Напряжения, возникающие в бурильной колонне; привести общие формулы. Конструктивные особенности труб ЛБТВК, В и ВН.

Дисциплина «Технология бурения».

Конструктивные отличия бурильных труб типа НК, ПК и Д16Т.

Для повышения прочности труб в резьбовых соедине­ниях разработаны трубы НК с высадкой на их концах внутрь и наружу. На рисунке показаны конструктивные особенности трубы ВК. Мелкая трубная и замковая резьбы трапецеидальные типа ТТ с углом профиля в 30⁰; резьбы удлинены по сравнению с резьбами труб 1,2 типа, конический поясок 2 снимает часть нагрузки с резьбового соединения и уплотняет его; упор 4 пре­дотвращает довинчивание резьбы 5. Такое резьбовое соединение, хотя и упрочненное, остается слабым звеном в трубе.

Трубы бурильные с приваренными замками (ТБПВ). У таких труб отсутствует мелкая трубная резьба. На концах труб делается наружное утолщение под сварку. На одном конце замка имеется замковая резьба, а на другом – толстостенный хвостовик под сварку с трубной заготовкой. Сварка производится соосно для указанных деталей труб электроконтактным способом или трением. Длина труб П в среднем составляет 12,3 и 12,7 м с допуском до 0,9 м.

Д16 Т –легко сплавные бурильные трубы, их конструкция идентична трубам типа В т.е. на наружных концах труб на высадке (внутрь) нарезается мелкая резьба треугольного профиля с углом при вершине витка 60⁰ ,затем смазав соединение эбоксидной смолой наворачивается облегченный замок из легированной стали. Присоединение осуществляют с его нагревом при одновременном охлаждении тела трубы. В зоне работы клинового захвата трубы имеют не большое утолщение. В основу сплава Д16, в основу которого входит алюминий с добавками меди, магния и марганца. Плотность сплава Д16 составляет 2780кг/м³.

Конструкция трубы ТБВК

1 - тело трубы с высадкой;

2 - конический уплотнительный поясок;

3 - муфта замка;

4 - упор замка в торец трубы;

5 -мелкая трубная резьба;

6 - высадка трубы внутрь.

Напряжения, возникающие в бурильной колонне; привести общие формулы. Конструктивные особенности труб ЛБТВК, В и ВН.

Различные усилия действующие на бурильную колонну обуславливают соответствующие напряжения в трубах.

1 сжимающие и растягивающие напряжения рассчитывают:

;

где: SQ_j - суммарные усилия, действующие в рассматриваемом сечении трубы с площадью F_T при расчете сжимающих напряжений ставят знак минус.

К_Д – коэф. динамичности, учитывающий увеличение s_р.- при резком подъеме колонны или ее подаче в скважину.

Сумму SQ_j при расчете растягивающих напряжений, определяют следующие усилия:

где G_Д,G_ЗД,,G_У,G_СТ.Т,G_Л – вес, долота забойного двигателя, УБТ, стальных труб, ЛБТ G_Г- гидравлическая осевая нагрузка внутри колонны, действующая на вал зД. При подъеме колонны с включенными буровыми насосами. G_ТР- сила трения колонны о стенки скважины при движении колонны. G_J- вес других элементов колонны.

Статические касательные напряжения определяем:

где: М_КР- суммарный крутящий момент. Приложенный в сечении трубы

М_Д- момент возникающий при работе долота по разрушению пород.

Мх- крутящий момент на вращение колонны в скважине. D Мi – момент на вращение маховика, калибраторов и др.W_КР- момент сопр. кручению трубы Переменные величины можно принять как:

Изгибающие статические и переменные напряжения в бурильных трубах в общем виде:

где: Wи- момент сопротивления трубы на изгиб; Ми-статический изгибающий момент определяется:

где, Ru- постоянный радиус искривления Jo- осевой момент инерции сечения трубы

Переменный М_И рассчитывается:

ri- переменный радиус искривления тр.

Проведя соответствующие преобразования получаем формулу для результирующего изгибающего напряжения:

Конструктивные особенности труб ЛБТВК, В и Н.

Трубы типа "В" и "Н" выпускаются длиной 6,8 и 11,5; при этом короткие трубы соединяются муфтой. Толщина стенок труб (d_т) составляет 7-11 мм. На наружных концах труб на утолщенной части (высадке) нарезается трубная мелкая резьба треугольного профиля с углом при вершине витка 60⁰ Наиболее часто повреждения у этих труб случаются в резьбовом соединении трубы с замком. При вращении колонны происходит доворачивание замка на тело трубы, что создает дополнительные напряжения в трубе.

Для облегчения колонны разработано несколько конструкций ЛБТ, трубы ЛБТВК имеют такую же конструкцию, как трубы ВК, т.е. мелкая трубная и замковая резьбы трапецеидальные типа ТТ с углом профиля в 30⁰; резьбы удлинены по сравнению с резьбами труб 1,2 типа, конический поясок снимает часть нагрузки с резьбового соединения и уплотняет его; упор предотвращает довинчивание резьбы. Такое резьбовое соединение, хотя и упрочненное, остается слабым звеном в трубе.