Длина буровой штанги при бурении на воду

Что такое буровая штанга - Вода скважина

Буровые штанги

Буровая штанга изготовляется из очень прочной высокоуглеродистой стали, и применяется для передачи вращения от бурового станка на буровое долото, шнек. Так же, буровая штанга служит для передачи ударной силы буровой установки на буровое долото, при ударно-вращательном бурении.

При бурении с промывкой или продувкой, по буровым штангам подается, соответственно, буровой раствор или воздух.

Так как буровые штанги подвергаются очень высоким нагрузкам, их выполняют из очень прочной стали. Уровень содержания углерода в стали, определяет ее твердость.

Размеры и прочность буровых штанг.

В зависимости от вида бурения скважин и размеров буровой установки, используют буровые штанги разных размеров и различной прочности. Нет необходимость применять дорогие буровые штанги из легированной стали для бурения, например, неглубоких скважин на воду или при бурении установкой ямобур на небольшую глубину.

В то же время, при бурении глубоких нефтяных или газовых скважин, буровые штанги малой прочности ставят под угрозу процесс бурения, ввиду опасности обрыва бурового снаряда в стволе скважины.

Длинна буровой штанги зависит от высоты мачты или буровой вышки. Чем больше высота, тем больше ход вращателя буровой установки, и соответственно, длинна буровой штанги.

Буровые штанги по способу закалки.

Существуют два основных способа закалки буровых штанг – водяная и масляная.

• Закалка водой – буровая штанга или другое изделие становится более прочным на сжатие, при этом более хрупким. Изделие легче поддается обработке, чем при масляном закаливании. При этом способе закаливания, буровая штанга или другое изделие с трудом поддается сварке.
• Закалка в масле – происходит медленнее, чем в воде, металл более прочный. Буровая штанга закаленная в масле труднее поддается обработке и сварке.

При закалке водой изделие из стали нагревают до вишнево-красного цвета, а затем погружают в емкость с водой и дают остыть. Это способствует созданию жесткого, прочного продукта, все еще, поддающемуся обработке.

Если стержень нагреть до вишнево-красного цвета, а затем погрузить в теплое масло, поверхность становится чрезвычайно трудной в металлообработке и может повредить режущий инструмент. Поэтому, буровые штанги или другие изделия из стали, перед закаливанием в масле должны быть доведены до готовности.

В зависимости от предполагаемого использования, некоторые штанги должны быть менее хрупкими и более пластичными. Для этого производится отпуск металла.

Чтобы произвести отпуск стали, она должна быть снова медленно нагрета после закалки. При нагревании стали до 450 градусов по Цельсию, твердость металла снижается. После этого допускается охлаждение изделия на воздухе. «Отпущенный» металл можно затачивать или полировать.

Разница закалки стали в воде или в масле заключается в том, что вода лучший проводник тепла, чем масло. Следовательно, в воде охлаждение происходит быстрее, но неравномерно. Это приводит к деформации, поскольку охлаждение происходит неравномерно, от поверхности в глубину. Это важно учитывать при изготовлении точных изделий.

voda-skvazhina.ru

Буровые штанги для ГНБ: технические характеристики

Мы предлагаем

Буровые штанги для ГНБ: технические характеристики

Выбирая буровые штанги для ГНБ, необходимо обращать внимание на их технические характеристики, так как именно они влияют на срок и качество эксплуатации буровых штанг для ГНБ.

Диаметр буровой штанги и её длина определяются буровой установкой для ГНБ и её тяговым усилием, и здесь нужно чётко следовать рекомендациям производителя установки ГНБ. Максимальный крутящий момент установки и штанги буровой также должны соответствовать друг другу.

Толщина стенки буровой штанги - один из важнейших показателей прочности, но не стоит ориентироваться только на него: зачастую утолщённая стенка делается для того, чтобы повысить прочность штанг, изготовленных из некачественной стали. В этом случае следует предпочесть более прочную сталь большей толщине стенки.

