В некоторых
случаях при бурении скважин, с целью повышения износостойкости резьбы и
прочности резьбового соединения, облегчения процесса ремонта, применяют
утяжеленные бурильные трубы с замками с коническими стабилизирующими поясками
(рис. 1.) Замок УБТСЗ изготовляется высокопрочным с механическими
свойствами по ГОСТ 5286—75 из стали марок 40ХН, 40ХН2МА. Изношенный замок может
быть легко заменен непосредственно на буровой с использованием установки,
размещенной на автомашине (трубы с замком собирают горячим способом).
Утяжеленные бурильные трубы с замками УБТСЗ
ВНИИБТ разработаны конструкции УБТСЗ диаметрами 146,
178, 203 и 229 мм. Для соединения трубы с замком применена трапецеидальная
резьба ТТ бурильных труб ВК, НК (типы 3, 4 по ГОСТ 631—75): ТТ112х5,08х Х1:32,
ТТ132Х5,08Х1:32, ТТ140Х Х5,08Х1:32 и ТТ160Х5,08Х1:32.
Отношение
большего диаметра посадки к длине стабилизирующего пояска принято 1,1—1,5, а
диаметра охватывающей детали (замка) к охватываемой (трубе—1,2.
С целью повышения износостойкости и прочности
резьбовых соединений и экономии легированных сталей применяют утяжеленные
бурильные трубы с приваренными высокопрочными концами.
Размеры утяжеленных бурильных труб
УБТСЗ:
а — замок; 6 — труба
Приварка
может быть осуществлена методами дуговой (под слоем: флюса) или контактной
электросварки. Резьбовые концы длиной; 400—1500 мм изготовляют из легированной
стали с механическими, свойствами по ГОСТ 5286—75. После приварки шов подвергается
термообработке.
Для повышения
износостойкости и прочности рекомендуется в УБТ применять резьбу IV
профиля по ГОСТ 5286—75, т. е. 3-102 вместо 3-101 и 3-122 вместо 3-121.
Использование такого профиля повышает износостойкость и прочность резьбовых
соединений: примерно на 20—30%.
Для
повышения динамической прочности и износостойкости при бурении в особо тяжелых
условиях рекомендуется применение профилей резьб МК и СК-90 с увеличенным шагом
(7 и 8 мм).
Износостойкость
резьбы МК с крупным шагом (8мм) повышается на 60—65%, а предел выносливости —
на 25%.
Резьбы СК-90
с углом профиля 90° рекомендуется применят в нижней части бурильной колонны при
роторном способе бурения и больших затратах энергии на вращение колонны
бурильных труб.
В рационально
сконструированном резьбовом соединении УБТ отношение моментов сопротивления
опасного сечения резьбы муфты к моменту сопротивления опасного сечения резьбы
ниппеля, по экспериментальным данным, должно быть WM/WH=2,l, где WM —
осевой момент сопротивления опасного сечения муфты на расстоянии 10 мм от
меньшего торца ниппеля; WH — осевой момент сопротивления опасного сечения
ниппеля на расстоянии 24 мм от упорного уступа.
Учитывая износ по наружному диаметру муфты, это отношение увеличивают на 20—30%. Во всех случаях, когда меньше 2,1, разрушение будет происходить по муфте резьбового соединения.