Стальная труба буровая

Стальные бурильные трубы российской промышленностью изготавливаются следующих конструкций:

с высаженными внутрь и наружу концами (типов В и Н ГОСТ 631-75) и навинченными замками по трубной конической резьбе треугольного профиля (рис. 9.2, а);
с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками (типы ВК и НК ГОСТ 631-75) и навинченными замками по трубной конической резьбе трапецеидального профиля, рис. 9.2, б;
с комбинированной высадкой концов (внутрь и наружу), внутренней и наружной высадкой (типы ПК, ПВ и ПН соответственно по техническим условиям ТУ 14-3-1571-88) и приваренными по высадке замками типа ЗП (рис. 9.2, в, г, д);
диаметром 127 и 140 мм с комбинированной, внутренней и наружной высадками (по ГОСТ Р 50278-92) и приваренными замками (по ГОСТ 27834-95);
диаметром 127 мм с комбинированной (по ТУ 14-161-138-94) и диаметром 73 и 89 мм, с наружной (по ТУ 14-161-154-95) высадкой и приваренными замками ЗП-162 (165, 168) и ЗП-95 (115), а также типа ЗП-159 переменного внутреннего сечения (по ТУ 14-161-136-93);
диаметром 127 мм мерные для электробурения (по ТУ 14-3-715-78) с наружной высадкой и треугольной резьбой для замков;
диаметром 127 мм с комбинированной высадкой и концами под приварку замков (по требованиям API Spec 5D);
диаметром 114,3 мм типа БК-114 с комбинированной высадкой концов (внутрь и наружу), внутренней и наружной высадкой (по ТУ 14-161-141-94) и приваренными замками типа ЗП-146 уменьшенного диаметра;
диаметром 73 мм с внутренней высадкой (по ТУ 14-3-1850-92) и резьбой для замков;

Трубы бурильные стальные:

а — типа В; б — типа ВК; в — типа ПК; г типа ПН; д — типа ПВ

диаметром 73 и 89 мм с комбинированной (по ТУ 14-3-1849 — 92), наружной и внутренней высадками (по ТУ 14-161-137 — 94) и наружной высадкой концов и приваренными замками (по ТУ 14-161-154 — 95);

диаметром 73 мм с комбинированной, наружной и внутренней высадками для капитального ремонта скважин (по ТУ 14-0147016-42 — 93).

Номенклатура конструкций бурильных труб, выпускаемых серийно трубными заводами России приведена в

Трубы бурильные с навинченными замками (ГОСТ 631—75) изготавливаются из сталей групп прочности Д, К, Е, Л и М, замки — из стали 40ХН, механические свойства которых приведены в 9.6.

размеры резьб Трубы бурильные с высаженными внутрь концами типа В (ГОСТ 631 — 75) характеризуются низкой усталостной прочностью на знакопеременный