Наверное, самыми важными характеристиками буровых штанг являются радиус изгиба и максимальный крутящий момент. Известно, что буровые штанги имеют ограничения по радиусу изгиба, которые необходимо знать и ни в коем случае не превышать.  На практике часто встречается несовпадение радиуса изгиба буровой штанги и прокладываемой трубы,   поэтому пилотная скважина должна проектироваться под минимальный радиус изгиба.

Слишком большое изменение угла наклона вверх, а также вправо/влево или вниз может привести к перегибу буровой штанги, что станет причиной  поломки и потери бурового инструмента, трубы и штанг.

Ниже приведена таблица основных технических харакеристик буровых штанг, изготовленных на заводе холдинга "КайТонг" из высокопрочной стали S135.

 А эта таблица показывает разницу в марках стали. Мы предлагаем штанги для ГНБ только из стали S135.

kaitong.ru

ГОСТ Р 51681-2000

ГОСТ Р 51681-2000

Группа Г41

ОКС 73.020
ОКП 31 4755

Дата введения 2001-07-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Национальным научным центром горного производства - ИГД им. А.А.Скочинского

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 14 декабря 2000 г. N 353-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на буровые шестигранные штанги для бурения шпуров в горных породах любой крепости ручными пневматическими перфораторами.

Требования, установленные в 3.2; 3.3; 3.5; 3.6; 4.1.7-4.1.10; 4.3, разделе 5, являются обязательными, остальные - рекомендуемыми.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.002-86* Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный надзор и ведомственный контроль за средствами измерений. Основные положения
_________________
* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.002-94, здесь и далее по тексту. - Примечание "КОДЕКС".

ГОСТ 8.051-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм

ГОСТ 8.513-84* Государственная система обеспечения единства измерений. Организация и порядок проведения
_________________
* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.006-94, здесь и далее по тексту. - Примечание "КОДЕКС".

ГОСТ 8.549-86 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм с неуказанными допусками

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.001-85 Система стандартов безопасности труда. Пневмоприводы. Общие требования безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации

ГОСТ 1412-85 Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения

ГОСТ 2991-85 Ящики дощатые неразборные для грузов массой до 500 кг. Общие технические условия

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 9013-59 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу

ГОСТ 10110-87 Круги алмазные отрезные формы 1A1R. Технические условия

ГОСТ 11446-75 Перфораторы переносные. Хвостовики буровых штанг и гнезда для них. Типы и размеры

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15841-88 Ящики деревянные для продукции сельскохозяйственного и тракторного машиностроения. Технические условия

ГОСТ 17196-77 Коронки буровые для перфораторов и станков вращательно-ударного бурения. Типы и основные размеры

ГОСТ 21963-82* Круги отрезные. Технические условия
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 21963-2002. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

3 Основные параметры и размеры

3.1 Буровые штанги следует изготавливать следующих типов:

- буровые и удлинительные штанги с конусом и соединительные муфты к ним;

- буровые и удлинительные штанги с резьбой и соединительные муфты к ним.

3.2 Основные размеры буровых и удлинительных штанг с конусом и соединительных муфт к ним должны соответствовать указанным на рисунках 1-3 и в таблице 1.

Рисунок 1 - Буровые штанги с конусом

Рисунок 1 - Буровые штанги с конусом

Рисунок 2 - Буровые и удлинительные штанги с конусом

Рисунок 2 - Буровые и удлинительные штанги с конусом

Рисунок 3 - Соединительная муфта

Рисунок 3 - Соединительная муфта

Таблица 1 - Основные размеры буровых и удлинительных штанг с конусом и соединительных муфт к ним

Размеры в миллиметрах

3.3 Основные размеры буровых и удлинительных штанг с резьбой и соединительных муфт к ним должны соответствовать указанным на рисунках 4-6 и в таблице 2.

