Бурильные трубы
Конструкция бурильных труб определяется их назначением и
рациональной областью их применения.
По конструкции
бурильные колонны подразделяются на одинарные, применяемые для
подъема керна выбуренных пород при помощи колонковых наборов одновременно с
бурильной колонной или при помощи съемных керноприемников, извлекаемых на канате
(или при помощи гидроподъема съемного керноприемника) и на двойные, применяемые
для гидро- или пневмотранспортирования керна и осколочных фракций горных пород с
забоя по внутренней трубе.
По внешнему облику бурильные колонны
подразделяются на гладкоствольные (бурильные трубы и их соединения имеют
практически одинаковый наружный диаметр) и на негладкоствольные (колонны
отличаются тем, что наружный диаметр соединений заметно больше наружного
диаметра бурильной трубы).
По способу стыковки труб и их
соединений бурильные колонны подразделяются на колонны с отдельными {навертными)
соединениями, соединяемыми с трубами с помощью резьбы, и на бурильные колонны с
приваренными соединениями.
В зависимости от материала, из которого
изготавливаются бурильные трубы, колонны подразделяются на стальные и
легкосплавные (алюминиевые). Алюминиевые трубы соединяются в бурильные свечи
(бурильные колонны) при помощи стальных навертных соединений.
В
зависимости от способа механизации проведения спуско-подъемных операций с
бурильными колоннами их соединения подразделяются на гладкие (имеющие гладкую
наружную поверхность), применяемые при бурении установками с подвижнъш
вращателем плашечным трубодержателем и с прорезями (лысками) под накидные
элеваторы (наголовники), и ключи-вилки, применяемые при бурении установками
шпиндельного типа с лебедочным спуско-подъемом и механическим
свинчиванием-развинчиванием бурильных свечей (труб).
Для установления единой
концепции в создании бурильных труб СКБ «Геотехника» при участии ВИТРа
разработан ГОСТ Р «Трубы бурильные геологоразведочные, типы и основные
параметры», распространяющийся на бурильные трубы, предназначенные для всех
видов, способов и условий геологоразведочного бурения на
твердые полезные ископаемые и воду, при поисках и разведке,
инженерно-геологических изысканиях, сейсморазведке, строительстве и
т.д.
Типы бурильных труб по областям применения приведены в табл. 3.1.
Основные размеры
бурильных колонн нового сортамента соответствуют приведенным в табл. 3.2.
Основные размеры
резьбы для соединения деталей резьбовых соединений бурильных труб нового
сортамента приведены в табл.
3.3.
Механические свойства материала бурильных труб должны
соответствовать приведенным в табл. 3.4 и табл.
3.5.
Таблица 3.4. Механические свойства материала стальных труб
| Параметры ме ханических свойств | Нормы по видам термообработки стали | ||||
| Нормализация | Улучшение* | Поверхностная закалка** | |||
| Труб из углеродистой стали | Труб из легированной стали | Труб из углеродистой стали | Труб из легированной стали | ||
| Временное со противление разрыву σв, МПа (кгс/мм ) | 539(55) | 686(70) | 823(84) | 882(90) | - |
| Предел текучести σт, МПа (кгс/мм ) | 323(33) | 490(50) | 686(70) | 735(75) | - |
| Относительное удлинение δ5, % | 16 | 12 | 12 | 11 | - |
| Твердость, HRCэ, НВ |
- 187 |
- 197 |
26 - |
28 - |
47 - |
* При изготовлении труб из углеродистой стали механические свойства после операции улучшения могут отличаться от приведенных в таблице 3.4 и уточняться по согласованию с заказчиком.
** Поверхностная закалка тела трубы — по требованию заказчика
Таблица 3.5. Механические свойства материала легкосплавных труб
| Параметры механических свойств | Нормы по видам прочности | |
| Нормальной* | Повышенной** | |
| Временное сопротивление разрыву σв, МПа (кгс/мм2 ) | 392(40) | 530(54) |
| Предел текучести σТ, МПа (кгс/мм2 ) | 255(26) | 460(47) |
| Относительное удлинение δ5, % | 12 | 8 |
*Сплав Д16Т по ГОСТ 23786 - 79.
**Сплав 1953 Т1 по стандарту ИСО
5226.
Механические свойства материала стальных резьбовых соединений
бурильных труб (сталь 40ХН по ГОСТ 4543 после объемной термообработки) должны
быть не ниже следующих:
- временное сопротивление разрыву σв, МПа (кгс/мм2) - 882(90)
- предел текучести σт, МПа (кгс/мм2) - 686(70)
- относительное удлинение ơ5, % - 15
- относительное сужение Ψ, % - 50
- ударная вязкость при 20 °С на образцах KCU, Нм/см2 (кгс -
м/см2 ) - 118(12)
твердость, HRCэ - после объемной закалки - 28
- после поверхностной закалки - 49
- после химико-термического упрочнения - 55.