Номенклатура конструкций стальных бурильных труб

Нормативный документ	Условный наружный диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности стали	Тип замка	Длина труб, м Тип высадки
ТУ 14-3-1571-88 Трубы бурильные с приваренными замками	ПН60 ПН73 ПН73 ПН89 ПН89 ПН89 ПН89 ПВ102 ПК114,3 ПК114,3 ПК114,3 ПК114,3 ПК114,3 ПК 127 ПК 127 ПК 127 ПК 127 ПК 127 ПК 127	7,11 9.19 9.19 9.35 9.35 9.35 9.35 8,338 8.56 8.56 10.92 10.92 10.92 9.19 9.19 9.19 12.7 12.7 12.7	Д, Е, Л, М Д, Е Л, М Д, Е Л М РД, Е Д, Е Л, М Д, Е Л М Д, Е Л М Д, Е Л М	ЗП-86-44 ЗП-105-54 ЗП-105-50 ЗП-121-68 ЗП-127-65 ЗП-127-62 ЗП-127-59 ЗП-133-71 ЗП-159-82 ЗП-159-76 ЗП-159-76 ЗП-159-69 ЗП-159-63 ЗП-162-95-2 ЗП-162-89-2 ЗП-165-82 ЗП-162-89-2 ЗП-165-76 ЗП-165-76	5,9-6,3 8,0-8,6 11,9-12,5 Высадка комбинированная, наружная и внутренняя
ТУ 14-161-141-94 Трубы бурильные с приваренными замками уменьшенного диаметра	БК-114,3	8,6 10.9 10.9	Д, Е, Л, М Д, Е Л	ЗП-146-70/76 ЗП-146-70/70 ЗП-146-63/70	8,0-8,6; 9,0-9,45; 11,9-12,5 Высадка комбинированная, наружная и внутренняя
ТУ 14-3-1849-92 Трубы бурильные диаметром 73 мм с приваренными замками типа БК-73	73	9,0	Д, Е	ЗП-92	5,9-6,3; 8,0-8,6; 9,0-9,45; 11,9-12,45 Высадка комбинированная
ТУ 14-161-136-93 Трубы бурильные диаметром 127 мм с приваренными замками переменного внутреннего сечения	127	6,5	Е, Л, М	ЗП-159-94/101	8,0-8,6; 9,0-9,45
ТУ 14-161-137-94 Трубы бурильные с приваренными замками	БК-73 БК-73 БН-73 БН-73 БН-73 БН-76 БН-89 БН-89 БН-89	7 9 9.19 9.19 9.19 8.5 8,0 6.5 8,0	Д Д, Е, Л, М Д, Е, Л Д, Е, Л М Д, Е Д, Е Д, Е Д, Е, Л	ЗП-86-45 ЗП-105М-45 ЗП-105М-54 ЗП-105М-51 ЗП-105М-50 ЗП-105М-45 ЗП-108М-45 ЗП-121М-73 ЗП-121М-68	8.0- 8,4; 9.0- 9,45; 11,9-12,5 Высадка комбинированная, наружная и внутренняя
ТУ 14-161-138-94 Трубы бурильные диаметром 127 мм типа БК-127 с приваренными замками	127	9.2 9.2 9.2 12.7 12.7	Д, Е Л М Д, Е Л	ЗП-162-92 ЗП-165-86 ЗП-168-83 ЗП-168-83 ЗП-168-76	8,0-8,6; 9,0-9,45; 11,9-12,5 Высадка комбинированная

Нормативный документ	Условный наружный диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Группа прочности стали	Тип замка	Длина труб, м Тип высадки
ТУ 14-3-1850-92 Трубы бурильные с высаженными внутрь концами	73	7.0 9.0	Д, К, Е,Л Д, К, Е, Л		5,9-6,6; 8,08,6; 11,5-12,4 Высадка внутренняя
ТУ 14-161-154-94	73	5,5	Д, Е	ЗП-95-59	5,9-6,5;
Трубы бурильные	73	5,5	Л	ЗП-95-59	8,0-8,4;
диаметром 73 и 89	73	7,0	Д, Е	ЗП-95-55	9,0-9,45;
мм с приваренными замками	89	6,5	Д, Е	ЗП-115-73	11,6-12,65 Высадка наружная
ТУ 14-0147016-42-93 Трубы для капитального ремонта скважин	73	5,5	Д, Е	ТТ 95-57	9,0-10,0
ТУ 14-0147016-42-93 Трубы для капитального ремонта скважин		6,5	Е, Л, М	ТТ 98-57	Высадка комбинированная, наружная и внутренняя
ГОСТ Р 50278-92	89	9,4; 11,4	Д, Е, Л, М	Замки по	Высадка ком
Трубы бурильные с приваренными замками	102	8,4	Д, Е, Л, М	ГОСТ 27834-	бинирован
	114	8,6; 10,9	Д, Е, Л, М	95	ная, наружная
	127 140	9,2; 12,7 9,2; 10,5	Д, Е, Л, М Д, Е, Л, М		и внутренняя

Механические свойства стали бурильных труб и замков по ГОСТ 631-75

Показатель		Группа прочности		стали труб		Замок из
Показатель	Д	К	Е	Л	М	40ХН
Временное сопротивление ст_в, МПа, не менее	637	687	735	784	882	882
Предел текучести ст_т, МПа Относительное удлинение, не менее	373	490	539	637	735	735
s₅, %	16	12	12	12	12	10
5ю, %	12	10	10	10	10	-
Ударная вязкость KCV, кДж/м², не менее	39,2	39,2	39,2	39,2	39,2	68,6
Твердость по Бринеллю, НВ	-	-	-	-	-	285-341

изгиб — по последней нитке трубной конической резьбы треугольного профиля соединения труба — замок, причем этот показатель снижается по мере возрастания прочности материала труб, а также низкой статической прочности на разрыв по трубной резьбе.

