Проектування конструкцій свердловин та інструмент для їх буріння 2 страница

Продовження табл. 4.4

Тип алмазного долота	Модель	Діаметр	Висота	Приєд­нувальна різьба (ніпельна)	Тип алмазного долота	Модель	Діа-метр	Висота	Приєд­нувальна різьба (ніпельна)
мм	мм
		267,5		3-152			267,5		3-152
		292,9		3-152	ДУ, ДУС,	С2, СЗ	188,9		3-117
					дл, длс, длн		214,3		3-117

Таблиця 4.5

Долото, армоване синтетичними полікристалічни алмазами	Висота	Діаметр корпуса	Кількість різців	Різьба	Тип породи
ми
ДАП-214,ЗМЗ				3-117	м
ДАП-214.3МС4			зо	3-117	м, мс
ДАП-214,ЗМ2				3-117	м, мс
ДАП-214,ЗМ4			зо	3-117	м
ДАП-214,ЗМ1				3-152	м, мс

Таблиия 4.6

Шарошкові бурильні головки (ГОСТ 21210-75)	Діаметр, мм	Висота долота,	Приєд­нуваль­на різьба	Шарошкові бурільні головки (ГОСТ 212 10-7)	Діаметр, мм	Висота долота, мм	Приєд­нуваль­на різьба
долота	керна	долота	керна
			мм
м.мсз, с, сз,					м.мсз, сз,
ткз	139,7			3-110	ст, ткз	212,7			3-150
м, с, сз, ткз	149,2			3-110	мсз, сз, ткз	269,9			3-189
м, мсз, с, сз,					м, мсз, сз	295,3			3-189
ткз.ст	183,7			3-150	ст, ткз	212,7			3-161
ст	295,3			3-171	ст	269,9			3-171

Таблиця 4.7

Алмазна бурильна головка	Модель	Діаметр, мм	Приєд­нувальна різьба (муфтова)	Алмазна бурильна головка	Модель	Діаметр, мм	Приєд­нувальна різьба (муфтова)
		долота	керна				долота	керна
КР	С2	188,9 214,3	80 80	3-150 3-150		МЗ	138,1 188,9 214,3	52 80 80	3-110 3-150 3-150
	СТ2	157,1		3-133	кт	С2	188,9		3-150
		188,9		3-150			214,3		3-150
		188,9		3-150			242,1		3-189
		214,3		3-150			267,5		3-189

Продовження табл. 4.7

Алмазна бурильна головка	Модель	Діаметр, мм	Приєд­нувальна різьба (муфтова)	Алмазна бурильна головка	Модель	Діаметр, мм	Приєд­нувальна різьба (муфтова)
долота	керна	долота	керна
КТ	М2	188,9		3-150	КТ	сз	138,1		3-110
		214,3		3-150			188,9		3-150
		242,1		3-189			214,3		3-150
		267,1		3-189	КІ	сз	188,9		3-150
		267,5		3-189			214,3		3-150

Таблиця 4.8

Роторний керно- приимальнии пристрій	Діаметр, мм	Допусти- ме наван­таження, кН	Маса, кг	Роторний керно- приимальнии пристрій	Діаметр, мм	Допусти- ме наван­таження, кН	Маса, кг
бурил ь- головки	керна	буриль- головки	керна
СКУ	295,3				УКР 164/80	212,7;
203/100						190,5
СКУ 172/100	212,7	80; 100			СКУ 138/67	158,7
КД11-М	212,7;				СКУ 122/52	132,0;
"Недра"	190,5					139,7

Необхідність використання різних конструкцій і типів доліт зумовлена фізико-ме-ханічними властивостями порід, глибиною їх залягання і способами буріння (табл. 4.9, 4.10). Для буріння порід середньої твердості з низькою абразивністю застосовуються бурові долота різально-сколюючого типу, армовані сплавом "Славутич". Вони випускаються висо­тою від 106,4 до 446 мм трьох моделей і двох типів.