Рисунок 4 - Буровые штанги с резьбой

Рисунок 4 - Буровые штанги с резьбой

Рисунок 5 - Буровые и удлинительные штанги с резьбой

Рисунок 5 - Буровые и удлинительные штанги с резьбой

Рисунок 6 - Соединительная муфта

Рисунок 6 - Соединительная муфта

Таблица 2 - Основные размеры буровых и удлинительных штанг с резьбой и соединительных муфт к ним

Размеры в миллиметрах

3.4 Примеры условного обозначения буровой штанги с шестигранником 22 мм с конусом с хвостовиком типа 1 длиной 1800 мм:

1ШБК22-18 ГОСТ Р 51681-2000

То же, с резьбой:

1ШБР22-18 ГОСТ Р 51681-2000

Примеры условного обозначения буровой и удлинительной штанги с шестигранником 22 мм длиной 3200 мм с конусом:

УШБК22-32 ГОСТ Р 51681-2000

То же, с резьбой:

УШБР22-32 ГОСТ Р 51681-2000

Примеры условного обозначения соединительной муфты для буровых штанг с шестигранником 22 мм:

СМК22 ГОСТ Р 51681-2000

То же, с резьбой:

СМР22 ГОСТ Р 51681-2000

3.5 Буровые и удлинительные штанги следует изготовлять с центральным каналом диаметром (6,0±1,0) мм. Допускается увеличение диаметра центрального канала до (7,2±0,8) мм для штанг номинала 25 мм.

3.6 Хвостовики буровых штанг - по ГОСТ 11446.

4 Общие технические требования

4.1 Характеристики

4.1.1 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по чертежам, утвержденным в установленной форме.

4.1.2 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты следует изготовлять из сталей марок 18Х2Н4МА, 18Х2Н4ВА, 20Х2Н4А, 28ХНЗМ, 35ХГСА или 38ХНЗМФА по ГОСТ 4543.

4.1.3 Твердость буровых и удлинительных штанг и соединительных муфт, изготовленных из сталей марок 35ХГСА и 20Х2Н4А, должна быть HRC 40...47, из сталей марок 18Х2Н4МА, 18Х2Н4ВА, 28ХНЗМ и 38ХНЗМФА - HRC 37...44. Для резьбовых соединений допускается повышение верхнего предела твердости до HRC 51,5.

4.1.4 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты должны быть подвергнуты по внешней поверхности дробеструйной обработке стальными шариками диаметром 1-2 мм и фосфатированию.

4.1.5 Центральный канал штанг должен иметь антикоррозийное покрытие.

4.1.6 Параметр шероховатости поверхностей штанг по ГОСТ 2789 должен быть, мкм, не более:

- 2,5 - посадочного конуса;

- 3,2 - резьбы.

4.1.7 Несоосность центрального канала и шестигранника штанг не должна быть более 0,5 мм.

4.1.8 Средний ресурс буровых и удлинительных штанг и соединительных муфт при бурении перфораторами пород с коэффициентом крепости 12-14 по шкале проф. М.М.Протодьяконова должен быть не менее 150 м.

4.1.9 Отклонение от перпендикулярности торца хвостовика штанг к оси не должно быть более 0,04 мм.

4.1.10 Отклонение от прямолинейности буровых и удлинительных штанг не должно составлять более 1 мм на 1 м длины.

4.2 Комплектность

4.2.1 По требованию потребителя буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты допускается поставлять в любой комплектации. К каждому виду изделий должны быть приложены:

- паспорт;

- техническое описание и руководство по эксплуатации.

4.3 Маркировка

4.3.1 На каждой буровой и удлинительной штанге и соединительной муфте должна быть нанесена маркировка, содержащая:

- товарный знак предприятия-изготовителя;

- условное обозначение 3.4;

- год и месяц выпуска.

4.3.2 Маркировку наносят на боковой нерабочей поверхности изделия любым способом, не ухудшающим прочностные и антикоррозионные свойства изделия.

4.4 Упаковка

4.4.1 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты должны быть законсервированы по ГОСТ 9.014.

