I. Напряжения (в МПа) в растянутой части колонны: на вертикальном или наклонном участке
dp = |
0,0\POTV/F, |
от = 0, |
оа = 2,47 |
; |
на участке набора или спада кривизны |
|
|||
ар = |
0,01Рстр/Л |
от = оа, |
oa = ED/2R, |
|
где ар — напряжения растяжения, Р отр — нагрузка растяжения, действующая при бурении на рассматриваемое сечение, Н (опре деляется по формулам предыдущего раздела); F — площадь опас
ного сечения |
тела трубы, см2; crm, оа — постоянное и переменное |
|||||||
напряжение |
изгиба; |
Е — модуль |
упругости |
материала трубы |
||||
(для СБТ Е = 2,1 105 МПа, для АБТ Е = |
0 ,7 -105 МПа); / — |
|||||||
стрела |
прогиба трубы, |
см, f = |
0,5 |
(DCKB — D3); DCKB, D3 — диа |
||||
метры |
скважины и |
замка; L ■— длина полуволны вращающейся |
||||||
колонны, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = 0,0955 V EIlqn2. |
|
|
|||
I — осевой момент инерции тела трубы, см4, / |
= |
0,049 (D4 — d4); |
||||||
D, d — наружный и внутренний диаметры тела |
трубы, см; q — |
|||||||
масса |
1 см |
бурильной трубы в рассматриваемом сечении, кг; |
||||||
п — частота |
вращения |
ротора, |
об/мин; R — пространственный |
|||||
радиус кривизны траектории ствола скважины на рассматрива емом интервале длиной I (в м), см, R = 100//фк.
II. Напряжения в «нулевом» сечении рассчитывают по при веденным выше формулам при условии сгр = 0. Так как «нулевое» сечение расположено в зоне УБТ, то расчет представляет собой проверку прочности УБТ на циклические нагрузки. Опасные сечения УБТ — первая нитка замковой резьбы ниппеля и про точка под элеватор. В формулы проставляют соответствующие
размеры D и F при / = |
0. |
|
|
|
|
При использовании |
бурильных |
труб |
сборной |
конструкции |
|
с резьбой закругленного профиля опасное |
сечение |
расположено |
|||
в основной плоскости резьбы. |
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса |
прочности |
|
|
|
|
|
- 1 К — gp) |
^ |
1 5 |
|
|
|
°-l°m |
|
|
|
|
где ав — предел прочности материала |
трубы на разрыв, МПа; |
||||
а_х — предел выносливости материала трубы при симметричном цикле изгиба, МПа.
Если коэффициент запаса прочности окажется менее 1,5, то необходимо через определенный на практике промежуток времени заменять бурильные трубы, расположенные в рассматриваемом интервале, на новые. В противном случае произойдет усталостный слом трубы.
71
ПРЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, МПа
Таблица 5.25
|
|
|
|
Типы |
бурильных труб |
|
|
||
Диаметр |
|
ТБВ |
|
ТБВК |
ТБПВ |
|
АБТ |
||
труб, ым |
|
|
Е |
|
Е |
|
|
Д16Т |
1953 |
|
Д |
К |
Д |
Д |
к |
||||
50 |