Таблиця 4.9

Група породи	Категорія буримості	Твердість породи, МПа	Абразивність породи, мг	Типи шарошкових доліт
М'яка	II	100-150	До 2	м
Середньої твердості	НІ IV	250-500 500-1000	2-5 3-Ю	м, мс мсз, с
Тверда	V VI	1000-1500 1500-2000	10-18 15-25	ст, т, мсз сз,тз,т
Міцна	VII VIII IX X	2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000	20-35 30-40 40-50 Більше 60	тз, ткз ткз К, ТКЗ К, ОК
Дуже міцна	XI	6000-7000	''	ок
	XII	Більше 7000	''	-

Таблиця 4.10

Тип опори	Спосіб буріння	Діаметри долгт, мм	Типи долгг
К-Кз-К	Турбінний	190,5; 215,9; 244,5; 269,9; 295,3	м, мз, мс, мсз, с, сз
К-Кз-Р	"	190,5; 215,9	ст, т, тз, тк, ткз
р-кз-р	"	215,9; 244,5; 269,9; 295,3; 320-490	СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К, ОК
Р-Кз-К™	Роторний	161-295,3	Всі

Примітка: К, Кз, К_ов, Р - підшипники кульковий, кульковий замковий, кочення з опорною п'ятою і роликовий.

Останнім часом щораз ширше застосовуються полікристалічні алмазні долота. Це доло­та ріжучого типу з різцями з алмазно-твердосплавними пластинами. Різці можуть кріпитись як безпосередньо в корпусі долота, так і на його лопастях. Оскільки ці долота ма­ють безопорну конструкцію, їх можна довільно розміщувати і змінювати конфігурацію ро­бочої поверхні.

Швидкість буріння полікристалічними алмазними долотами в 2 - 5 разів перевищує швидкість буріння шарошковими долотами. Одне таке долото заміняє 16-20 шарошкових доліт. При всіх режимах буріння, за винятком дуже низьких осьових навантажень, полікристалічні долота за швидкістю проходки перевищують алмазні долота при високих частотах обертання в 2,5 - 3 рази, а при низьких - в 5 разів. Область застосування полікристалічних доліт охоплює діапазон частот обертання, що відповідає всім існуючим спо­собам буріння.

Марки доліт включають їх розміри, тип ріжучої поверхні: І - імпрегновані, Р - радіальні одношарові, Т - ступінчасті, К - ступінчасті з торовидними виступами, Л - лопатеві, С - ар­мовані синтетичними алмазами; тип опори: В - негерметизована на підшипниках кочення при частоті обертання до 800 об/хв, У - герметизована, НУ - герметизована з одним підшипником ковзання при частоті обертання до 250 об/хв, АУ - герметизована на двох і більше підшипниках ковзання при частоті обертання до 200 об/хв; систему промивки: Ц -центральна, Г - гідромоніторна периферійна, ЦГ - комбінована (центральна і пери­ферійна), П, ПГ - продувка повітрям. Наприклад, марка Ш-295, 3-СЗ-ГВ означає, що до­лото тришарошкове діаметром 295,3 мм, армоване зубками з твердого сплаву, має гідромоніторні насадки й опору кочення, що відповідає умовам турбінного буріння.

Спрацювання шарошкових доліт кодується такими позначеннями: В - спрацювання ро­бочої поверхні (В1, В2, ВЗ, В4); П - спрацювання опори (ПІ, П2, ПЗ, П4); Д - зменшення діаметру долота; С - скол зуба; У - пошкодження вузла герметизації опори; Г - пошкоджен­ня гідромоніторної насадки; Р - заокруглення зубців шарошок; Ц - зачеплення зубців; К -заклинювання опори; АВ, АШ, АС - злом і залишення відповідно на вибою вершин шаро­шок, шарошки і секції.

Бурильні колони

Бурильна колона (рис.4.2) передає обертовий момент від ротора до долота; створює на­вантаження на долото; дає змогу піднімати і спускати долото і вибійний двигун; підводити промивальну рідину (ПР) до турбобура при турбінному способі як до долота, так і до вибою свердловини при всіх способах буріння; виконувати монтаж секцій струмопідводу при бурінні з електробуром; сприймати реактивний момент вибійного двигуна; проводити до-

Рис.4.2. Схема бурильної колони.