Срок действия консервации - три года в условиях хранения категории Ж.

4.4.2 Дата консервации, условия хранения и срок защиты без переконсервации должны быть указаны в паспорте.

4.4.3 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты должны быть упакованы в деревянные ящики по ГОСТ 2991 или ГОСТ 15841 массой брутто не более 80 кг. По согласованию с потребителем допускается упаковка в другие виды тары.

4.4.4 На каждом ящике или другой таре должно быть указано:

- наименование предприятия-изготовителя;

- обозначение изделия;

- количество изделий в ящике;

- номер настоящего стандарта;

- масса брутто.

5 Требования безопасности

5.1 Требования безопасности к штангам должны соответствовать ГОСТ 12.2.003.

5.2 Руководства по эксплуатации изделий должны содержать указания по безопасной эксплуатации штанг.

6 Правила приемки

6.1 Предприятие-изготовитель должно проводить приемочные, приемосдаточные и периодические испытания буровых и удлинительных штанг и соединительных муфт для проверки соответствия их требованиям настоящего стандарта.

6.2 Приемосдаточным испытаниям подвергают все изделия.

6.3 Программа приемосдаточных испытаний указана в таблице 3.


Таблица 3 - Программа приемосдаточных испытаний

6.4 Если в результате приемосдаточных испытаний установлено несоответствие по одному или нескольким контролируемым параметрам, то изделие не принимается. Оно должно быть изолировано для дальнейшего принятия решения по его использованию руководством предприятия-изготовителя.

6.5 Периодические испытания

6.5.1 Периодические испытания следует проводить не реже одного раза в два года и при каждом внесении изменений в конструкцию или материал штанг и соединительных муфт.

6.5.2 Периодическим испытаниям подвергают по пять штанг и соединительных муфт каждого типоразмера шестигранника и резьбового соединения из каждой тысячи изделий, имеющихся на складе, но не менее трех.

6.5.3 Периодические испытания проводит отдел технического контроля предприятия-изготовителя собственными силами или с привлечением сторонних организаций.

6.5.4 Периодические испытания следует проводить по программе, указанной в таблице 4.


Таблица 4 - Программа периодических испытаний

6.5.5 Средний ресурс определяют ресурсными испытаниями или на основе данных эксплуатации.

6.5.6 Результаты периодических испытаний должны быть оформлены в соответствии с нормативным документом.

6.5.7 При отрицательных результатах периодических испытаний отгрузку изделий прекращают до установления и устранения причин несоответствия.

Отрицательным результатом периодических испытаний является несоответствие изделия по одному или нескольким контролируемым параметрам.

6.5.8 Повторные периодические испытания проводят после устранения несоответствия по полной программе.

7 Методы испытаний

7.1 Общие требования

7.1.1 Все средства измерений должны быть поверены органами метрологической службы по ГОСТ 8.002 и ГОСТ 8.513.

7.1.2 Методы испытаний распространяются на следующие виды испытаний: приемочные, приемосдаточные, периодические и сертификационные.

Приемочные и сертификационные испытания проводят по программе периодических испытаний предприятием-изготовителем.

Измеряемые и контролируемые параметры и относительная погрешность приведены в таблице 5.


Таблица 5 - Применяемость испытаний по видам и относительная погрешность измерений контролируемых параметров

7.2 Порядок подготовки к испытаниям

7.2.1 На каждую партию буровых штанг и соединительных муфт, предъявляемых на все виды испытаний, кроме приемосдаточных, должен быть представлен паспорт и инструкция по эксплуатации.

При необходимости для проведения испытаний представляют рабочие чертежи изделий.

7.2.2 Перед испытаниями буровые и удлинительные штанги, соединительные муфты следует расконсервировать и обезжирить растворителем.

7.3 Испытательные средства и средства измерений

7.3.1 Ресурсные испытания проводят на буровом стенде при бурении горизонтальных шпуров с помощью стационарного подающего устройства.