80 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
60 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
73 |
75 |
65 |
— |
140 |
150 |
— |
— |
50 |
— |
89 |
75 |
60 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
114 |
70 |
60 |
80 |
140 |
120 |
100 |
90 |
45 |
— |
127 |
— |
— |
— |
— |
НО |
100 |
90 |
— |
— |
140 |
70 |
60 |
80 |
— |
ПО |
100 |
90 |
— |
— |
147 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
40 |
40 |
КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ СТАЛИ ПО ПОРОДЕ (ТРЕНИЕ ПОКОЯ)
Таблица 5.26
|
|
|
Нормальное давление |
||
|
|
|
на |
контакте, |
МПа |
Порода |
Жидкость на контакте трення |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
1.0 |
6,0 |
Глина |
Сухое трение |
0,46 |
0,52 |
0,62 |
|
|
Вода |
|
0,16 |
0,17 |
0,21 |
|
Глинистый раствор |
0,15 |
0,18 |
0,20 |
|
|
То ж е + |
УЩР, нефть |
0,11 |
0,13 |
0,16 |
|
То же + |
УЩР. СМАД, графит |
0,03 |
0,04 |
0,06 |
Аргиллит |
Вода |
|
0,36 |
0,38 |
0,46 |
|
Глинистый раствор |
0,32 |
0,34 |
0,40 |
|
|
То же -f- УЩР. нефть |
0,12 |
0,13 |
0,16 |
|
|
То же-|- УЩР, СМАД, графит |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
|
Известняк |
Вода |
|
0,21 |
0,23 |
0,30 |
|
Глинистый раствор |
0,20 |
0,22 |
0,28 |
|
|
То же + |
УЩР. нефть |
. 0,05 |
0,06 |
0,07 |
|
То же |
УЩР. СМАД, графит |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
Алевролит |
Вода |
|
0,33 |
0,36 |
0,45 |
|
Глинистый раствор |
0,30 |
0,31 |
0,38 |
|
|
То же -(- УЩР, нефть |
0,09 |
0,09 |
0,11 |
|
|
То же |
УЩР. СМАД, графит |
0,05 |
0,05 |
0,07 |
Песчаник |
Вода |
|
0,39 |
0,41 |
0,52 |
|
Глинистый раствор |
0,38 |
0,40 |
0,50 |
|
|
То же + |
УЩР, нефть |
0,10 |
0,10 |
0,13 |
|
То ж е-j- УЩР, СМАД, графит |
0,04 |
0,05 |
0,07 |
|
72
Продолжение табл. 5.26
|
|
Нормальное давление |
||
|
|
на |
контакте, |
МПа |
Порода |
Жидкость на контакте трения |
|
|
|
|
|
0,1 |
1.0 |
5,0 |
Доломит |
Вода |
0,27 |
0,36 |
0,41 |
|
Глинистый раствор |
0,26 |
0,35 |
0,40 |
|
То же -f- УЩР, нефть |
0,05 |
0,06 |
0,09 |
|
То же -j- УЩР. СМАД, графит |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
Примечание. С опытах принято следующее соотношение добавленных химических реагентов (в %)i УЩР + нефть = 6 + 5; УЩР + СМАД + графит = 5 + 1,5 + 1,5.
5.5. ОСНАСТКА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ
ЗАМКИ ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ
ГОСТ 5286—75, ГОСТ 7918—75, ТУ 26-02-989—84, ТУ 26-02-811—78, ТУ 26-02-1026—86, ТУ 26-02-53—75, ТУ 26-02-72—76, ТУ 26-02-1001—85, ТУ 41-01-208—76, ТУ 41-01-309—77
Таблица 5.27
Шифр
Шифр труб |
