БУРИЛЬНАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к буровой технике и может быть использована для компоновки низа колонны бурильных труб.
7
Известны утяжеленные бурильные трубы (УБТ) (патент RU 37749 U1, MПKE21B 4/00, опубл. 2004 г., "Трубы нефтяного сортамента", Справочник под общей редакцией А.Е.Сарояна, М., "Недра", 1987 г., стр.62-69), содержащие цилиндрический участок с двумя коническими резьбовыми участками на концах, один из которых с внутренней резьбой, а другой - с внешней. УБТ выполнены из хромоникельмолибденовых сталей (например, 38ХН3МФА или 40ХН2МА), а концы труб термообработаны.
Недостатком такой конструкции является большой расход дорогостоящей легированной стали и сложность изготовления и термообработки концов длинномерных труб.
Известна УБТ ("Трубы нефтяного сортамента". Справочник под общей редакцией А.Е.Сарояна, М., "Недра", 1987 г., стр.69-71), содержащая тело трубы и соединительные замки, приваренные или соединенные с телом трубы резьбой.
Такая конструкция более технологична, так как предусматривает раздельное изготовление тела трубы и соединительных замков. Однако расход дорогостоящей легированной стали также велик.
Известны бурильные трубы (http://www.zbo.ru/production/catalogue/category1/ и патент RU 53404 U1, опубл. 2006 г.), содержащие тело трубы и соединительные замки, выполненные из стали разных марок, при этом тело трубы выполнено из стали с пониженными механическими свойствами по сравнению со сталью, из которой выполнены соединительные замки.
Использование таких труб позволяет снизить расход дорогостоящей легированной стали при сохранении прочностных характеристик трубы.
Однако такие трубы имеет наружный диаметр 43-85 мм, малую толщину стенки (3,5-6 мм) и, следовательно, небольшой вес, что не позволяет использовать их для компоновки низа колонны бурильных труб.
Наиболее близкой к заявляемой и принятой в качестве прототипа является бурильная труба (патент RU 53404 U1).
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение расхода дорогостоящей легированной стали и сохранение прочностных характеристик бурильной трубы для компоновки низа колонны.
Поставленная задача решается за счет того, что в бурильной трубе, содержащей тело трубы и соединительные замки, выполненные из стали разных марок, при этом тело трубы выполнено из стали с пониженными механическими свойствами по сравнению со сталью, из которой выполнены соединительные замки, труба выполнена утяжеленной.
Тело трубы может быть выполнено из стали 35, а соединительные замки из стали 40ХГМА, что позволяет обеспечить требуемые прочностные характеристики УБТ, у которой соединительные замки приварены к телу трубы.
Тело трубы может быть выполнено из стали 30ХГСА, а соединительные замки из стали 40ХГМА, что позволяет обеспечить требуемые прочностные характеристики УБТ с соединительными замками, соединенными с телом трубы резьбой.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображена предлагаемая сварная УБТ, на фиг.2 - УБТ с соединительными замками, соединенными с телом трубы резьбой.
Буровая труба содержит тело 1 и соединительные замки 2 и 3. Тело 1 трубы и соединительные замки 2 и 3 выполнены из стали разных марок. При этом тело 1 трубы выполнено из стали с пониженными механическими свойствами по сравнению со сталью, из которой выполнены соединительные замки 2 и 3. Труба выполнена утяжеленной (в приведенном варианте с толщиной стенки 50 мм). В варианте на фиг.1 тело 1 трубы выполнено из стали 35, а соединительные замки 2 и 3 - из стали 40ХГМА и приварены к телу 1. В варианте на фиг.2 тело 1 трубы выполнено из стали 30ХГСА, а соединительные замки 2 и 3 - из стали 40ХГМА. Замки 2 и 3 соединяются с телом 1 трубы резьбой 4. Позицией 5 обозначена зарезьбовая разгрузочная канавка, позицией 6 - проточка под элеватор, позицией 7 - стыковой шов.
В процессе эксплуатации УБТ наибольшую нагрузку испытывают соединительные замки 2 и 3, изготовленные из высокопрочной, легированной стали.
Коэффициенты запаса прочности по сечениям для сварной УБТ с наружным 171 мм и внутренним 71 мм диаметрами приведены в таблице:
Зарезьбовая разгрузочная канавка σт=690МПа
Проточка под элеватор σт=375МПа
Гладкая часть тела трубы σт=375МПа
Стыковой шов σт=380МПа
1,0
2,0
2,0
1,9
Коэффициенты запаса прочности по сечениям для УБТ с наружным 171 мм и внутренним 71 мм диаметрами и соединительными замками, соединенными с телом трубы резьбой, приведены в таблице:
Зарезьбовая разгрузочная канавка σт=690МПа
Проточка под элеватор σт=441МПа
Гладкая часть тела трубы σт=441МПа
Соединительная резьба σт=441МПа
1,0
2,3
2,3
1,18
Как видно из таблиц, наиболее опасным является сечение по зарезьбовой разгрузочной канавке 5, расположенной на соединительных замках 2 и 3, выполненных из высокопрочной, легированной стали 40ХГМА.
Таким образом, использование предлагаемой бурильной трубы позволяет снизить расход дорогостоящей легированной стали и сохранить прочностные характеристики утяжеленной бурильной трубы.