- Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) предназначены для повышения жесткости бурильной колонны в сжатой ее части и увеличения веса компоновки, создающей нагрузку на долото.
- Утяжеленные бурильные трубы имеют массивные утолщенные стенки и составляют основную и весьма ответственную часть компоновки низа бурильной колонны (КНБК). К утяжеленным трубам предъявляются повышенные требования по прямолинейности, соосности и сбалансированности.
В бурении используются УБТ трех типов: горячекатаные УБТ из
сталей групп прочности Д и К, сбалансированные УБТС-1 из стали марки 40ХН2МА (sт = 650 МПа) с термообработкой по всей длине, сбалансированные УБТС-2 с
термообработкой концов трубы.
Основную массу выпуска представляют горячекатаные УБТ
диаметрами 146, 178, 203, 219 и 245 мм. Поставляются также бесшовные
горячедеформированные трубы диаметрами 73, 88 и 108 мм с высаженными концами. Они
изготовляются из стали марки 36Г2С (sт = 500 МПа).
Серийно выпускаемые УБТ имеют замковую резьбу по ГОСТ 5286–75 и соединяются непосредственно труба в
трубу. На верхнем конце трубы имеется муфтовая резьба, на нижнем – ниппельная. В комплект УБТ обычно включают
одну наддолотную трубу с муфтовыми резьбами на обоих концах; в этом случае
нижним концом она непосредственно соединяется с резьбовой головкой долота.
Трубы УБТС-1 и УБТС-2 поставляются в ограниченном
количестве. Они отличаются более высокой точностью изготовления: внутренний
канал в них высверливается, наружную поверхность обтачивают. Они рекомендуются
для роторного бурения.
Во ВНИИБТ разработаны трубы типа УБТС-3 (диаметры 146, 178, 203 и
229 мм) с замковыми соединениями. В них применена трубная
трапецеидальная резьба ТТ с коническим пояском и упором.
Кроме указанных выше конструкций в меньшем объеме на
практике применяют УБТ квадратного сечения и спиральные. Благодаря наличию
продольных ребер квадратные УБТ по диаметру описанной окружности максимально
приближены к диаметру ствола скважины и поэтому способствуют лучшему
центрированию низа бурильной колонны в скважине. Для предохранения ребер от
интенсивного износа о стенки скважины на них наплавляют твердый сплав – релит.
УБТ со спиральными канавками имеют уменьшенную площадь
контакта со стенками скважины по сравнению с гладкими УБТ и в связи с этим
снижают опасность прихвата инструмента. Иногда вместо канавок на внешней
поверхности УБТ наносят спиральные лыски, что проще, чем протачивание канавок.
Общую длину УБТ в колонне подбирают таким образом, чтобы их
суммарный вес в промывочной жидкости на 17,5%
превышал необходимую нагрузку на долото. Исходя из этого условия длину УБТ определяют
по формуле
lУБТ = 1,175 Рд/(qУБТ (1- rж/rст) g
где lУБТ – длина УБТ, м; Рд –
нагрузка на долото, Н; qУБТ - масса 1 м УБТ, кг; rж – плотность промывочной жидкости, кт/м3;
rст - плотность
материала УБТ, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2.
В месте соединения бурильных труб с УБТ соотношение их
диаметров должно быть не менее 0,75. Если
условие не соблюдается, то во избежание концентрации напряжений включают
несколько УБТ меньшего диаметра.