Буровая труба Советский патент 1993 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин.

Целью изобретения является повышение надежности работы буровой трубы при глубоком бурении.

На фиг.1 изображена часть поперечного сечения буровой трубы с приваренной соединительной частью - ниппелем; на фиг.2 - аналогичное фиг.1 изображение другого конца буровой трубы с соединительной частью - муфтой: на.фиг.З -вариант выполнения муфты с 90-градусным уступом.

Приведенная на фиг.1 часть буровой трубы 1 имеет соединительный конец-ниппель 2. Ниппель и труба соединены между собой сварным швом 3, например, сваркой трением. Труба 1 на своем конце имеет высадку 4, причем на фиг.1 приведен пример, когда высадка направлена радиально внутрь и наружу . Аксиальная протяжен ность наружной высадкиб короче, чем аксиальная протяженность внутренней высадки 6. Участок 7 недеформированного тела трубы 1 имеет условный проход с диаметром, обозначенным позицией 8. Диаметр 9 ус00

W о ел со сх

со

ловного прохода на участке 10 высадки 4 меньше, чем диаметр 8. Между цилиндрическими участками 7 и 10 размещен промежуточный участок 11, представляющий из себя переход между цилиндрическими участками. На этом промежуточном участке условный проход по направлению к сварному шву 3 непрерывно уменьшается, а половина разности между наибольшим и наименьшим условными проходами изображена на фиг,1 позицией 12, Длина 13 промежуточного участка 11 составляет более чем 10-кратную разность диаметров 8 и 9, граничащих с ним участков 7 и 10. Переход от участка 7 недеформированного тела трубы к промежуточному участку 11 сильно закруглен, причем радиус закругления 14 составляет по меньшей мере 300 мм. Ниппель 2 имеет начинающийся у сварного шва 3 и проходящий до начала 15 утолщения 16 под машинный ключ, цилиндрический участок 17, диаметр 9 условного прохода которого равен диаметру условного прохода высадки 4. К нему примыкает в направлении конической резьбы 18, промежуточный участок 19 с уменьшающимся условным проходом. Длина 20 промежуточного участка 19 составляет более, чем трехкратную величину разности диаметров 9 и 21, граничащих с ним цилиндрических участка 17 и участка 22 условного прохода ниппеля 2 под резьбой 18. Половина этой разности на фиг.1 изображена позицией 23. Оканчивается этот промежуточный участок 19 в области утолщения 16 под машинный ключ.

На фиг.1 выполнение промежуточного участка 19 показано в виде поверхности изогнутой по дуге окружности, которая тангенциально переходит в обращенный к сварному швуЗ цилиндрический участок 17. Радиус 24 этой поверхности составляет по меньшей мере 150 мм. Область начала 15 утолщения 16 под машинный ключ имеет стандартный наклон под углом 30 градусов.

На фиг.2 показан аналогичный фиг,1 разрез другого конца буровой трубы, где в качестве соединительного конца приварена муфта 25.

Муфта 25 соединена с трубой 1 с помощью сварного шва 26, выполненного, на- примере, сваркой трением.

Труба 1 имеет на своем конце высадку 27, аналогичную высадке 4 на другом конце трубы. Муфта 25 имеет цилиндрический участок 28, проходящий от сварного шва 26 до конической резьбы 29. Диаметр 9 условного прохода муфты равен диаметру условного прохода высадки 27. На наружной поверхности муфты выполнено утолщение 30 под машинный ключ 30. начальный участок 31

которого имеет стандартный наклон с углом 18 градусов.

