БУРИЛЬНАЯ ТРУБА С ИЗНОСОСТОЙКИМИ УЗЛАМИ

Предлагаемая полезная модель предназначена для нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для бурения и предназначено для предохранения от износа и центрирования Бурильной трубы.
Известен «Замок для насосно-компрессорных или бурильных труб» (патент на ПМ RU №22374, Е21В 17/02, 19/00, F16L 15/08, опубл. 27.03.2002 г.), состоящий из ниппельной части переходника с наружной и внутренней резьбой, при этом резьба ниппеля и муфты содержит износостойкий слой толщиной на боковых поверхностях и вершине профиля резьбы 0,01-0,06 величины шага резьбы с уменьшением толщины упомянутого износостойкого слоя во впадине резьбы ориентировочно в 1,5 раза, а на торце переходника плоскую кольцевую поверхность шириной ориентировочно 0,03 величины наружного диаметра верхней части переходника.
Недостатком данного устройства является незащищенность наружной поверхности от износа и, как следствие, слабая защищенность концов (замков) Бурильной трубы.
Известен также «Протектор для бурильной трубы с приварными замками» (патент RU №2208123, Е21В 17/10, 17/02, опубл. 10.07.2003 г.), содержащий неразъемный корпус из жесткого материала, имеющий продольное отверстие для надевания с диаметральным зазором на трубу, и размещенный в указанном зазоре элемент закрепления корпуса на поверхности трубы, при этом продольное отверстие в корпусе протектора выполнено с наименьшим диаметральным размером, который больше наружного диаметра высадки на конце трубы под приварку замковой детали, но меньше наружного диаметра привариваемой замковой детали.
Недостатками данного устройства являются незащищенность от износа концов трубы и участков, находящихся вне протектора.
Наиболее близким по сущности и достигаемому результату является «Направляющий или центрирующий узел буровой трубы (варианты)» (патент RU №2280750, Е21В 17/10, опубл. 10.07.2003 г.), содержащий корпус со слоем (сменными лопастями в канавках) повышенной твердости на наружной поверхности, при этом слой повышенной твердости разделен на части поперечной канавкой, глубина которой не менее толщины слоя повышенной твердости.
Недостатками данного устройства являются:
• незащищенность от износа концов (замков) трубы;
• незащищенность от износа участков, находящихся вне протектора;
• более твердый поверхностный слой (сменные лопасти в канавках) быстро выходит из строя при знакопеременных изгибающих нагрузках, а наличие в нем поперечной канавки является концентратором напряжений при этих же нагрузках приводящих к быстрому выходу из строя и тела самой трубы.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание долговечной и надежной бурильной штанги за счет защиты замков, центраторов и наиболее изнашиваемых наружных поверхностей износостойкими и пластичными наружными поясками, армированными износостойкими вкраплениями.
Техническая задача решается бурильной трубой с износостойкими узлами, включающая центрирующий и направляющие узлы с износостойкой поверхностью.
Новым является то, что центрирующий узел выполнен в средней части в виде утолщения тела бурильной трубы с конусными переходами по концам, а направляющий - узел в виде дополнительного замка с внутренней и внешней резьбами по концам, присоединенного соответствующими резьбами к обоим замкам бурильной трубы, при этом наружные участки Бурильной трубы, подверженные наибольшему износу, также оснащены износостойкой поверхностью, причем все износостойкие поверхности выполнены в виде поясков, армированных износостойкими вкраплениями.
На фиг.1 и 2 изображены концевые участки бурильной трубы.
На фиг.2 показана средняя часть бурильной трубы.
Бурильная труба 1 (фиг.1, 2 и 3) включает центрирующий 2 (фиг.) и направляющие 3 (фиг.1) и 4 (фиг.3) узлы с износостойкой поверхностью 5 (фиг.1, 2 и 3). Центрирующий узел 1 (фиг.2) выполнен в средней части в виде утолщения тела бурильной трубы 1 с конусными переходами 6 и 7 по концам. Направляющий узел 3 (фиг.1) или 4 (фиг.3) изготовлен в виде дополнительного замка 3 (фиг.1) или 4 (фиг.3) с внутренней 8 (фиг.1 и 3) и внешней 9 резьбами (одно- или двухступенчатыми) по концам, присоединенного соответствующими резьбами 8 (фиг.1) или 9 (фиг.3) к обоим соответствующим замкам 10 (фиг.1) или 11 (фиг.3) бурильной трубы 1. Наружные участки 12 (фиг.3) бурильной трубы 1, подверженные наибольшему износу, также оснащены износостойкой поверхностью 5. Все износостойкие поверхности 5 (фиг.1, 2 и 3) выполнены в виде поясков, армированных износостойкими вкраплениями 13.
Наружные участки 12 (фиг.3) бурильной трубы 1, подверженные наибольшему износу определяются практическим путем: в ходе практических испытаний на скважинах (на фиг. не показана) бурильных труб 1 подобной конструкции (с центрирующим узлом 2
в средней части - фиг.2) определяются эти участки 12 (фиг.3) замерами и определением минимальных толщин стенок бурильной трубы 1. Очень часто такими местами также являются места 12 под зажимные и вращающие ключи (на фиг.3 не показаны).
Пояски 5 бурильной трубы 1 и дополнительных замков 3 (фиг.1) или 4 (фиг.3) могут изготавливаться следующим способами, например: при производстве на еще не затвердевшие поверхности обкатывают валиком с твердосплавной, керамической и т.п. крошкой с последующей обкаткой твердым валиком заподлицо поверхности трубы, или нагревом микроволновыми волнами поверхности трубы 1 и вдавливанием валиком износостойкими вкраплений 13 (фиг.1, 2 и 3) из твердого сплава, быстрорежущей или износостойкой стали, керамической крошки или т.п., или при помощи предварительного сверления, с последующей впайкой или вклейкой данных вкраплений 13. После чего производят соединение сваркой (например, трением или электродуговой) всех участков 2 (фиг.2) и 12 (фиг.3) (за исключением дополнительных замков 3 - фиг.1 и 4 - фиг.3) с телом бурильной трубы 1. При сварке центрирующего узла 2 (фиг.2) сварные швы 14 должны быть в пределах конусных переходов 6 и 7 данного узла 2.
Благодаря такой конструкции все узлы 3, 10 (фиг.1) 2 (фиг.2) 4, 11 и 12 (фиг.3) бурильной трубы 1 имеют пластичность такую же, как и подобная труба 1 без износостойкой поверхности 5, так как нет на этих участков сплошной поверхности, а только вкрапления 13. При этом износостойкость бурильной трубы 1 из-за защиты узлов 10 (фиг.1) и 2 (фиг.3) и наружных участков 12 (фиг.3) бурильной трубы 1, подверженные наибольшему износу, превосходит аналоги. В ходе промышленных испытаний (на скважинах НГДУ «Азнакаевнефть» и НГДУ «Альметьевскнефть») бурильная труба 1 предлагаемой конструкции при работе в сложных по направлению (в том числе в наклонных и горизонтально-наклонных) скважинах оказалась более износостойкой и работоспособной в 1,5-2 раза при сравнении с аналогичными бурильными трубами, оснащенными износостойкими поверхностями.
Предлагаемая конструкция бурильной трубы в 1,5-2 раза более долговечная и износостойкая, чем аналогичные труб с износостойкими поверхностями, за счет защиты замков, центраторов и наиболее изнашиваемых наружных поверхностей износостойкими и пластичными наружными поясками, армированными износостойкими вкраплениями.