ПОКРЫТИЯ СО СВЕРХНИЗКИМ ТРЕНИЕМ ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН В СБОРЕ

1. Бурильная колонна в сборе с покрытием для процессов подземного вращательного бурения, включающая:
корпус в сборе с открытой внешней поверхностью, включающий бурильные трубы, соединенные с низом бурильной колонны в сборе, или гибкие насосно-компрессорные трубы (НКТ), соединенные с низом бурильной колонны в сборе, и
покрытие со сверхнизким трением по меньшей мере на части открытой внешней поверхности корпуса в сборе, где коэффициент трения покрытия со сверхнизким трением равен или меньше 0,15.
2. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой покрытие со сверхнизким трением включает одиночный слой со сверхнизким трением, или два или более слоев со сверхнизким трением.
3. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой корпус в сборе дополнительно включает наплавку твердого сплава по меньшей мере на часть отрытой внешней поверхности для обеспечения усиленного сопротивления износу и долговечности бурильной колонны в сборе.
4. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой корпус в сборе дополнительно включает усиливающий слой, размещенный между внешней поверхностью корпуса в сборе и покрытием со сверхнизким трением или наплавкой твердого сплава по меньшей мере на части открытой внешней поверхности для обеспечения усиленной ударной вязкости и поглощения остаточного напряжения.
5. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой покрытие со сверхнизким трением дополнительно включает один или более буферных слоев.
6. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой один или более буферных слоев размещены между внешней поверхностью корпуса в сборе и одиночным слоем со сверхнизким трением, или двумя или более слоями со сверхнизким трением.
7. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой один или более буферных слоев выбраны из элементарных кремния, титана, хрома, вольфрама, тантала, ниобия, ванадия, циркония или гафния и их сплавов, карбидов, нитридов, карбонитридов и оксидов.
2
2
8. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой покрытие со сверхнизким трением выбрано из аморфного сплава, нанесенного химическим осаждением никель-фосфорного композиционного материала, графита, MoS, WS, композиционного материала на основе фуллерена, металлокерамики на основе борида, квазикристаллического материала, материала на основе алмаза, алмазоподобного углерода (АПУ), нитрида бора и их сочетаний.
9. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.8, в которой алмазоподобный углерод (АПУ) выбран из тетраэдрического аморфного углерода (ТАУ), тетраэдрического аморфного гидрированного углерода (ТАГУ), алмазоподобного гидрированного углерода (АПГУ), подобного полимеру гидрированного углерода (ППГУ), подобного графиту гидрированного углерода (ПГГУ), кремнийсодержащего алмазоподобного углерода (КАПУ), азотсодержащего алмазоподобного углерода (ААПУ), кислородсодержащего алмазоподобного углерода (КСАПУ), борсодержащего алмазоподобного углерода (БАПУ), металлсодержащего алмазоподобного углерода (МАПУ), фторсодержащего алмазоподобного углерода (ФАПУ) и их сочетаний.
10. Бурильная колонна в сборе с покрытием по п.1, в которой бурильная труба включает один или более компонентов, выбранных из трубчатой штанги, бурильных замков, переходной трубки между бурильной трубой и низом бурильной колонны в сборе и их сочетаний.
11. Бурильная колонна в сборе с покрытием по любому из предыдущих пп.1-10, в которой низ бурильной колонны в сборе включает один или более компонентов, выбранных из стабилизаторов, стабилизаторов переменного размера, обратных расширителей, воротников бура, гибких воротников бура, управляемых инструментов для вращательного бурения, расширителей с цилиндрическими шарошками, амортизирующих переводников, гидравлических забойных двигателей, инструментов для каротажа в процессе бурения (КПБ), инструментов измерения в процессе бурения (ИПБ), колонковых буровых инструментов, расширителей основания буровой скважины, буровых расширителей, центраторов, турбин, кривых переходников, наклонных гидравлических двигателей, бурильных ясов, гидравлических ускорителей, устанавливаемых над ясом, перепускных переводников, отбойных ясов, переводников уменьшения вращающего момента, переводников с обратным клапаном, ловильных снарядов, ловильных ясов, промывочных труб, применяемые при ловильных работах, каротажных приборов, переводников приборов для измерения искривления скважины, немагнитных аналогов этих компонентов, сопряженных внешних соединений этих компонентов, и их сочетаний.
