Приложение 6
Расчет длины колонны УБТ и обсадной колонны
В процессе бурения вертикальных скважин бурильная колонна обычно состоит из компоновки низа бурильной колонны (КНБТ) и бурильных труб. КНБТ включает в себя утяжеленные бурильные трубы (УБТ), долота, забойные двигатели и центрирующие элементы (калибраторы, центраторы и тому подобные), определенное сочетание которых позволяет пробурить скважину согласно заданному профилю.
Принимаем, что КНБТ состоит из одной ступени УБТ, и определяем диаметр и длину УБТ, обеспечивающих заданную нагрузку на долото, устойчивость и прочность компоновки. Длина одноступенчатой компоновки УБТ определяется по формуле:
,
где l УБТ – общая длина УБТ, м;
P ос – осевая нагрузка на долото, кН;
rж, rтр – плотность жидкости и материала УБТ, кг/м3;
q УБТ – масса погонного метра УБТ, кг/м3;
g= 9,81 м / с 2 – ускорение силы тяжести.
Рекомендуемые диаметры бурильных и утяжеленных бурильных труб в зависимости от диаметра долот приведены в табл. П6.1. Соотношения диаметров бурильных труб, расположенных над УБТ к диаметру УБТ должно быть следующим: d УБТ /d УБТ ³ 0,7. Если это соотношение не соблюдается, то комплект УБТ должен состоять из труб нескольких диаметров, уменьшающихся в направлении к бурильным трубам. При этом отношение диаметра последующей ступени к предыдущей должно быть ³0,8.
Рекомендуемое сочетание диаметров бурильных труб и диаметров обсадных колонн приведено в табл. П6.2. При бурении забойными двигателями диаметр нижней секции УБТ должен быть не более диаметра забойного двигателя, то есть d УБТ £ d з.д. Жесткость наддолотного участка УБТ должна быть не менее жесткости обсадной колонны, под которую ведется бурение. Для обеспечения этого условия в табл. П6.3. приводятся сочетания диаметров обсадных труб и минимально допустимых диаметров УБТ.
Таблица П6.1
Рекомендуемые сочетания наружных диаметров элементов бурильных колонн в зависимости от диаметра долот
| Диаметр долот, мм | Диаметр забойного двигателя, мм | Диаметр круглых УБТ, мм при способе бурения | Диаметр СБТ, мм | Диаметр АБТ, мм | |
| забойным двигателем | ротором | ||||
| 139,7 – 146,0 | 73; 89 | - | |||
| 149,2 – 158,7 | 73; 89 | 73; 93 | |||
| 165,1 – 171,4 | 120; 133 | ||||
| 187,3 – 200,0 | 164; 172 | ||||
| 212,7 – 244,5 | 127; 140 | 129; 147 | |||
| 250,8 | |||||
| 268,9 | 219; 229 | 219; 229 | |||
| 295,3 | 229; 245 | ||||
| 311,1 – 320,0 | 245; 254 | - | |||
| 349,2 – 393,7 | - | ||||
| 445,5 и более | - |
Примечание. УБТ – утяжеленные бурильные трубы;
СБТ – стальные бурильные трубы;
АБТ – алюминиевые бурильные трубы.
Таблица П6.2
Рекомендуемые диаметры бурильной и обсадной колонны, мм
| Обсадная колонна | Бурильная колонна | Обсадная колонна | Бурильная колонна |
| 139,7; 146,1 | 244.5 | 114; 127 (129) | |
| 168,1 | 89 (90) | 273,1 | 127 (129); 140 (147) |
| 177,8 | 89 (90); 102 (103) | 298,5; 323,9 | 140 (147) |
| 193,7 | 102 (103); 114 | 339,7; 377 | 140 (147) |
| 219,1 | 114; 127 (128) | 406 и более | 140 (147); 168 (170) |
Примечание. В скобках указаны диаметры труб из более легких сплавов.
Таблица П6.3
Диаметры обсадных труб и минимально допустимые диаметры УБТ, мм
| Обсадная труба | УБТ | Обсадная труба | УБТ |
| 114,3 | 244.5 | ||
| 273,1 | |||
| 139,7; 146,1 | 298,5 | ||
| 168,3 | 323,9; 339,7 | 229; 254 | |
| 177,8; 193,7 | |||
| 219,1 | |||
| 244,5 | 406 и более |
 |
Рис. П6.1. Конструкция скважины и низа бурильной колонны
 |
Таблица П6.4
Основные размеры и масса УБТ
| Шифр | Наружный диаметр, мм | Внутренний диаметр, мм | Длина, м | Масса / вес 1 м трубы, кг/м и кН/м | Резьба |
| УБТ-95 | 6; 8 | 47/0,461 | 3-77 | ||
| УБТ-108 | 6; 8 | 59/0,579 | 3-88 | ||
| УБТ-146 | 6; 8 | 98/0,958 | 3-121 | ||
| УБТ-178 | 12; 8 | 145/1,42 | 3-147 | ||
| УБТ-203 | 8; 12 | 192/1,88 | 3-171 | ||
| УБТ-219 | 220/2,16 | 3-171 | |||
| УБТ-245 | 258/2,53 | 3-201 | |||
| УБТС2-120 | 65/0,635 | 3-101 | |||
| УБТС2-133 | 84/0,824 | 3-108* | |||
| УБТС2-146 | 103/1,01 | 3-121 | |||
| УБТС2-178 | 156/1,53 | 3-147 | |||
| УБТС2-203 | 215/2,10 | 3-161 | |||
| УБТС2-229 | 273/2,68 | 3-171 | |||
| УБТС2-254 | 336/3,30 | 3-201 | |||
| УБТС2-254 | 296/2,90 | 3-201 | |||
| УБТС2-273 | 398/3,90 | 3-201 | |||
| УБТС2-273 | 360/3,53 | 3-201 |
Примечания:
1. УБТ (горячекатаные) поставляются без проточки под элеватор, УБТС — с проточкой под элеватор.
2. Звездочкой обозначена резьба укороченного профиля.
3. УБТ изготовляются из стали групп прочности Д и К, УБТС — из стали 40ХН2МА или 38ХНЗМФА.
Таблица П6.5