7.3.2 В качестве обрабатываемого материала на буровом стенде используют блоки горной породы, позволяющей бурить шпуры не менее 1 м. Возможна замена блоков горной породы цилиндрическими отливками диаметром 120-150 мм из серого чугуна СЧ 24-44 или СЧ 28-48 по ГОСТ 1412.

7.4 Требования безопасности

7.4.1 При проведении испытаний следует соблюдать требования безопасности по ГОСТ 12.2.003 и ГОСТ 12.3.001.

7.4.2 Условия на рабочих местах по ГОСТ 12.1.003 и ГОСТ 12.1.005.

7.4.3 Испытательные средства должны быть аттестованы.

7.5 Измерение параметров

7.5.1 Геометрические размеры

Линейные и угловые размеры буровых штанг и соединительных муфт должны проверять универсальным измерительным инструментом и специальными калибрами, обеспечивающими точность измерения линейных размеров, кроме длины штанг ±0,1 мм. Длину штанг измеряют с точностью ±1,5 мм. Угловые размеры измеряют с точностью не более 20'.

7.5.2 Отклонение от прямолинейности штанг определяют на горизонтальном столе по каждой из шести граней штанги с точностью измерений ±0,2 мм.

7.5.3 Отклонение от перпендикулярности торца хвостовика определяют в специальных приспособлениях, обеспечивающих точность измерений ±0,01 мм.

7.5.4 Несоосность центрального канала определяют в трех поперечных разрезах штанги, равномерно расположенных по длине штанги. Разрезы проводят абразивными кругами по ГОСТ 21963 или алмазными отрезными кругами по ГОСТ 10110. Несоосность определяют по расстоянию отверстия до каждой грани шестигранника штанги. Измерение проводят универсальным измерительным инструментом с точностью ±0,1 мм.

7.5.5. Контроль внешней поверхности проводят с помощью лупы при 2,5-кратном увеличении, определяя наличие или отсутствие дробеструйной обработки путем сравнения с образцом, утвержденным в установленном порядке.

7.5.6 Контроль маркировки, клеймения проводят с помощью лупы при 2,5-кратном увеличении до проведения контроля несоосности центрального канала.

7.5.7 Твердость буровых штанг и соединительных муфт

7.5.7.1 Измерение твердости буровых штанг проводят по трем граням в средней части хвостовика на расстоянии 50 мм от буртика, в середине длины и в начале конусной части или на резьбе. На удлинительных штангах измерение твердости проводят на трех гранях в начале конусной части или на резьбе и в средней части штанги. Твердость на соединительных муфтах определяют на расстоянии 30 мм от каждого торца в трех равнорасположенных точках.

7.5.7.2 Твердость материала определяют после зачистки поверхности до шероховатости 80. За число твердости принимают среднеарифметическое значение измерений твердости в трех местах.

7.5.8 Шероховатость поверхности определяют с помощью лупы с 2,5-кратным увеличением путем сравнения с образцом, утвержденным в установленном порядке.

7.5.9 Марка стали - по ГОСТ 28473.

7.5.10 Ресурсные испытания

7.5.10.1 Ресурсные испытания комплекта буровых и удлинительных штанг и соединительных муфт в зависимости от параметра проводят на буровом стенде перфораторами с энергией единичного удара и крестовой коронкой по ГОСТ 17196 диаметром:

7.5.10.2 В качестве горной породы, на которой определяют ресурс буровых штанг, используют серый гранит крепостью по шкале проф. М.М.Протодьяконова 14-16. Притупление коронки - 2-3 мм.

7.5.10.3 При бурении по серому чугуну предварительно определяют скорость бурения по граниту за 1 мин и пересчитывают необходимое время бурения 150 м породы. Это время является контрольным при бурении по серому чугуну. Притупление коронки должно составлять 3-4 мм.

7.6 Обработка результатов измерений

7.6.1 Геометрические размеры определяют по среднеарифметическому значению в трех сечениях для диаметров тел вращения и резьбы.