Резьба |
||
стальных |
алюминиевых |
замко |
трубная |
вая |
|||
Диаметр
замка,
мм
наруж ный |
внутрен ний |
Длина замка, ым |
Масса, кг |
3-42 |
ТБВ-42 |
АБТ-54 |
3-42 |
Т-42 |
57 |
22 |
355 |
5 |
3-50 |
ТБВ-50 |
3-50 |
Т-50 |
65 |
28 |
405 |
7 |
|
3-63,5 |
ТБВ-63,5 |
— |
3-63,5 |
Т-63,5 |
83 |
40 |
480 |
13 |
ЗН-95 |
ТБ В-73 |
— |
3-76 |
— |
95 |
32 |
430 |
16 |
ЗЛ-90 |
ТБВ-73 |
АБТ-73 |
3-76 |
— |
90 |
41 |
390 |
11 |
ЗЛ-116 |
ТБВ-89 |
АБТ-103 |
3-102 |
— |
116 |
72 |
425 |
18 |
ЗШК-118 |
ТБВК-89 |
— |
3-101 |
ТТ-82 |
118 |
62 |
455 |
22 |
ЗШК-133 |
ТБВК-Ю2 |
— |
3-108* |
ТТ-94 |
133 |
72 |
506 |
32 |
ЗЛ-140 |
ТБВ-114 |
АБТ-114 |
3-121 |
— |
140 |
80 |
445 |
22 |
ЗУК-146 |
ТБВК-114 |
— |
3-122* |
ТТ-107 |
146 |
82 |
506 |
36 |
ЗЛ-152 |
ТБВ-127 |
АБТ-129 |
3-133 |
— |
152 |
95 |
445 |
30 |
ЗУК-162 |
ТБВК-127 |
— |
3-133* |
ТТ-122 |
162 |
95 |
505 |
40 |
ЗШ-178 |
ТБВ-140 |
— |
3-147 |
— |
178 |
101 |
573 |
61 |
ЗШК-178В |
ТБВК-140 АБТВК-147 |
3-147 |
ТТ-132 |
178 |
101 |
575 |
61 |
|
ЗШК-178М |
ТБВК-140 |
— |
3-147 |
МК 148 |
178 |
101 |
575 |
61 |
ЗЛК-178 |
ТБВК-140 |
АБТВК-147 |
3-147 |
ТТ-138 |
178 |
101 |
575 |
60 |
ЗЛ-172 |
— |
АБТ-147 |
3-147 |
— |
172 |
1 1 0 |
465 |
40 |
Примечания. I. При использовании смазкй Р-416 или Р -113 гарантийный арок не менее 500 циклов свинчивания-развинчивания. 2. Звездочкой обозначена резьба укорочен ного профиля.
73
ПЕРЕВОДНИКИ ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ ГОСТ 7360—82, ТУ 36-2328—80
Рис. 5.14. |
Переводники |
для бурильной |
колонны: |
|
|
||
а — типа П; |
б — типа Ms |
в — типа |
Н |
|
|
|
|
Таблица 5.28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резьба |
|
|
Диаметры, мм |
|
||
Шифр |
|
|
Длина |
|
|
Масса, |
|
А |
Б |
L, |
мм |
наруж |
внутрен |
К Р |
|
|
|
|
ный D |
ний d |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Переходные (рис. 5.14, а) |
|
|
|||
П-76/76 |
3-76 |
3-76 |
300 |
95 |
32 |
_ |
|
П-76/88 |
|
3-88 |
395 |
113 |
38 |
22 |
|
П-76/101 |
|
3-101 |
300 |
118 |
44 |
_ |
|
П-76/121 |
|
3-121 |
300 |
146 |
44 |
_ |
|
П-76/147 |
|
3-147 |
350 |
178 |
44 |
_ |
|
П-76/152 |
|
3-152 |
350 |
197 |
44 |
— |
|
П-86/66 |
3-86 |
3-66 |
356 |
108 |
25 |
17 |
|
П-86/73 |
|
3-73 |
356 |
108 |
44 |
16 |
|
П-86/76 |
|
3-76 |
369 |
108 |
32 |
17 |
|
П-86/88 |
|
3-88 |
395 |
ИЗ |
38 |
21 |
|
П-86/101 |
|
3-101 |
420 |
118 |
54 |
23 |
|
П-88/76 |
3-88 |
3-76 |
300 |
108 |
32 |
____ |
|
П-88/88 |
|
3-88 |
395 |
113 |
38 |
21 |
|
П-88/101 |
|
3-101 |
420 |
118 |
58 |
22 |
|
П-88/117 |
|
3-117 |
300 |
140 |
58 |
____ |
|
П-88/121 |
|
3-121 |
500 |