роботи (проробка, розширювання, промивка і випро­бування свердловини, ловильні роботи та ін.).

Бурильна колона з'єднує долото (вибійний двигун і долото) з поверхневим обладнанням (вертлюгом) і складається з ведучої труби 4, бурильних труб 8 і об­важнених труб (ОБТ) 12 і 13. Верхня частина буриль­ної колони, яка закінчується ведучою трубою 4, з'єднується з вертлюгом 1 за допомогою перехідників З ведучої труби і 2 вертлюга. Ведуча труба 4 сполу­чається з бурильною трубою 8 за допомогою пе-рехідника J, муфти 7 бурильного замка і запобіжного перехідника 6. Бурильні труби 8 з'єднуються між со­бою за допомогою бурильних замків, які складаються з муфти 7 і ніпеля 9, або за допомогою з'єднувальних муфт 10. Обважені бурильні труби 12 і 13 сполучають­ся між собою за допомогою замкової різьби, яка нарізана на їх кінцях. Труба 12 приєднується до бу­рильної труби за допомогою перехідника 11. До труби 13 за допомогою перехідника 14 прикручується долото (при роторному способі буріння).

Ведучі бурильні труби призначені для передачі обертового моменту від ротора до бурильної колони. Вони звичайно мають квадратний або шестигранний переріз і виготовляються збірними або цільними (без додаткових деталей) згідно з ТУ 14-3-755-78, ТУ 51-276-86 (рис.4.3, табл.4.11). Збірні труби складаються з власне труби (штанги) і верхнього і нижнього пе­рехідників для з'єднання з вертлюгом і бурильною ко­лоною. Для попередження швидкого спрацювання замкової різьби нижнього перехідника до останнього прикручують запобіжний перехідник.

Бурильні труби (ГОСТ 631-75) випускають чо­тирьох типів:

тип І-з висадженими всередину кінцями і муфта­ми (рис.4.4, а,б, табл. 4.12);

тип 2-з висадженими назовні кінцями і муфтами (рис. 4.4, в, г; табл.4.12);

Рис.4.3. Схеми ведучих бурильних труб

Таблиця 4.11

Ведуча труба з квадрат­ним перерізом	а, мм	d, мм	L, мм	Маса 1 м, кг	DS,.мм	Верхня різьба	Dw ,мм	Нижня різьба
Труби-штанги (рис.4.3, а)
65x65				24,2		-		-
80x80				31,4		-		-
Труби з конічним пояском (рис. 4.3, б)
ТВКП-112				69,8		3-121		3-121
ТВКП-140				113,0		3-171		3-147
ТВКП-150				131,0		3-171		3-171

тип З-з висадженими всередину кінцями і конічними стабілізуючими поясками (рис.4.4 д табл. 4.13);

тип 4-з висадженими назовні кінцями і конічними стабілізуючими поясками (рис. 4.4.,г; табл. 4.13).

Труби всіх чотирьох типів виготовляються довжиною 6, 8 і 11,5 м при умовному діаметрі від 114 до 168 мм, звичайної точності, але за узгодженням труби типів 1 і 2 можуть бути виготовлені підвищеної точності.

Бурильні труби і з'єднувальні муфти виготовляються зі сталей різних груп міцності (табл. 4.14). Муфти для труб типів 1 і 2 з умовним діаметром 114 мм і менше виконують зі сталі наступної групи міцності, а труби з умовним діаметром 140 мм і більше та муфти до них - зі сталі однієї і тієї ж групи міцності. Труби і муфти повинні бути термічне оброблені.

