривизна бурильных труб на концевых участках (треть от общей длины) допускается не более 1,3мм/1м. Стрела прогиба (общая кривизна по трубе) в ее центре допускается не более 1/2000 от ее общей длины. Существует также такое понятие, как «кривизна конца трубы». Это стрела прогиба, деленная на расстояние от места измерения, до близлежащего конца бурильной трубы, без учета высадки.
Трубы и муфты изготавливаются из следующих видов стали:
– углеродистых – марка 45;
– легированных – марки 35Г2СВ, 36Г2С и 38ХНМ.
Механические свойства материалов, из которых изготавливаются описанные трубы и муфты:
Муфты для бурильных труб, диаметром до 114мм, изготавливаются из стали, группа прочности которой имеет более высокие механические свойства. Бурильный трубы, и муфты диаметром 114 мм и выше, изготавливаются из сталей одной группы прочности. На всех бурильных трубах, на расстоянии 0,5 м от конца наносится клеймо с маркировкой, включающее следующие данные:
– № бурильной трубы;
– толщина стенки;
– группа прочности;
– наименование завода-изготовителя;
– месяц и год выпуска.
Профиль треугольной резьбы бурильных труб с высаженными концами типов 1 и 2:
1 – муфта; 2 – труба; I – линия, параллельная оси резьбы; II – линия среднего диаметра резьбы.
Размеры профиля треугольной резьбы труб с высаженными концами типов 1 и 2:
Резьбовое соединение бурильных труб с высаженными концами типов 1 и 2:
а – свинченное вручную соединение; б – свинченное на станке соединение; I – конец сбега резьбы; II – линия, параллельная оси резьбы; III – линия среднего диаметра резьбы.
Профиль резьбы и резьбовое соединение бурильных труб с высаженными внутрь и наружу концами типов 3 и 4 значительно отличаются от вышеописанных труб, типов 1 и 2.
Профиль трапецеидальной резьбы бурильных труб с высаженными концами типов 3 и 4:
I – линия, параллельная оси резьбы; II – ось резьбы.
Резьбовое соединение бурильных труб с высаженными концами типов 3 и 4:
I – основная плоскость; II – расчетная плоскость конического стабилизирующего пояска; III – ось резьбы.
Условные обозначения бурильных труб с высаженными внутрь и наружу концами:
– Труба В-89х7-Д – бурильная труба типа 1, диаметром 89мм с толщиной стенки 7 мм, группа прочности «Д», точность изготовления обычная.
– Труба ВП-127х10-Д – бурильная труба типа 1, диаметром 127мм с толщиной стенки 10 мм, группа прочности Д, точность изготовления повышенная.
– Труба Н-102х8-Д – бурильная труба типа 2, диаметром 102мм с толщиной стенки 8 мм, группа прочности «Д», точность изготовления обычная.
– Труба НП-140х11-Д – бурильная труба типа 2, диаметром 140мм с толщиной стенки 11 мм, группа прочности «Д», точность изготовления повышенная.
– Труба ВК-102х10-Д – бурильная труба типа 3, диаметром 102мм с толщиной стенки 10 мм, группа прочности «Д», точность изготовления обычная.
– Труба НК 114х11-Д – бурильная труба типа 4, диаметром 114мм с толщиной стенки 11 мм, группа прочности «Д», точность изготовления обычная.
Условные обозначения муфт, для бурильных труб с высаженными внутрь и наружу концами:
– Муфта В-89х7-Д – муфта к бурильной трубе типа 1, диаметром 89мм с толщиной стенки 7 мм, группа прочности «Д».
– Муфта Н-102х8-Д – муфта к бурильной трубе типа 2, диаметром 102мм с толщиной стенки 8 мм, группа прочности «Д».
В случае если на бурильных трубах и муфтах к ним используется левая резьба, то в обозначении после слова «Муфта» или «Труба» ставится буква Л.
Для увеличения толщины стенок и прочности бурильных труб в нарезанной части концы их высаживаются внутрь или наружу (ГОСТ 631—75). Бурильные трубы соединяются в колонну с помощью замков. На конец трубы (тип 1, 2 до ГОСТ 631—75) навинчивается на резьбе треугольного профиля муфтовая или ниппельная часть замка.
С целью упрочнения и исключения возможности усталостного разрушения трубы по трубной резьбе применяются бурильные трубы с высаженными внутрь и наружу концами и коническими стабилизирующими поясками — тип 3, 4 по ГОСТ 631—75. В практике бурения их называют соответственно ТБВК, ТБНК.
Короткие трубы (6 м) с резьбой треугольного профиля предварительно соединяются между собой соединительными муфтами.
Трубы типов 1, 2 изготовляются с правой и левой резьбамл, трубы типов 3, 4 — с правой резьбой и по соглашению потребителя с изготовителем — с левой.
Трубы всех типов изготовляются длиной:
6,8 и 11,5 м — при условном диаметре труб 60—102 мм; 11,5 м — при условном диаметре труб 114 — 168 мм.
В поставляемой партии допускается до 25% труб длиной 8 м и до 8% —длиной 6 м. С согласия потребителя допускается изготовление труб диаметром 114 мм, длиной 6 и 8 м. Длина трубы определяется расстоянием между ее торцами, а при наличии навинченной муфты — расстоянием от свободного торца муфты до последней риски резьбы другого конца трубы.
Рис. 38. Трубы с высаженными внутрь концами и муфты к ним (тип 1)
Рис. 39. Трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним (тип 2)
Допускается применение бурильных труб длиной 11,5 м, сваренных по месту высадки из двух труб по специальным техническим условиям.
Трубы типов 1, 2 длиной 6, 8 и 11,5 м поставляются без муфт, а по заказу потребителя трубы длиной 6 и 8 м — в комплекте с навинченными вручную муфтами.
Допускаются следующие отклонения по размерам и массе труб:
По наружному диаметру трубы, %: при обычной точности изготовления (трубы типов 1—4) . ±1
при повышенной точности изготовления (трубы типов 1,2) . . . ±0,75 Увеличение наружного диаметра за высаженной наружу частью труб, мм: типа 2 на длине не более 100 м .
Рис. 40. Конец трубы с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поисками (тип 3)
Рис. 41. Конец трубы с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками (тип 4)
По длине труб для типов 1—4, м: . . t длиной 6—8 м . . +0,6
длиной 11,5 м . >. . +0,9
По длине муфты, мм . . ±3
По массе одной трубы, %: обычной точности (трубы типов 1—4) . .. +9
повышенной точности (трубы типов 1,2) . . . +6,5
Овальность и разностенность не должны выводить размеры труб за предельные отклонения по наружному диаметру и толщине стенки.
Кривизна труб на концевых участках, равных одной трети длины трубы, не должна превышать 1,3 мм на 1 м. Общая кривизна трубы (стрела прогиба) на середине длины трубы не должна превышать 1/2000 длины трубы. Кривизна конца трубы — частное от деления стрелы прогиба на расстояние от места измерения до ближайшего конца трубы. Длина высадки в расчет не принимается.
Условное обозначение бурильных труб: вид высадки, точность изготовления (труб типов 1 и 2) буква К — для труб типов 3 и 4, условный диаметр трубы, толщина стенки, группа прочности и ГОСТ 631—75.
