Сварная бурильная труба

Полезная модель относится к оборудованию для бурения скважин, точнее - к бурильным трубам, используемым при бурении геологоразведочных, нефтяных или газовых скважин.
Известна бурильная труба (патент RU 114087 U1, МПК Е21В 17/00 (2006.01), опубл. 2012 г. ), содержащая тело трубы и приваренные к телу трубы муфтовый и ниппельный замки.
Недостатком такой трубы является низкая износостойкость из-за большого износа замков.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции и принятой в качестве прототипа является бурильная труба с соединительными замками (патент RU 68090 U1, МПК F16BL 15/08 (2006.01), опубл. 2007 г. ), содержащая тело трубы, муфтовый и ниппельный замки, приваренные сваркой трением к телу трубы, на которые нанесено двухслойное покрытие, первый слой которого нанесен методом термодиффузионного порошкового цинкования, а второй - методом фосфатирования, толщина δ первого слоя покрытия связана с конусностью К резьбы соотношением δ=0,09…0,13 К, а на участке протяженностью 15-25 мм от места сварки на замках имеется только фосфатное покрытие.
Наличие двухслойного покрытия повышает износостойкость замков и бурильной трубы в целом.
Однако технология нанесения двухслойного покрытия заданной толщины сложна, не обеспечивает требуемой износостойкости резьбовой части замков, а в процессе приварки замков сваркой трением может быть нарушена целостность покрытия.
Технической задачей заявляемой полезной модели является упрощение технологии получения износостойкой сварной бурильной трубы за счет повышения износостойкости резьбовой части замков и ее сохранения при приварке замков к телу трубы методом сварки трением.
Поставленная техническая задача решается усовершенствованием сварной бурильной трубы, содержащей тело трубы, муфтовый и ниппельный замки, приваренные к телу трубы методом сварки трением.
Это усовершенствование заключается в том, что резьбы муфтового и ниппельного замков с выполнены с упрочняющим азотированным слоем, а сварной шов расположен на расстоянии от резьбы с упрочняющим азотированным слоем, превышающим длину зоны термического влияния при сварке трением.
Такое конструктивное выполнение бурильной трубы позволяет повысить износостойкость резьбовой части замков и сохранить упрочняющий азотированный слой при приварке замков к телу трубы методом сварки трением.
Кроме того упрочняющий азотированный слой может быть выполнен методом ионно-вакуумного азотирования, что позволяет получить равномерный тонкий азотированный слой с нитридной зоной с меньшими энергетическими затратами по сравнению с газовым азотированием.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая сварная бурильная труба.
м
н
Сварная бурильная труба содержит тело 1 трубы, муфтовый 2 и ниппельный 3 замки, приваренные к телу трубы методом сварки трением. Резьбы муфтового 2 и ниппельного 3 замков выполнены с упрочняющим азотированным слоем 4, а сварной шов 5 расположен на расстоянии L от резьбы с упрочняющим азотированным слоем для муфтового конца и на расстоянии L от резьбы с упрочняющим слоем для ниппельного конца, превышающими длину зоны термического влияния при сварке трением (длины этих зон можно определить, как расчетным, так и экспериментальным путем). Упрочняющий азотированный слой 4 выполнен методом ионно-вакуумного азотирования.
Предлагаемую сварную бурильную трубу изготавливают следующим образом.
м
н
Изготавливают тело 1 в виде отрезка трубы, муфтовый 2 и ниппельный 3 замки. Резьбовые участки замков подвергают ионно-вакуумному азотированию для получения упрочняющего азотированного слоя 4 и защищая наружные поверхности замков от азотирования. Замки 2 и 3 соединяют с телом 1 трубы швом 5, полученным методом сварки трением. При этом расстояния L и L от сварного шва до соответствующих азотированных резьбовых поверхностей больше зоны термического влияния. При этом упрочняющие свойства азотированного слоя сохраняются.
м
н
Изготавливали сварную бурильную трубу из стали 40ХГМА, общей длиной 12250 мм, наружным диаметром тела трубы 127 мм из стали 40ХГМА, внутренний диаметр 76 мм, длина тела 10780 мм. Длина муфтового замка 660 мм с внутренней резьбой 3-147, длина ниппельного замка 810 мм, с наружной резьбой 3-147, толщина азотированного слоя 0,12 мм, длина L составила 520 мм для муфтового конца и длина L составила 680 мм для ниппельного конца.
Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет получить износостойкую сварную бурильную трубу за счет повышения износостойкости резьбовой части замков и ее сохранения при приварке замков к телу трубы методом сварки трением.