Рис.4.4. Схеми бурильних труб

Умовний діаметр труби, мм	D	S	d	d1	/1	/2	d1
	мм
	60,3		46,3	-/67,46	90/110	40/65	32/-
			42,3				24/-
	73,0		59,0	-/81,76	100/120	40/65	45/-
			55,0				34/-
			51,0				28/-
	89,0		75,0	-/97,13	100/120	40/65	60/-
			71,0				49/-
			67,0				45/-
	101,6		87,6	_			74/-
			85,6	-/114,30	115/145	55/65	70/-
			83,6				66/-
			81,6				62/-
	114,3		100,3	_		55/65	82/-
			98,3	-/127,0	130/145		78/-
			96,3				74/-
			94,3				70/-
			92,3				68/-
	127,0		113,0	_	130/-	55/-	95/-
			111,0				91/-
			109,0				87/-
			107,0				83/-
	139,7		123,7	~-/154,0	130/154	55/65	105/-
			121,7				101/-
			119,7				100/-
			117,7				91/-
	168,3		150,3	_	130/	55/-	128/-
			148,3				124/-

Умовний діаметр труби з конічним стабілізуючим пояском	D	s	d	d1
мм
-/73	-/73	-/9	-/55	-/52,0
		-/11	-/51	/48,0
	89,0		71,0/71,0 67,0/67,0	57/68 54/64

Таблиия4.12

d'1	D M	Lм	d0	s	Маса, кг
MM	1 м гладкої труби	висадженої ча­стини труби	муфти
40/-	80/86	140/140	63,5/70,6	5/5	9,15	1,2/1,5	2,7/2,7
32/-					11,3	1,4/1,5
54/-	95/105	166/165	76,2/84,9	6/6	11,4	1,6/2,5	4,2/4,7
43/-					14,2	2,4/2,5
37/-					16,8	2,2/2,5
69/-	108/118	166/165	92,0/100,3	6/7	14,2	2,4/3,5	4,4/5,2
58/-					17,8	3,4/3,5
54/-					21,2	3,2/3,5
83/-				7/7	16,4	3,0/4,5
79/-	127/140	184/204	104,8/117,5		18,5	3,4/4,5	7/9
75/-					20,4	3,8/4,5
71/-					22,4	4,0/4,5
91/-		204/204		7/7	18,5	4,6/5,0	9/11
87/-	140/152		117,5/130,2		20,9	5,8/5,0
83/-					23,3	6,0/5,0
79/-					25,7	6,6/5,0
77/-					28,0	6,4/5,0
104/-	152/-	204/-	130,2/-	11-	20,7	5,8/-	10/-
100/-					23,5	6,4/-
96/-					26,2	7,0/-
92/-					28,9	7,6/-
114/-110/-	171/185	215/215	144,5/157,2	8/8	26,0 29,0	7,0/7,0 7,6/7,0	14/15
106/-					32,0	8,2/7,0
100/-					35,0	9,6/7,0
137/-	197/-	229/-	171,5/-	8/-	35,3	9,8/-	16,7/-
133/-					39,0	10,8/-

Примітки: 1. В чисельнику наведені розміри для бурильнихтруб з висадженими всередину кінцями, в знаменнику - для труб з висадженими назовні кінцями. 2. Допускається виготовляти труби з меншим розміром S; розмір d₁може дорівнювати розміру d' . 3. При обчисленні маси густина сталі прийнята 7850 кг/м³.

Таблиця 4.13

D min	Lmin	l'min	Маса, кг
	мм	1 м гладкої труби	висаджених кінців
-/85,9	-/150	-/155	-/14,2	-/3,7
			-/16,8
89,9/101,9	150/150	145/155	17,8	3,9/4,5
			21,2	3,4/4,5

Умовний діаметр труби з конічним стабілізуючим пояском	D	S	d	d1
MM
	101,6		83,6/83,6	68/80,6
			81,6/-	66/-
			-/81,6	-/78,6
	114,3		96,3/96,3	78/93,3
			94,3/94,3	76/91,3
			92,3/92,3	74/89,3
	127,0		109,0/-	92/-
			107,0/-	90/-
	139,7		121,7/-	102/-
			119,7/-	100/-
			117,7/-	100/-

Примітка. В чисельнику наведені розміри для труб з висадженим всередину кінцями, в знаменнику - для труб з висадженими назовні кінцями.