146 |
58 |
38 |
|
П-88/147 |
|
3-147 |
350 |
178 |
58 |
_ |
|
П-88/152 |
|
3-152 |
350 |
197 |
58 |
||
П-88/171 |
|
3-171 |
350 |
203 |
58 |
— |
|
П-101/88 |
3-101 |
3-88 |
420 |
118 |
38 |
24 |
|
П-101/102 |
|
3-102 |
437 |
120 |
62 |
22 |
|
П-101/117 |
|
3-117 |
500 |
140 |
58 |
35 |
|
П-101/127 |
|
3-127 |
497 |
146 |
62 |
37 |
|
74
Продолжение табл. 5.28
|
|
Резьба |
|
Диаметры, мы |
|
|
Шифр |
|
|
Длина |
наруж |
внутрен |
M&GG&, |
|
А |
Б |
L, ыы |
К Р |
||
|
|
ный D |
ний d |
|
||
|
|
|
|
|
||
П-102/88 |
3-102 |
3-88 |
430 |
120 |
38 |
24 |
П-102/101 |
|
3-101 |
430 |
120 |
62 |
21 |
П-102/117 |
|
3-117 |
499 |
140 |
58 |
35 |
П-102/121 |
|
3-121 |
496 |
146 |
78 |
31 |
П-108/88 |
3-108 |
3-88 |
451 |
133 |
38 |
27 |
П-108/101 |
|
3-101 |
459 |
133 |
62 |
25 |
П-108/102 |
|
3-102 |
465 |
133 |
70 |
24 |
П-108/117 |
|
3-117 |
463 |
140 |
58 |
36 |
П-108/121 |
|
3-121 |
490 |
1,46 |
72 |
35 |
П-117/121 |
3-117 |
3-121 |
457 |
146 |
78 |
34 |
П-117/147 |
|
3-147 |
523 |
178 |
78 |
56 |
П-121/86 |
3-121 |
3-86 |
489 |
146 |
54 |
29 |
П-121/101 |
|
3-101 |
490 |
146 |
62 |
31 |
П-121/102 |
|
3-102 |
496 |
146 |
70 |
30 |
П-121/108 |
|
3-108 |
502 |
146 |
72 |
33 |
П-121/121 |
|
3-121 |
457 |
146 |
80 |
32 |
П-121/122 |
|
3-122 |
469 |
146 |
80 |
34 |
П-121/133 |
|
3-133 |
484 |
155 |
80 |
43 |
П-121/147 |
|
3-147 |
524 |
178 |
80 |
56 |
П-121/152 |
|
3-152 |
350 |
197 |
80 |
73 |
П-121/161 |
|
3-161 |
537 |
203 |
80 |
|
П-121/171 |
|
3-171 |
350 |
203 |
80 |
|
П-122/101 |
3-122 |
3-101 |
490 |
146 |
62 |
29 |
П-122/102 |
|
3-102 |
496 |
146 |
70 |
28 |
П-122/108 |
|
3-108 |
502 |
146 |
72 |
32 |
П-122/117 |
|
3-117 |
463 |
146 |
58 |
37 |
П-122/121 |
|
3-121 |
457 |
146 |
80 |
31 |
П-122/133 |
|
3-133 |
484 |
155 |
95 |
36 |
П-122/147 |
|
3-147 |
524 |
178 |
95 |
48 |
П-133/101 |
3-133 |
3-101 |
495 |
155 |
62 |
31 |
П-133/108 |
|
3-108 |
506 |
155 |
72 |
34 |
П-133/117 |
|
3-117 |
497 |
155 |
58 |
40 |
П-133/121 |
|
3-121 |
482 |
155 |
80 |
36 |
П-133/122 |
|
3-122 |
484 |
155 |
82 |
37 |
П-133/140 |
|
3-140 |
510 |
172 |
70 |
59 |
П-133/147 |
|
3-147 |
520 |
178 |
1 01 |
46 |
П-133/152 |
|
3-152 |
529 |
197 |
89 |
63 |
П-133/161 |
|
3-161 |
532 |
203 |
105 |
61 |
П-147/121 |
3-147 |
3-121 |
516 |
178 |
80 |
45 |
П-147/122 |
|
3-122 |
528 |
178 |
82 |
45 |
П-147/133 |
|
3-133 |
524 |
178 |
95 |
44 |
П-147/140 |
|
3-140 |
510 |
178 |
70 |
60 |
П-147/147 |
|
3-147 |
517 |
178 |
101 |
51 |
П-147/152 |
|
3-152 |
517 |
197 |
89 |
74 |
П-147/161 |
|
3-161 |
517 |
203 |
101 |
60 |
П-147/171 |
|
3-171 |
521 |
203 |
101 |
63 |
75