Утяжеленная бурильная труба Советский патент 1986 года по МПК E21B17/00 

112

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении скважин в компоновке низа бурильной колонны.

Цель изобретения - повышение ре- сурса работы утяжеленных бурильных труб (УВТ) за счет рационального использования высокопрочно1 о материала соединительных элементов трубы,

На фиг. 1 показана УБТ; на фиг. 2- кривые усталости резьбового соединения и сварного шва УВТ.

Предлагаемая труба содержит низкопрочную среднюю часть 1 и высокопрочные конщ) 2 и 3 с наружн&й 4 и внут- ранней 5 резьбой. Концы 2 и 3 соединяются со средней частью сварными швами 6. На приварных концах выполнены кольцевые проточки 7, расположенные на границе зоны термического влияния сварного шва, и кольцевые проточки 8, размещенные в средней части приварного конца.

Кривые 9 и 10 усташости соответственно резьбового соединения и сварно- го шва построены по {)езультатам испытаний на сопротивление усталости серий натурных образцов УБТ. Значения долговечности N, резьбового соединения и NJ сварного шва определяют- ся как соответствующие заданному значению амплитуды переменного напряжения 6 , превышающей предел выносливости сварного шва . Поскольку термообработка, концентрация напряже- НИИ, состояние поверхности, асимметрия нагружения и др. факторы не влияют на угол наклона кривой усталости для однотипных объектов, то отношение NJ/NI одинаково для всей левой зоны кривых 9 и 10 усталости (см.фиг.2). Следовательно, долговечность сварного шва больше, чем долговечность резьбового соединения на одну и ту же величину при любом действующем повреждающем напряжении.

УВТ устанавливают в компоновку низа бурильной колонны и в процессе работы она подвергается воздействию переменных напряжений, вызывающих ее усталостные повреждения. Наиболее опасными, с точки зрения сопротивления усталости, являются резьбовые

75 2

участки 4 и 5, где концентрация напряжений наибольшая, а действующие напряжения превышает предел выносливости соединений. После отработки заданного ресурса одного резьбового соединения, определяемого долговечностью резьб, УБТ извлекают из скважины и подвергают ремонту. Ремонт заключается в перенарезке резьб 4 и 5 на длину резьбы 1 (см. фиг. 1).

Дальнейшая эксплуатация УБТ продолжается до новой отработки ресурса резьб, после чего производится их ремонт и т.д. Количество возможных перенарезок зависит от соотношения долговечностей сварного шва 6 и резь 4 или 5 и длины резьбовой нарезки,

N,

т.е. определяется длиной L

N,

.

Значения пределов выносливости резьбового соединения 6. и сварного шва б, .определяются по результатам стендовых испытаний УБТ на сопротивление усталости. В предлагаемой УБТ заданная длина приваренных концов дает возможность учесть накопление усталостньгх повреждений в материале .сварного шва за время отработки нескольких п.еренарезанных резьбовых соединений. В процессе работы УБТ кольцевая проточка, расположенная в зоне термического влияния сварного шва, разгружает его от знакопеременных нагрузок и одновременно зона действия ее распространяется на резьбовые соединения, расположенные на участке УБТ от этой проточки до дополнительной кольцевой проточки. При этом последняя позволяет перераспределить знакопеременные нагрузки на остальные резьбовые соединения. Поскольку долговечность сварного шва больше долговечности резьбового соединения на величину Nj-N,, то предлагаемое условие выбора длины приварных концов УБТ гарантирует необходимый ресурс безаварийной работы трубы и, в то же время, обеспечивает рациональное использование материала ее составных частей, что и определяет преимущество предлагаемой УБТ по сравнению с известной.

Редактор А. Шишкина

Составитель В. Родина

Техред М.Ходанич Корректор А. Ференц

Заказ 2746/32Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.2