Основные характеристики труб и замков приведены в 9.7.

Изготовители:

СинТЗ — трубы диаметром 73 мм.

ТМЗ — трубы диаметром 127 и 140 мм.

Трубы бурильные с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками типа ВК (ГОСТ 631—75) характеризуются повышенной по сравнению с трубами типа В усталостной прочностью соединения труба — замок за счет конического стабилизирующего пояска, воспринимающего часть нагрузки, приходящейся на резьбовое соединение при знакопеременном изгибе, и упорного выступа по торцу трубы и расточки внутри замковых деталей, а также повышенной статической прочностью на разрыв за счет применения трапецеидальной резьбы соединения труба - замок.

Показатель	В-127	В-140
Наружный диаметр трубы О_тр, мм ±1 %	127,0	139,7
Толщина стенки S, мм -12,5 %	7, 8, 9, 10	8, 9, 10, 11
Внутренний диаметр высадки трубы D_Bm мм	95, 91, 87, 83	105; 101; 100; 91
±1,5
Длина трубы L, мм	11500	11500
Допускается в партии труб, %:
длиной 8000 мм	25	25
длиной 6000 мм	8	8
Тип замка по ГОСТ 5286-75	ЗУ-155	ЗШ-178
Замковая резьба	З-133	З-147
Наружный диаметр замка D, мм	155	178
Длина ниппеля L_H, мм ( + 30/-10)	320	350
Длина резьбы ниппеля l, мм^-2	114	127
Длина муфты L_m мм ( + 30/-10)	320	350
Масса 1 м гладкой трубы, кг	20,7; 23,5;	26,0; 29,0;
	26,2; 28,9	32,0; 35,0
Увеличение массы одной трубы	5,8; 6,4	7,0; 7,6;
вследствие высадки обеих концов, кг	7,0; 7,6	8,2; 9,6
Масса комплекта замка, кг	39,0	61,0

Основные характеристики труб и замков приведены в 9.8.

Изготовители:

ТМЗ - трубы диаметром 127 и 140 мм.

ОрМЗ - замки ЗШК-178 для труб ВК-140; замки ЗУК-162 для труб ВК-127.

Трубы бурильные с высаженными концами и приваренными к ним замками (ТУ 14-3-1571-88, ТУ 14-161-136,137,138,141-95) изготавливаются трех типов (см. рис. 9.2, в—д): ПК - с комбинированной высадкой концов (внутрь и наружу); ПВ - с внутренней высадкой; ПН - с наружной высадкой.

Технические характеристики труб типа ВК

Показатель	ВК-127	ВК-140
Наружный диаметр трубы Dтр, мм ±1 %	127,0	139,7
Толщина стенки S, мм -12,5 %	9, 10	9, 10, 11
Внутренний диаметр высадки трубы Db_H, мм ±1,5	92, 90	102; 100; 100
Внутренний диаметр высадки трубы Db_H, мм ±1,5
Длина трубы L, мм	11500	11500
Допускается в партии труб, %
длиной 8000 мм	25	25
длиной 6000 мм	8	8
Тип замка по ГОСТ 5286-75	ЗУК-162	ЗШК-178
Замковая резьба	З-133	З-147
Наружный диаметр замка D, мм	162	178
Длина ниппеля L_H, мм ( + 30/-10)	325	350
Длина резьбы ниппеля l, мм^-2	114	127
Длина муфты L,,, мм ( + 30/-10)	325	350
Масса 1 м гладкой трубы, кг	26,2; 28,9	29,0; 32,0; 35,0
Увеличение массы одной трубы	7,0; 7,6	11,0; 10,2;
вследствие высадки обеих концов, кг		9,2
Масса комплекта замка, кг	45,3	61,0

Трубы характеризуются высокой усталостной прочностью на изгиб сварного соединения из-за отсутствия концентраторов напряжения вследствие полного удаления внутреннего и наружного грата.