12. Способ уменьшения трения в бурильной колонне в сборе с покрытием при процессах подземного вращательного бурения, включающий:
обеспечение бурильной колонны в сборе с покрытием, включающей корпус в сборе с открытой внешней поверхностью, включающий бурильную трубу, соединенную с низом бурильной колонны в сборе, или гибкие НКТ, соединенные с низом бурильной колонны в сборе, и покрытие со сверхнизким трением по меньшей мере на части открытой внешней поверхности корпуса в сборе, где коэффициент трения покрытия со сверхнизким трением равен или меньше 0,15, и
использование бурильной колонны в сборе с покрытием в процессах подземного вращательного бурения.
13. Способ про п.12, в котором корпус в сборе дополнительно включает наплавку твердого сплава по меньшей мере на часть отрытой внешней поверхности для обеспечения усиленного сопротивления износу и долговечности бурильной колонны в сборе.
14 Способ по п.12, в котором корпус в сборе дополнительно включает усиливающий слой, размещенный между внешней поверхностью корпуса в сборе и покрытием со сверхнизким трением или наплавкой твердого сплава по меньшей мере на части открытой внешней поверхности для обеспечения усиленной ударной вязкости и поглощения остаточного напряжения.
15. Способ по п.12, в котором покрытие со сверхнизким трением дополнительно включает один или более буферных слоев.
2
2
16. Способ по п.12, в котором покрытие со сверхнизким трением выбирают из аморфного сплава, нанесенного химическим осаждением никель-фосфорного композиционного материала, графита, NOS, WS, композиционного материала на основе фуллерена, металлокерамики на основе борида, квазикристаллического материала, материала на основе алмаза, алмазоподобного углерода (АПУ), нитрида бора и их сочетаний.
17. Способ по п.12, в котором алмазоподобный углерод (АПУ) наносят путем таких технологий нанесения покрытия, как физическое осаждение из паровой фазы, химическое осаждение из паровой фазы или химическое осаждение из паровой фазы в плазменной среде.
18. Способ по п.12, в котором способ нанесения покрытия физическим осаждением из паровой фазы выбирают из реактивного магнетронного распыления RF-DC (высокочастотной - постоянного тока) плазмы, осаждения с помощью ионного пучка, катодного электродугового осаждения и осаждения импульсным лазером.
19. Способ по п.12, в котором бурильная труба включает один или более компонентов, выбранных из трубчатой штанги, бурильных замков, переходной трубки между бурильной трубой и низом бурильной колонны в сборе и их сочетаний.
20. Способ по любому из пп.12-19, в котором низ бурильной колонны в сборе включает один или более компонентов, выбранных из стабилизаторов, стабилизаторов переменного размера, обратных расширителей, воротников бура, гибких воротников бура, управляемых инструментов для вращательного бурения, расширителей с цилиндрическими шарошками, амортизирующих переводников, гидравлических забойных двигателей, инструментов для каротажа в процессе бурения (КПБ), инструментов измерения в процессе бурения (ИПБ), колонковых буровых инструментов, расширителей основания буровой скважины, буровых расширителей, центраторов, турбин, кривых переходников, наклонных гидравлических двигателей, бурильных ясов, гидравлических ускорителей, устанавливаемых над ясом, перепускных переводников, отбойных ясов, переводников уменьшения вращающего момента, переводников с обратным клапаном, ловильных снарядов, ловильных ясов, промывочных труб, применяемые при ловильных работах, каротажных приборов, переводников приборов для измерения искривления скважины, немагнитных аналогов любого из этих компонентов, сопряженных внешних соединений этих компонентов, и их сочетаний.