7.6.2 Отклонение от прямолинейности определяют по наибольшему значению отклонения по каждой грани.

7.6.3 Отклонение от перпендикулярности торца хвостовика определяют по среднеарифметическому значению трех измерений.

7.6.4 Несоосность центрального канала определяют по наибольшему отклонению в трех сечениях.

7.6.5 Обработка результатов измерения твердости - по ГОСТ 9013.

7.7 Оформление результатов испытаний

7.7.1 Обработанные результаты измерений каждого из испытуемых изделий, проведенных при периодических, приемочных и сертификационных испытаниях, оформляют протоколом за подписью руководителя измерительного подразделения и руководителя испытательной лаборатории.

7.7.2 По результатам испытаний изделия (кроме приемосдаточных) составляют акт испытаний, в котором приводят паспортные и фактические параметры, определенные как среднеарифметическое значение параметров отдельных образцов.

8 Транспортирование и хранение

8.1 Транспортирование штанг и соединительных муфт допускается любым видом транспорта с предохранением их от воздействия атмосферных осадков и обеспечением сохранности.

8.2 Условия транспортирования и хранения изделий по ГОСТ 15150. Группа условий хранения штанг и соединительных муфт к ним должна соответствовать для стран и районов с умеренным климатом 7(Ж 1), для стран с тропическим климатом - 9(ОЖ 1).

8.3 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты необходимо хранить в сухом помещении, не содержащем паров и газов, вызывающих коррозию.

9 Указания по эксплуатации

9.1 Буровые и удлинительные штанги и соединительные муфты следует применять в соответствии с руководством по эксплуатации, входящим в комплект поставки.

10 Гарантии изготовителя

10.1 Изготовитель должен гарантировать соответствие буровых и удлинительных штанг и соединительных муфт требованиям настоящего стандарта при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортирования и хранения.

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2001

docs.cntd.ru

Буровые штанги для установок горизонтально-направленного бурения (ГНБ)

В настоящее время к нам стало поступать много заявок из различных регионов на изготовление буровых штанг для установок горизонтально-направленного бурения (ГНБ). ООО «КТИАМ» осуществляет приварку замковой части к телу трубы на машине сварки трением ПСТ-20Т, а так же разрабатывает и изготавливает под заказ  линии высадки концов труб и линии сварки трением.

В качестве ознакомительной информации о буровых штангах для установок ГНБ, мы предлагаем ознакомиться с выдержками из статьи журнала РОБТ – официального печатного издания Российского общества по внедрению бестраншейных технологий.

Буровые штанги и бурильные трубы для ГНБ

Как показывает многолетний опыт, далеко не все поставщики буровой техники относятся к вопросу предложения буровых штанг столь же пристально, как к выбору установки ГНБ на основании ее технических особенностей, преимуществ.

Устоявшаяся мировая практика доказывает, что буровые штанги лучше приобретать непосредственно на заводе-изготовителе с устоявшейся репутацией, либо у официальных дилеров таких предприятий. Чем же отличаются буровые штанги от бурильных труб?

Как известно, буровые установки ГНБ подразделяются на три группы: малой, средней и большой мощности. Аналогичным образом инструмент подразделяется на группы: для малых, средних и больших нагрузок.

Рассмотрим вариант применения установок малой и средней мощности.

С увеличением длины пилотного бурения увеличиваются нагрузки на подачу и вращение колонны, появляется эффект пружины, т.е. проходит определенное время для передачи вращения от шпинделя на установке до буровой лопатки. Это вносит определенные неудобства для работы с системой локации. Оператору проблематично «поймать» положение на «6…12 часов» из-за скручивания колонны. Чтобы улучшить ситуацию при бурении на большие расстояния можно использовать буровые штанги большего диаметра, что уменьшает скручивание колонны и изгиб в плоскостях. При этом у вас увеличивается минимально допустимый радиус изгиба штанг, но удается легче соблюдать прямолинейность бурения.

