Бурильные трубы – ГОСТ, систематизация, особенности, размеры
Для бурения скважин используются специальные виды труб. Они обладают повышенной прочностью, а на утолщенных концах имеют специальные соединения, называемые замками. Какими должны быть бурильные трубы, ГОСТ определяет в зависимости от назначения и материала изготовления изделий, а также от способа устройства скважины и формы замка. Полная классификация бурильных труб по конструктивному исполнению обширна, а действующих нормативных документов на сегодняшний день существует несколько. Каждый из стандартов регламентирует технические условия определенной группы бурильных труб.
Систематизация
Бурильные трубы разделяются по нескольким признакам:- по назначению – на ведущие и рядовые;
- по материалу изготовления – на стальные или из алюминиевых сплавов;
- по конструктивному исполнению замков – с резьбой или без резьбы, с разъемными или неразъемными соединениями, с приваренными элементами или высадкой;
- по форме сечения – на круглые и многогранные;
- по толщине стенки – на обычные и утяжеленные;
Ведущие трубы отличаются многогранным внешним сечением – с 4-мя, 6-ю или 8-ю гранями. Но отверстие в них выполняется традиционной цилиндрической формы. В функции ведущих элементов входит передача вращательного движения колонне от буровой установки. Они являются соединительным звеном между механизмом и рядовыми трубами, поэтому всегда устанавливаются в верхней части. Такие изделия вполне можно отнести к одному из элементов бурильной машины.
Утяжеленные трубы создают дополнительное усилие, что содействует более быстрому и качественному бурению скважин. Они устанавливаются в нижней части буровой колонны. На концах труб располагается коническая резьба, а на наружной поверхности нередко делаются канавки в виде спирали или наплывы из твердосплавных металлов.
Благодаря утяжеленным трубам, скважины занимают точное проектное положение с минимальными отклонениями по вертикали.
Обычные трубы являются самостоятельными элементами, поэтому считать их частью оборудования будет ошибкой. Никаких особенностей у них, кроме наличия замков с двух сторон, нет. Их длина и диаметр никоим образом не зависят от модели буровой установки. Параметры определяются, исходя из глубины скважины и ее назначения.
Стыковочные соединения труб бывают:
- муфтовыми – универсальный способ, предусматривающий применение переходных муфт и резьбовых замков;
- ниппельными – изделия используются в геологоразведке при бурении скважин малых диаметров;
- приваренными – наружная поверхность бурильного столба получается гладкой, а стыки – прочными.
Особенности
Этапы бурения сопровождаются существенными нагрузками, в связи с чем, бурильные трубы изготавливают бесшовными. Их производят из высокопрочной стали или алюминиевых сплавов, существенно снижающих общую массу буровой колонны. Концы труб делают с утолщением, так как именно на стыках появляются максимальные нагрузки во время продвижения колонны в грунт. Уширения стенок могут располагаться с наружных, внутренних или обеих сторон.
С помощью бурильных труб делается своеобразный прокол в земле, называемый скважиной. Ствол устанавливается на заданную глубину методом бурения. При этом происходит разрушение породы с одновременным промыванием или продувкой прохода.
Бурильные трубы поддаются восстановлению. В данном случае выполняется одна или несколько операций:
- ультразвуковая дефектоскопия – помогает выявить скрытые повреждения;
- механическая чистка – используются щетки и фрезы;
- правка геометрической формы – производится с помощью высокоточного оборудования;
- гидравлическая промывка под напором;
- нанесение антикоррозийного слоя способом фосфатирования;
- наплавка - увеличение толщины зоны замков путем индукционной или электродуговой сварки;
- нарезка резьбы или канавок.
После окончания восстановительных работ проводят окончательную дефектоскопию. При подтверждении отсутствия недостатков и соответствия нормативным требованиям, трубы окрашивают, после чего наносят на их внешнюю поверхность необходимые обозначения.
Нормативы
Перечень некоторых государственных стандартов (ГОСТ), имеющих непосредственное отношение к буровым трубам:
- Р 51245-99 – стальные универсальные;
- 23786-79 – из легких сплавов (алюминиевых);
- 7909-56 – для геологоразведочных работ;
- 8467-83 – из стали с ниппельным соединением;
- Р 50278-92 – с приваренными замками;
- 631-75 – с высаженными концами.
Стандарты, касающиеся замков:
- 27834-95 – приварные;
- 7918-75 – ниппели и муфты;
- 5286-75 – общие положения;
- Р 50864 – о резьбе для замкового соединения.
Бурильные утяжеленные трубы подчиняются требованиям нескольких ТУ.
Стандартом на стальные бурильные трубы предусматривается их использование в геологоразведке и инженерных изысканиях в строительстве. Наружный диаметр труб может составлять 43…85мм при толщине стенки 3,5; 4,5 и 6мм. Изделия из легких сплавов изготавливаются диаметром 54…108мм при толщине стенки 7,5; 8 и 9мм. Для бурения скважин в геологоразведочных целях предназначаются трубы диаметром 42…63,5мм при толщине стенки 5; 5,5 и 6мм.
Изделия с приваренными замками выпускаются с тремя видами высадки:
- внутренней – при диаметре 73…102мм толщина стенки составляет – 8,9 и 11мм;
- с наружной – при диаметре 60…127мм толщина стенки составляет 7…13мм;
- с комбинированной – при диаметре 114…140мм толщина стенки составляет 9, 11 и 13мм.
Изделия с ниппельным соединением имеют диаметр 42, 54 и 68мм, а толщину стенки – 4,5мм. А трубы с высаженными внутрь или наружу концами при муфтовой стыковке изготавливают диаметром 60…168мм при толщине стенки 7…11мм. Таковы требования вышеперечисленных стандартов.
Бурильные трубы используются при устройстве скважин различных диаметров и глубин. Через них передается вращение на режущую коронку, поднимается и опускается ударное оборудование и промывочная жидкость непосредственно в забой. Они являются непременной составляющей буровых установок и используются при разных способах бурения.
Потребность в тонкостенных трубах из нержавейки наблюдается во многих отраслях промышленности, включая медицинскую, пищевую и аэрокосмическую. Исключительное превосходство перед аналогичной продукцией сделали их востребованными, а во многих случаях – незаменимыми. А высокая стоимость труб с лихвой окупается их качеством и долговечностью.
Сегодня обсадные трубы, устанавливаемые в скважины на воду, изготавливают из стали, пластика и асбестоцемента. Каждый их материалов имеет свои особенности и ограничения, достоинства и недостатки. Какие именно изделия следует выбрать, зависит от нескольких факторов, в том числе и стоимости.