Изменение коэффициента утолщения высадки для труб различных групп прочности обеспечивает равную прочность труб по телу и сварному соединению.

Комбинированная высадка концов труб обеспечивает плавный переход от утолщенной части трубы (высадки) к гладкой части, а также снижает гидравлические потери давления в циркуляционной системе. Выпускаются трубы с наружной и внутренней высадкой.

Установленная прочность бурильных труб всех групп прочности не менее ст₁ = 16 кг/мм².

Механические свойства сталей приведены в 9.9 и 9.10, основные характеристики труб по ТУ 14-3-1571-88 - в 9.11, а механические свойства сталей труб по API Spec 5D и замков по ГОСТ 27834-95 - в 9.12.

К сожалению, из-за отсутствия производства элеваторов, затягивается освоение производства труб с приварными замковыми соединениями с конусной (18°) фаской по ГОСТ Р 50278—92, которые необходимы для бурения скважин в условиях АВПД с контролем дифференциального давления и для широкого внедрения современных и перспективных технологий строительства скважин на нефть и газ.

Изготовители:

СинТЗ - типов ПК, ПН, ПВ-73; ПК-127, БВ-73; БК-73, БН-73-114.

ТМЗ - типа ПК-127.

Механические свойства сталей для бурильных труб и замков по ГОСТ 631-75

Показатель	Группа прочности стали т			зуб	Замок из стали 40ХМФА
Показатель	Д	Е	Л	М	Замок из стали 40ХМФА
Временное сопротивление	655	689	724	792	981
ст_в, Н/мм², не менее
Предел текучести ст_т, Н/мм²:
не менее	379	517	655	724	832
не более	-	724	862	990	-
Относительное удлинение	16	14	14	12	13
5_5\| %, не менее
Относительное сужение пос	50	50	50	45	55
ле разрыва %, не менее
Ударная вязкость KCV,	690	690	690	690	588
Дж/м², не менее
Твердость по Бринеллю, НВ	-	-	-	-	300-355

Механические свойства сталей для бурильных труб с приваренными замками по ГОСТ Р 50278-92

Показатель		Группа прочности стали труб
Показатель	Д	К	Е	Л	М
Временное сопротивление ст_в, Н/мм², не менее Предел текучести ст_т, Н/мм²:	655	689	689	724	792
не менее	379	490	517	655	672
не более	-	-	724	862	930
Относительное удлинение 6₅, %, не менее	16	14	14	14	12
Относительное сужение после разрыва %, не менее	50	50	50	50	50
Ударная вязкость KCV, Дж/см², не менее	690	690	690	690	690