Производители штанг для малого и среднего класса машин в основном делают штанги трех типов: «кованые», «сварка трением» и «сварка трением с предварительной ковкой». Рассмотрим все существующие методы.

Первый метод – FOP (Forged-One-Piece, цельнокованая штанга) – метод ковки при котором оголовки буровой штанги значительно утолщаются за счет многократного индукционного нагрева концов трубы и дальнейшей их высадке на пресс–станке. Далее, после остывания концов нарезается необходимая резьба.

Второй метод – SFW (Standard Friction Welded) –метод стандартной сварки трением. При этом методе замковая часть буровой штанги изготавливается отдельно и, как правило, из более прочного материала – стали марки 42CrMo4. После нарезки необходимой резьбы в соответствии с калибром на станке с ЧПУ, резьбовая часть подвергается процессу азотирования. При этом происходит поверхностное упрочнение стали, что делает поверхность замка и профиль резьбы более устойчивым к износу. На последнем этапе происходит сварка замковой части с телом буровой штанги методом трения.

Третий метод – FFW (Forged-Friction Welded) –метод сварки трением с предварительной ковкой концов буровой штанги. При этом методе концы буровой штанги нагреваются индукционным способом и производится их дальнейшая высадка на прессе. Далее замковая часть, изготовленная отдельно, приваривается к телу буровой штанги методом сварки трением.

Первый метод позволяет сохранить структуру буровой штанги как единое целое, обладающее весьма прочной конструкцией. При этом слабыми местами остается весьма низкая гибкость штанги и весьма быстрый износ замковой части и резьбы.

Второй метод применяется как основной при изготовлении буровых штанг для вертикального бурения (за исключением штанг для бурения глубоких скважин и скважин, имеющих отклонение от вертикали). Этот метод позволяет справиться с основной проблемой вертикальных скважин – большим количеством циклов свинчивания / развинчивания буровых штанг, так как в этом случае замковая часть дополнительно обработана и срок ее службы увеличивается. Слабое место этих буровых штанг для использования в горизонтальном направленном бурении – малая гибкость.

Буровые штанги диаметром 42 мм на линии ПСТ-20Т (фото: ООО «КТИАМ»)

Третий метод – это удачный «микс» первого и второго методов. Данная технология требует больших затрат, но при этом получаются достаточно гибкие штанги с усиленной замковой частью. В последние десятилетия этот метод является наиболее удачным при изготовлении буровых штанг для горизонтального направленного бурения, а также для производства бурильных труб применяемых на глубоких вертикальных скважинах, имеющих отклонение от вертикали.

Поэтому, когда вы выбираете буровые штанги, необходимо принимать во внимание, по какой технологии они изготовлены – это определяет характеристики конечного продукта, такие как предел прочности на разрыв, минимальный радиус изгиба, максимально допустимый крутящий момент.

На сегодняшний день существует огромное количество заводов, занимающихся выпуском штанг. В основном они располагаются в США и Китае, причем, многие заводы, гонясь за дешевизной выпускаемых изделий, до сих пор применяют метод дуговой сварки. Это самое дешевое производство, которое привело к общему восприятию сварных штанг, как некачественных по отношению к «кованым» штангам. Хотя, если завод-производитель буровых штанг осуществляет на собственном производстве доведение стали до нужного класса с обязательным контролем качества и применяет технологию предварительной ковки с дальнейшей сваркой трением замковой части, Вы получаете на выходе продукт наивысшего качества. Это дает Вам дополнительную уверенность при производстве работ методом ГНБ.

Буровые штанги диаметром 42 мм на линии ПСТ-20Т (фото: ООО «КТИАМ»)

Буровые штанги диаметром 63 мм  (фото: ООО «КТИАМ»)

В последнее время с увеличением диаметров трубопроводов возросла потребность определенных компаний в использовании установок ГНБ класса «мега» усилием 500 — 600 тонн, а в этом классе бурильные трубы с замком 6 5/8”  уже работают на пределе технических возможностей. Здесь необходимо обратить внимание на бурильные трубы с замком 7 5/8”, которые сравнительно недавно появились на рынке. Приведем их основные параметры: диаметр тела трубы – 7 5/8” (193,7 мм), допустимый крутящий момент – 292 kNm, допустимое усилие на разрыв – 595 т. Замки: наружный диаметр – 8 1/2”(215,9 мм), внутренний диаметр – 4 1/4”(108 мм), допустимый крутящий момент – 230 kNm, допустимое усилие на разрыв – 1033 т.

