RU32527U1 - Бурильная труба - Google Patents

Description

liiliiijiiso

..„(li lVe.i-liV -L:I,JL--1-J J -:,...- ,- ...v: -,.--..; ;2:Tffo- :o: if

Заявляемая полезная модель ошносишся к области глубокого бурения, а именно к конструкции бурильных пзруб, используемых при строительстве нефтяных и газовых скважин.

Известны конструкции стальных бурильных труб с высаженными концами и приваренными к ним замками, отличающиеся тем, что аксиальная протяженность внешней высадки меньше внутренней (патент СССР № 1836536, кл. Е21В17/00; ГОСТ Р50278-92 «Трубы бурильные с приваренными замками).

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является бурильная труба с приваренными замковыми элементами, включающая тело трубы с высаженными концами. При этом общая аксиальная протяженность наружной высадки превышает общ; то аксиальную протяженность внутренней высадки (заявка РФ № 95115908, кл.Е21В17/00). Однако указанная конструкция, также как и выщеназванные, не обеспечивает необходимую надежность работы трубы при глубоком бурении, что обусловлено неравнопрочностью тела трубы и переходной зоны ее высаженных концов, поскольку не определена величина перекрытия.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании такой конструкции бурильной

МПК E21B17/00 БУРИЛЬНАЯ ТРУБА

трубы, которая обеспечивала бы необходимую надежность при ее эксплуатации.

Поставленная задача решается за счет того, что в бурильной трубе с приваренными по ее концам замковыми элементами, включающей тело трубы с высаженными концами, у которых общая аксиальная протяженность цилиндрического участка наружной высадки и ее переходного участка к гладкому телу трубы превышает общую аксиальную протяженность цилиндрического участка внутренней высадки и ее переходного участка, в отличие от прототипа толщина стенки трубы в месте перехода от внутренней высадки к внутренней поверхности трубы превышает не менее чем на 4,5% толщину стенки гладкого тела трубы.

Кроме того, в частном случае аксиальная протяженность цилиндрического участка наружной вьгсадки может превышать общую аксиальную протяженность цилиндрического и переходного участков внутренней высадки на величину, не меньшую толщины стенки гладкого тела трубы.

Технический результат, получаемый при использовании предложенной бурильной трубы, заключается в следующем. Как показали проведенные экспериментальные исследования, наименее прочным элементом существующих конструкций бурильных труб с приваренными замками является сечение начала перехода от гладкой внутренней поверхности трубы к цилиндрическому участку внутренней высадки. Результаты экспериментов лишь подтверждают данные промысловой эксплуатации отечественных и импортных бурильных труб при строительстве скважин, особенно

при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин роторным способом. Наличие концентратора напряжений в этом сечении касается и ниппельного, и муфтового концов трубы) определяет надежность трубы в целом и ее ресурс. Построенная математическая модель, определяющая величину усталостных напряжений в любом сечении трубы в зависимости от параметров ее нагружения, позволила, варьируя геометрические параметры высадки, минимизировать влияние рассматриваемого концентратора, доведя напряжения в указанном сечении практически до значений напряжений в гладком теле трубы (см. фиг. 2. 3):

О-1Т1 а-1Т2; О-1Н1 cj-iHs; o-mi

О-1В1 (1,3 4- 1,б)а-1вг; С5-1В1 (1,3 4- l,7)a-iTi;

О-1В2 c-iTi , где:

o-iTi, О-1Т2 - усталостные напряжения гладкого тела трубы при аналогичных нагрузках соответственно для конструкции по гост Р50278-92 и предлагаемой;

О-1Н1, - Фо же для ниппельных концов;

o-iMi, 0-1М2 - то же для муфтовых концов;

cy-iBi, О-1В2 -то же для переходной зоны внутренней высадки. При этом выяснилось, что если разность толщин стенки трубы в указанном опасном сечении и гладком теле трубы будет меньше 4,5%, то влияние данного концентратора напряжений будет возрастать. Таким образом, обеспечить равнопрочность по всей длине трубы, и, естественно, значительно повысить надежность работы предложенной конструкции возможно лишь при указанном выше соотношении параметров трубы.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид предложенной бурильной трубы, на фиг. 2 - распределение усталостных напряжений по длине трубы по ГОСТ PS0278-92, на фиг. 3 - распределение усталостнык напряжений по длине предлагаемой трубы при аналогичных нагрузках.

Предлагаемая конструкция бурильной трубы включает тело 1, высаженные концы 2, замковые элементы 3, соединенные с высаженными концами сварными щвами 4. Высаженные концы имеют наружную высадку, аксиальная протяженность цилиндрического участка 5 которой равна LI, а аксиальной протяженностью ее переходного участка б составляет Ьа. Внутренняя высадка имеет цилиндрический участок 7 с аксиальной протяженностью Ьз и переходный участок, аксиальная протяженность которого составляет L4 . Толщина стенки гладкого тела трубы составляет S, толщина стенки в месте перехода от внутренней высадки к гладкой внутренней поверхности трубы - Si. DH - диаметр цилиндрического участка наружной высадки; с1вн - диаметр цилиндрического участка внутренней высадки, D - наружный диаметр гладкого тела трубы; d - внутренний диаметр гладкого тела трубы.

При строительстве новых скважин на нефть и газ в России в основном используются стальные бурильные трубы ПК-127х9,2 групп прочности Д, Е, л. Для снижения потребности в высадочном инсшруменше указанные трубы выпускаются с высадкой, соошвешсшвующей группе прочносши Л. В связи со сказанным в качестве примера оптимальной высадки, обеспечивающей минимально возможные напряжения в переходной зоне, в таблице приведены

параметры высадки трубы 0127x9,2 группы прочности Л:

ЗаявительПрезидент ООО ,

, ,-/,.ОМяя,

«Нефтепромдиагн4Й|Р

lUi %,

ff -.

г иченно

С,Л,ДобрыйИИ

Claims (2)

1. Бурильная труба с приваренными по ее концам замковыми элементами, включающая тело трубы с высаженными концами, у которых общая аксиальная протяженность цилиндрического участка наружной высадки и ее переходного участка от гладкого тела трубы к высаженному концу превышает общую аксиальную протяженность цилиндрического участка внутренней высадки и ее переходного участка, отличающаяся тем, что толщина стенки трубы в месте перехода от внутренней высадки к внутренней поверхности трубы превышает не менее чем на 4,5% толщину стенки гладкого тела трубы.

2. Бурильная труба по п.1, отличающаяся тем, что аксиальная протяженность цилиндрического участка наружной высадки превышает общую аксиальную протяженность цилиндрического и переходного участков внутренней высадки на величину, не меньшую толщины стенки гладкого тела трубы.