Материал: Трубы нефтяного сортамента

Рис. 6.2. Размыв ниппеля замка

Рис. 6.3. Размыв соеДlинения трубы с

замком

единении. Износ резьбы связан с многократным свинчиванием-раз­ винчиванием соединения, вращением бурильной колонны, ее коле­ баниями; вызванными работой забойного двигателя, и с другими факторами.

На поверхности резьбы срабатываются обе стороны профиля. Износ резьбы вдоль образующей конуса и по высоте витка имеет неодинаковый характер. На ниппеле замка витки, расположенные ближе к упорному уступу, принимают заостренную форму у верши­

ны (рис. 6.4), а.у остальных витков вершины скругляются. У муф­

ты больше изнашиваются витки, расположенные вблизи упорного

торца.

Длинная сторона профиля изнашивается главным образом при

свинчивании-развинчивании, короткая - при затяжке и работе в

скважине.

Недостаточное крепление замков, особенно УБТ, приводит к расслаблению соединения при воздействии переменных нагрузок при вращении колонны, работе турбобура и др. Это вызывает сме­

щение одной детали резьбового соединения относительно другой.

Относительное смещение свинченных деталей приводит к сильному

износу резьбы с последующим срывом ее. В этом случае в замко­ вом соединении больше срабатывается короткая сторона профиля резьбы, несущая в процессе работы большую нагрузку (см.

рис. 6.4).

181

РИС. 6.4. ИЗНОС резьбы

Основные способы борьбы со срывом - креплеНlIе резьбы зю,l­

ков и УБТ с неоБХОДIlNJЫМ крутящим MONleHTO~I, ПРlIменение изно­

состоЙких материа.'IOВ длg резьбовых сое;щнеНIIЙ, уменьшение до­

пускаемых отклонений эле:V1ентов работы.

Заедание резьбы

Заедание сопровождается схватыванием поверхности резьбы

сопрягаемых деталей. Сила сцепления обычно превышает прочность

материала, поэтому при развин­

чивании соединения происходит

выравнивание :wеталла (рис. 6.5). В ряде случаев сила сцепления

JЗ2

ходит на больше!"r П.'Iощади витка, чем заедание резьб с низкой

чистото;':'r поверхности.

Для предотвращения заедания резьбы следует использовать

специальную смазку для бурильных замков, содержащую металли­

ческие ко:\шоненты: при свинчивании резьбовых соединений прила­ гать крутящий момент надлежащей величины; для труб с новыми замкаV1И первые два свинчивания производить вручную (круговым

ЮIЮЧО:,;) с последующей затяжкой машинным ключом; применять

горячее крепление замков, использовать для горячего крепления

Э,1ектропечь, позволяющую сохранить защитный слой на замковой

Резьбе, НСК.1ЮЧИТЬ перекосы свинtIиваемых деталей.

Воронкообразная деформация бурильного замка

Воронкообразная деформация замка наблюдается в виде зна­

чителы:ого увеличения наружного диаметра замковой муфты на участке замковой резьбы или резьбы для присоединения к трубе.

Такая деформация возникает в результате воздействия на замок знаЧIПС.IЬНОГО крутящего момента, особенно при каl'iитальном ре­

монте. Подобный характер деформации наблюдается в основном

на за~л~ах бурильных труб малых диаметров (73 и 89 мм). Крутя­ ЩIIЙ 11О:\!ент, приводящий к остаточной деформации замка ЗН-I08 с ют = 735 МПа,составляет 20000 Н· м, а с О'т = 568 МПа- 13000 H·:vI. Значительный крутящий момент приводит также к до­

винчиванию трубы в бурильном замке с последующим уве,'lичением

диаметра замка.

Чтобы предотвратить воронкообразную деформацию, следует

применять замки с повышенными механическими свойствами (с пределом текучести ;;;:: 735 МПа), и замки увеличенного диаметра

(113 мы).

Разрушение бурильных замков и муфт по телу

В процессе бурения и капитального ремонта скважин встреча­

ются продольные и поперечные трещины по телу замков и муфт.

Такие деформации являются следствием приложения значительных усилий, приводящих к довинчиванию муфтовой и ниппельной ча­ стей замка на трубах, или связаны с наличием высоких закалочных

напряжений, трещин и других дефектов.

ГЛАВЛ 7

БУРИ~1ЬНЫЕ ТРУБЫ, ЗАМКИ К НИМ И УТЯЖЕЛЕННЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ЗА РУБЕЖОМ

Бурильные трубы

За рубежом широкое распространение получили бурильные тру­

бы, изготовляемые по стандартам Американского нефтяного инсти­

тута (АНИ) с высадкой концов внутрь, наружу или с комбиниро­ ванной (внутрь 11 наруж:у) высадкой для приварки замков.

183

Таблица 7.1

Механические свойства материала 'J'руб

для создания относительного удлинения, равного 0,5% для сталей

Еи Х-95, 0,6% - для стали G-105 и 0,7% для стали S-135.

Наименьшее относительное удлинение на длине 50,8 мм при

S:::;;;4,85 см2 рассчитывают по формуле б=4886s~·2/0'~.9, где So-

площадь поперечного сечения образца, см2 ; О'н - наименьший пре­ дел прочности при растяжении, МПа.

При So>4,85 CM z удлинение принимается таким же, как и для

50=4,85 см2 •

Отдельные фирмы, например «Маннесман» (ФРГ), предлагают трубы из стали группы прочности U-l70 с О'т min И О'нmiп,~авными

1172 и 1241 МПа.

Для работы в средах, содержащих сероводород, некоторые фир­

мы рекомендуют применять трубы из сталей с ограниченным верх­

ним пределом текучести и твердости, аналогичных сталям групп

прочности С-75 и С-95, приведенных в гл. 16. Прочностные харак­ теристики этих труб, рассчитываемые по наименьшему пределу текучести, такие же, как и для труб групп прочности Е и Х-95. .

В табл. 7.2 приведены масса и прочностные характеристики для

тела трубы в гладкой части.

Крутящий момент Мкр (Н· м), при котором напряжения в теле

трубы достигают предела текучести, определяют по формуле

МПа; О'т mlп - наименьший предел текучести материала трубы, МПа.

Растягивающую нагрузку Рр (Н), при которой напряженIJ,Я в

теле трубы достигают предела текучести, рассчитывают по формуле

Рр=FО'тmiП,

где F - площадь поперечного сечения трубы, мм2•

1.84