Теперь о бурильных трубах для мощных установок.

Технология производства бурильных труб отличается более высокими требованиями к исходному материалу труб (green pipes), химическому составу металла, термообработке, высадке трубы, сварке трением, изготовлению замков и постоянным контролем качества после завершения каждой операции.

Продолжительность использования бурильной колонны напрямую зависит от усталости металла бурильных труб, наружного износа замковой части и самой резьбы. Слабое место на бурильной трубе, более подверженное нагрузкам при изгибе и вращении колонны – это переход тела трубы к замковой части. Для того, чтобы уменьшить усталость металла в этой зоне как раз и делается высадка трубы. Высадки существуют трех типов: наружная (EU), внутренняя (IU) и комбинированная (IEU). Обычно, в зависимости от диаметров бурильных труб, тип высадки меняется. Например, в трубах 3 1⁄2” (88,9 мм) используется наружная высадка, чтобы не уменьшать проходной диаметр, а в трубах от 5” (127 мм) используется комбинированная высадка.

Высаженный конец трубы на линии УВТ-1 (Фото: ООО «КТИАМ»)

Длина высадки у заводов-производителей отличается в зависимости от технологических возможностей производства. Величины меняются от 4’’, 5”, 7’’, 9’’ до 11’’. Завод, на котором мы знакомились с производством бурильных труб, на сегодняшний день, единственный, который делает высадку в диапазоне 9” — 11” (228 — 279 мм), что позволяет выполнить наиболее плавный переход от тела трубы до замковой части и увеличить сопротивление к усталости металла в зоне подверженной самым большим нагрузкам. Для такого размера высадки используется пресс с усилием 2500 т.

После высадки трубы отправляются в печь для термообработки, затем проходят контроль на прямолинейность, контроль магнитной дефектоскопии, ультразвуковой контроль.

Продольный разрез высадки в диапазоне 9» — 11» (слева), Разрез замковой части (справа)

Процесс изготовления замковых соединений по технологии и контролю схожий, но к резьбе предъявляются дополнительные требования, т.е. после нарезки резьбы проводят азотирование, далее приработку резьбовых и упорных соединений методом троекратного закручивания и раскручивания замковых соединений с рекомендуемым крутящим моментом. По желанию заказчика возможно нанесение твердого сплава на замковую часть для уменьшения износа, потом контроль магнитной дефектоскопии, и замки готовы для сварки трением с трубой. После сварки трением удаляются бурты снаружи и изнутри, металл зачищается на ширину 300 мм для последующей термообработки сварного соединения, контроля на твердость, магнитной дефектоскопии и ультразвукового контроля всего изделия.

Благодаря этим технологиям, получаются бурильные трубы с уменьшенным радиусом изгиба, что и нужно для производства работ методом ГНБ (ННБ).

Автор статьи:  Федько А.В. технический директор ООО «СДС-11», г. Санкт-Петербург.

Профессиональный журнал «РОБТ» №10/12/2013

ktiam.ru

Смотрите также

• 
  Куст скважин это
• 
  Реагенты глушения для скважин
• 
  Упал насос в скважину
• 
  Наблюдательные скважины на нпз
• 
  Установка для осушения скважин
• 
  Устьевое оборудование газовых скважин
• 
  Дифференциальный прихват в бурении
• 
  Каротаж скважины на воду
• 
  Параметрическая скважина гыданская 130
• 
  Пороховые генераторы давления для скважин
• 
  Гамма каротаж в процессе бурения