Про буровые трубы ТБ, ТБСУ
Бурильные трубы (ТБСУ), соединяемые в колонну, длина которой должна соответствовать глубине сооружаемой скважины, являются очень важной частью набора бурового инструмента (труба колонковая, коронка буровая твердосплавная см, са, кту, м, переводник фрезерный П1, переводник переводной), с помощью которого осуществляется вращательное или ударно-вращательное бурение. Колонны бурильных труб участвуют в выполнении всех основных процессов.
Колонна бурильных труб ТБСУ —канал для подачи на забой очистного агента (при прямой схеме) или выхода его на поверхность (при обратной схеме удаления продуктов разрушения). В последнем случае по этому каналу могут транспортироваться и кусочки керна. Одновременно колонна БТ может служить каналом для передачи энергии забойным машинам гидравлического или пневматического действия. Кроме того, она может воспринимать реактивный момент при использовании забойных машин вращательного действия. Наконец, бурильные трубы часто используются при выполнении некоторых специальных работ и проведении исследований в скважинах: при ориентировании отклонителей в случае направленного бурения скважин; при тампонажных работах (изоляционные материалы сорбер) или устройстве искусственных забоев, мостов и пробок; при ликвидации аварий; при измерении искривления скважин и в других случаях.
В связи с таким разнообразием выполняемых функций и условий работы в скважине бурильные трубы подвергаются сложным деформациям, а также абразивному износу, которые вызывают существенные, часто знакопеременные напряжения: кручения, сжатия, растяжения, изгиба и т. д. Этим и определяются основные требования, предъявляемые к бурильным трубам для бурения геологоразведочных скважин — высокая прочность и износостойкость; небольшой диаметр; возможность быстрого соединения труб в колонну и разъединения на элементы при выполнении спускоподъемных операций; небольшая величина гидравлических сопротивлений внутреннего канала бурильной колонны; герметичность соединений; равнопрочность колонны буровой трубы ТБСУ; возможность механизации СПО; надежность и долговечность работы элементов бурильной колонны.
Применение труб в качестве бурильного вала практически началось с появлением алмазного породоразрушающего инструмента в 1862 г. Диаметр и глубина скважин при этом были незначительными, а бурение осуществлялось при сравнительно малой частоте вращения. Бурильные трубы ТБСУ, называвшиеся ранее штангами (штанга бурильная) (по аналогии с буровым инструментом для ударно-штангового бурения), собирались в колонну с помощью ниппельных резьбовых соединений (БТН), конструкция которых мало изменилась до настоящего времени. Повышалось только их качество.
С внедрением в практику вращательного бурения геологоразведочных скважин инструментов твердосплавного (коронка буровая твердосплавная см, са, м, кту), дробового и шарошечного типов, с увеличением диаметра и глубины скважин, а также частоты вращения бурового снаряда, бурильные трубы ниппельного соединения небольшого диаметра оказались мало пригодными из-за недостаточной прочности резьбовых соединений, быстрого износа, больших гидравлических сопротивлений при циркуляции промывочной жидкости, а также длительности их свинчивания и развинчивания. В связи с этим стали разрабатываться и внедряться в практику бурения геологоразведочных скважин бурильные трубы с муфтово-замковыми соединениями (БТМ). Замковые соединения (замок буровой) позволили упростить и ускорить процесс свинчивания и развин¬чивания БТ при спуско-подъемных операциях, а также повысить надежность разъемных резьбовых соединений. Кроме того, у колонны БТМ внутренний канал имел более равномерное сечение (без резких сужений), что заметно уменьшило гидравлические потери при циркуляции промывочной жидкости. Наконец, колонна БТМ позволяла передавать на породоразрушающий бурильный инструмент больший крутящий момент.
В практике бурения геологоразведочных скважин в настоящее время находят применение бурильные трубы, изготовляемые из сталей различных марок и из легкого сплава, параметры которых определены нормалями и государственными стандартами.
Соединение бурильных труб осуществляется с помощью резьб различными способами: с помощью ниппелей (Н), муфт и замков (МЗ), ниппелей и замков (НЗ) или просто — труба в трубу. В последнем случае концы бурильных труб снабжаются специальной резьбой, соответствующей резьбе присоединяемого элемента.