Показатели	ПН-73х9,19	ПВ-89x9,35	ПК-114x8,56	ПК-114х 10,92	ПК-127х9,19
Наружный диаметр трубы	73	88,9	114,3	143,3	127
D^,, мм +0,75
Толщина стенки S, мм	9,19	9,35	8,56	10,92	9,19
-12,5 %
Наружный диаметр высадки	81,8	91,0	119,1	119,1	130,2
D1, мм ±1
Внутренний диаметр высад	54,0(Д,Е)	44,4(Д,Е)	82,6(Д,Е)	76,2(Д,Е)	95,3(Д,Е)
ки d, мм ±1	50,8(Л,М)		76,2(Л,М)	69,6(Л)	88,9(Л)
				63,5(М)	82,6(М)
Длина трубы, м	5,9-6,3	5,9-6,3	8,0-8,6	8,0-8,6	8,0-8,6
	8,0-8,6	8,0-8,6	11,9-12,5	11,9-12,5	11,9-12,5
	11,9-12,5	11,9-12,5
Тип замка по ТУ 26-0604-	ЗП-105-54	ЗП-108-44	ЗП-159-82	ЗП-159-76	ЗП-162-95
01-88	(Д, Е)	(Д, Е)	(Д, Е)	(Д, Е)	(Д, Е)
	ЗП-105-50		ЗП-159-76	ЗП-159-70	ЗП-162-89
	(Л, М)		(Л,М)	(Л)	(Л)
				ЗП-159-63	ЗП-165-82
				(М)	(М)
Резьба замковая по ГОСТ	З-86	З-86	З-122	З-122	З-133
Р 50864-96
Наружный диаметр замка D,	104,8	108,0	158,8	158,8	161,9
Длина цилиндрической части	179,5	179,5	179,5	179,5	179,5
ниппеля L_H, мм +6,4
Длина цилиндрической части	229,6	242,3	255,0	255,0	255,0
муфты L_M\| мм +6,4
Масса 1 м гладкой трубы, кг	14,48	18,34	22,31	27,84	26,71
Масса двух высадок, кг	1,09(Д,Е)	2,0	3,68(Д,Е)	3,90(Д,Е)	3,90(Д,Е)
	2,8(Л,М)		3,95(Л,М)	7,99(Л,М)	7,63(Л,М)
Масса 1 комплекта замка, кг	23,6(Д,Е)	30,0	56,0(Д,Е)	58,5(Д,Е)	54,6(Д,Е)
	24,7(Л,М)		59,0(Л,М)	62,7(Л)	55,4(Л)
				65,6(М)	63,6(М)
Растягивающая нагрузка Р,	698,9(Д)	885,3(Д)	1077,0(Д)	1344,0(Д)	1290,0(Д)
кН	953,3(Е)	1208,0(Е)	1470,0(Е)	1834,0(Е)	1759,0(Е)
	1206,0(Л)	1530,0(Л)	1762,0(Л)	2322,0(Л)	2227,0(Л)
	1332,0(М)	1691,0(М)	2058,0(М)	2568,0(М)	2464,0(М)
Изгибающий момент М_и, Н-м	9937 (Д)	15980(Д)	26530(Д)	31770(Д)	35430(Д)
	13560(Е)	21800(Е)	36190(Е)	43340(Е)	48330(Е)
	17170(Л)	27600(Л)	45820(Л)	54880(Л)	61210(Л)
	19970(М)	30520(М)	50680(М)	60690(М)	67690(М)
Крутящий момент М_к, Н-м	1 1 480(Д)	18450(Д)	30630(Д)	36690(Д)	40910(Д)
	15650(Е)	25170(Е)	41790(Е)	50050(Е)	55810(Е)
	19820(Л)	31870(Л)	52920(Л)	63370(Л)	70670(Л)
	21900(М)	35250(М)	58520(М)	70080(М)	78160(М)

Механические свойства сталей бурильных труб и замков по API Spes 5D

Показатель	Марка труб заводская (по API Spes 5D)			Замок из стали 40ХМФА
Показатель	32Г2М (Е75)	32Г2М (Х95)	32Г2Ф (G105)	Замок из стали 40ХМФА
Временное сопротивление с^, кН/мм², не менее	689	724	793	981
Предел текучести с_т, кН/мм :
не менее	517	655	793	832
не более	724	862	931	-
Относительное удлинение 6₅, %, не менее:
гладкой трубы	17,5	16,5	15,5	13
высаженной части	14,5	13,5	12,5	-
Относительное сужение после разрыва %,	-	-	-	50
не менее
Ударная вязкость KCV, Дж/см², не менее	43	43	43	58,9

Основные параметры стальных бурильных труб с увеличенной толщиной стенки

Наружный диаметр трубы D, мм	Диаметр замка Di, мм	Диаметр трубы по высадке D₂, мм	Диаметр трубы в утолщенной части D3, мм	Внутренний диаметр трубы d, мм	Резьба по стандарту API (ГОСТ)*
89	120,6	92,1	101,6	52,4	NC38 (З-102)
102	133,4	104,8	114,3	63,5	NC40 (З-108)
114	158,8	117,5	127,0	65,1	NC46 (З-122)
127	165,1	130,2	139,7	76,2	NC50 (З-133)
140	177,8	147,6	152,4	85,7	5 1/2 FH (З-147)
168	209,6	171,5	177,8	101,6	6 5/8 (З-171)
* ГОСТ Р 50864-90.

Кроме того, выпускаются стальные трубы с утолщенными стенками, предназначенные для установки их между утяжеленными и обычными бурильными трубами.

Стальная труба буровая

Похожие статьи:

Комментарии