|
При бурении глубоких, сверхглубоких и, особенно,
горизонтальных скважин, чрезвычайно важно обеспечить высокую
эксплуатационную надежность бурильной колонны, снизить её
напряженно-деформированное состояние и обеспечить
безаварийную работу в условиях экстремальных нагрузок и
высоких температур.
Использование легкосплавных бурильных труб повышенной
надежности (ЛБТПН) является одним из наиболее перспективных
путей решения многих проблем бурения. Изготовленные из
специальных лёгких, высокопрочных, коррозионно-стойких
алюминиевых сплавов ЛБТПН, обладают рядом ценных
физико-механических свойств, открывающих дополнительные
возможности при бурении глубоких, горизонтальных скважин,
боковых стволов и скважин малого диаметра.
|
Преимущества легкосплавных труб |
Низкий удельный вес |
Основными ограничениями при бурении глубоких вертикальных,
длинных наклонно-направленных и горизонтальных скважин
являются растягивающие нагрузки при подъёме инструмента с
забоя, крутящий момент на приводе вращения БК при бурении,
критические сжимающие силы, при превышении которых теряется
продольная устойчивость труб. Все упомянутые ограничения
напрямую зависят от удельного веса материала труб,
комплектующих БК. |
Высокая удельная прочность |
Несмотря на то, что прочностные свойства стальных труб выше,
чем у легкосплавных, во многих случаях, учитывая, что
основной лимит прочности бурильной колонны уходит на
преодоление веса и сил сопротивлений, формируемых её
собственным весом, включение секций ЛБТПН в компоновку
бурильного инструмента оказывается эффективнее, чем
использование стальных труб. |
Высокое облегчение в буровом растворе |
Данное свойство труб из алюминиевых сплавов позволяет в
более тяжёлых буровых растворах получать повышенный эффект
облегчения бурильной колонны с включением легкосплавных труб. |
Низкое значение модулей продольной упругости и сдвига |
Благодаря низким значениям в ЛБТПН модуля упругости,
улучшается проходимость БК на участках с резкими перегибами
пространственного положения ствола и, тем самым, расширяются
возможности для оптимизации профиля скважины. Снижение
уровня изгибающих напряжений позволяет более эффективно
бурить скважины с малыми радиусам искривления.
Свойства пластичности фигурируют в формулах для определения
места верхней границы прихвата инструмента по удлинению и
углу закручивания бурильной колонны. При применении ЛБТПН
допустимые величины упругого удлинения бурильной колонны и
количество оборотов инструмента при прочих равных условиях
будут больше, чем для СБТ, что повышает точность определения
места прихвата и расширяет возможности регулирования
растягивающих нагрузок и вращающих моментов, прилагаемых к
бурильной колонне в процессе ликвидации прихвата силовыми
методами. |
Высокие виброгасящие свойства |
Диссипация энергии упругих продольных, поперечных и
крутильных колебаний в алюминиевых трубах выше, чем в
стальных, причём логарифмический декремент затухания
колебаний в ЛБТ может быть в 1,5 раза больше, чем в СБТ
близких типоразмеров.
Применяя менее жёсткие, чем СБТ, алюминиевые БТ, удаётся
«сдвинуть» собственные частоты БК в область более низких
значений, тем самым, при правильном подборе компоновки низа
БК, избежать резонанса в системе «долото-БК». |
Коррозионная стойкость в агрессивных средах |
Высокие антикоррозионные свойства алюминиевых сплавов
позволяют применять ЛБТПН без каких-либо специальных мер по
их защите, в первую очередь, трубы из сплава 1953Т1, при
бурении морских скважин и скважин с пластовыми флюидами,
содержащими растворённые сероводород и диоксид углерода. |
Немагнитные свойства |
При проведении инклинометрии, корректировке профиля ствола
скважин, а также при выполнении геофизических исследований
магнитными методами внутри бурильной колонны, обычно
применяются диамагнитные трубы из сталей аустенитного класса
или специальных весьма дорогостоящих сплавов на основе
системы никель-кобальт-молибден. Немагнитные свойства
алюминиевых сплавов позволяют проводить все возможные виды
магнитного каротажа скважин внутри бурильной колонны не
используя вышеупомянутый дорогостоящий инструмент. |
Лёгкая разбуриваемость |
При операциях установки цементных мостов и спуска
хвостовиков нередко возникает прихват вследствие неверного
расчета объема затрубного пространства. При применении для
выполнения этой операции в нижней части бурильной колоны
алюминиевых труб, значительно упрощается задача освобождения
зацементированного инструмента, так как алюминиевые трубы
легко разбуриваются обычным шарошечным долотом со скоростью
15-20 м/час. |
|