Бурильная колонна. Проверка знаний

Вопрос 1. Каково основное предназначение бурильных труб при роторном бурении?
Ответ.
Бурильная колонна (БК) — непрерывная многозвенная система инструментов между вертлюгом на поверхности и долотом на забое скважины. БК соединяет долото (или забойный двигатель и долото) с наземным оборудованием (вертлюгом).
Иногда в состав БК включают также долото и забойный двигатель и выделяют колонну бурильных труб как часть БК.
Бурильная колонна предназначена для следующих целей:
• передачи вращения от ротора к долоту;
• создания нагрузки на долото;
• восприятия реактивного момента забойного двигателя;
• подвода бурового раствора к ПРИ и забою скважины;
• подъема и спуска долота;
• проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов и т.д.).
При креплении скважины БК используют для секционного спуска обсадных колонн, установки цементных мостов.

Вопрос 2. Объясните, почему ведущая труба имеет квадратное сечение.
Ответ.
Ведущая труба предназначена для передачи вращения от ротора к бурильной колонне (роторное бурение) и передачи реактивного момента от бурильной колонны ротору (при бурении с забойным двигателем). Эта труба, как правило, имеет квадратное сечение и проходит через квадратное отверстие в роторе. Одним концом ведущая труба присоединяется к вертлюгу, а другим — к обычной бурильной трубе круглого сечения.

Вопрос 3. Каково основное предназначение калибратора?
Ответ.
Калибраторы — разновидность ПРИ для обработки стенок скважины и сохранения номинального диаметра ее ствола в случае износа долота. В бурильной колонне калибратор размещают непосредственно над долотом. Он одновременно выполняет роль центратора и улучшает условия работы долота.
Калибраторы с прямыми лопастями КЛ и со спиральными лопастями КЛС предназначены для расширения и калибрования ствола скважины по диаметру долота, а также для центрирования и улучшения условий работы долота и стабилизации оси скважины в мягких, средних, твердых малоабразивных и абразивных горных породах.
Калибраторы-расширители КР предназначены для калибрования стенок скважины и увеличения диаметра ствола скважины до требуемого размера.
Калибраторы PDC предназначены для калибровки ствола скважины, улучшения работы долота и забойного двигателя.

Вопрос 4. Действию каких нагрузок подвергается бурильная колонна в процессе бурения?
Ответ.
В процессе бурения БК подвергается действию статических, динамических и переменных (в том числе циклических) нагрузок.
Основные нагрузки на БК (общие при роторном бурении и бурении с забойным двигателем):
• осевая нагрузка растяжения от собственного веса БК, подвешенной в скважине, и перепада давления в долоте;
• продольное усилие сжатия в нижней части БК, разгруженной на забой;
• осевые динамические (инерционные) нагрузки, возникающие при проведении СПО;
• дополнительные осевые нагрузки, необходимые для преодоления местных сопротивлений и сил трения при подъеме БК и при освобождении ее от прихвата.

    Действие нагрузок при различных видах вращательного бурения

  • Роторное бурение:
    Дополнительные переменные изгибающие нагрузки, возникающие при вращении БК;
    Крутящий момент, необходимый для вращения БК в скважине и подвода мощности к долоту;
    Изгибающий знакопеременный момент при вращении БК и искривленном стволе скважины.
  • Бурение с забойным двигателем:
    Дополнительная осевая нагрузка растяжения в подвешенной колонне от перепада давления в турбобуре;
    Реактивный момент, воспринимаемый БК при работе забойного двигателя;
    Статический изгибающий момент при размещении БК в искривленном стволе скважины.

Вопрос 5. Какие виды бурильных труб применяются в глубоком бурении?
Ответ.
По способу изготовления трубы могут быть: цельными; с приварными соединительными концами. У цельных труб утолщение концов может быть обеспечено высадкой внутрь или наружу.
В глубоком бурении применяют горячекатаные бесшовные стальные (СБТ) бурильные трубы с номинальными диаметрами 60, 73, 89, 102, 114, 127 и 140 мм.

Вопрос 6. Перечислите основные требования, которые необходимо соблюдать при эксплуатации бурильных труб.
Ответ.

    При эксплуатации бурильных труб (БТ) необходимо соблюдать следующие основные требования:

  • соблюдение оптимальных соотношений между номинальными диаметрами БТ, УБТ и долота;
  • использование комплекта УБТ, создающего требуемую нагрузку на долото за счет собственного веса и разгружающего БТ от продольных сжимающих усилий;
  • использование спиральных и квадратных УБТ в случае повышенных требований к стабилизации низа БК;
  • профилактика резонансного усиления колебательных процессов в БК;
  • систематический контроль износа БТ и замков к ним, УБТ и переводников и их резьбовых концов;
  • учет работы БТ и своевременное заполнение паспортов на комплекты труб;
  • своевременная выбраковка БТ, имеющих чрезмерный износ или недопустимую стрелу прогиба.

Источник: Бурение нефтяных и газовых скважин: учебное пособие / К.А. Карпов