На фиг.З приведен вариант выполнения конца буровой трубы с приваренной муфтой

25. Однако начальныйучасток 32 утолщения 30 под машинный ключ выполнен под углом 90° к оси трубы. Муфта 25 соединена с трубой 1 сварным швом 33. Приварка муфты 25 осуществляется, как и на фиг.2, по высадке

27, выполненной аналогично высадке 4 на другом конце трубы. Муфта 25 в области сварного шва имеет цилиндрический участок 34, диаметр 9 условного прохода которого равен диаметру условного прохода

5 высадки 27. К цилиндрическому участку 34 примыкает в направлении конической резьбы 35 промежуточный участок 36 с уменьшающимся условным проходом. Причем окончание этого участка размещено до на0 чала 90-градусного участка 32 утолщения под машинный ключ и таким образом исключается опасное уменьшение поперечного сечения. Длина 37 промежуточного участка составляет более чем 3-х кратную разность

5 диаметра 9 и диаметра 38 условного прохода 39 муфты. Половина этой разности на фиг.З показана позицией 40, В рассматриваемом варианте промежуточный участок 36 выполнен в виде поверхности, изогнутой

0 по дуге окружности, которая тангенциально- переходит в цилиндрический участок 34, Радиус 41 этой изогнутой поверхности составляет по меньшей мере 150 мм.

Описанная по фиг.1 конструкция конца

5 буровой трубы при работе позволяет повысить надежность работы за счет того, что большая часть выступа, увеличивающего прочность соединения, смещена в его непрактическую часть, он достаточно удален

0 от резьбового участка, но однако находится в области утолщения под машинный ключ, где имеется достаточное поперечное сечение. Надежность при работе также увеличивается благодаря тому, что переходные

5 участки выполнены в виде поверхностей изогнутых по дуге окружности, которая тангенциально переходит в цилиндрическую . часть. Благодаря такому выполнению, исключается концентрация напряжений, При

0 работе муфты, изображенной на фиг.2 утолщения в области, предназначенной для машинного ключа не требуется, поскольку поперечное сечение в критической области достаточно и поэтому диаметр условного

5 прохода сохранен вплоть до резьбового участка. При работе муфты, имеющей 90-градусный участок под машинный ключ (фиг.З) предложенное выполнение промежуточного участка, как и в случае с ниппелем (фиг. 1) уменьшает концентрацию напряжений и

увеличивает надежность работы буровой трубы, Кроме того, плавные переходы на промежуточных участках позволяют избежать накопления остатков промывочного раствора, что уменьшает вероятность коррозионного поражения и увеличивает надежность в работе.

Формула изобре т е н и я

1.Буровая труба, включающая высаженные конды тела трубы с аксиальной протяженностью внешней высадки меньше внутренней, приваренные к телу трубы по высаженным ее концам ниппель и муфту с коническими резьбами, с утолщениями под машинный ключ и с диаметром условного прохода у резьбового участка меньшим, чем внутренний диаметр у недеформированной трубы, цилиндрический участок ниппеля и муфты с условным проходом у сварного шва, равным условному проходу буровой трубы с высаженной ее части, примыкающий к цилиндрическому участку ниппеля и муфты промежуточный участок с уменьшающимся по направлению к резьбовому участку условным проходом, промежуточный участок на концах труб между недеформированной и высаженной частями с условным проходом, уменьшающимся по направлению к сварному шву, и уступ на внешней стороне муфты в области перехода от сварного шва к утолщению под машинный ключ, о т л и ч а-ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, промежуточный участок на концах трубы выполнен закругленным длиной больше 20- кратной величины половины разности условных проходов недеформированной и высаженной частей трубы, промежуточный участок ниппеля, примыкающий к его цилиндрическому участку со стороны сварного шва выполнен закругленным длиной, больше 6-ти кратной величины половины разности условных проходов участков, размещенных до и после него, причем разность внутренних диаметров недеформиро- ванной и высаженной частей трубы существенно меньше разности внутренних диаметров цилиндрических участков ниппеля со стороны сварного шва и со стороны, резьбы, а-условный проход со стороны резьбового участка равен условному проходу высаженных концов трубы.

2.Труба по п.1. отл и ч а ю ща яся тем. что наружный диаметр трубы в области высадки выполнен равным наружному диаметру тела трубы, а высадка концов трубы выполнена радиально внутрь ее условного прохода.

3.Труба по п.1,отличающаяся тем, что величина высадки, направленной радиально внутрь трубы, больше величины высадки, направленной наружу трубы.

4.Труба по п.1, от л ича ю ща яся тем, что радиус закругления промежуточного

участка на-концах трубы между недеформированной и высаженной частями составляет по меньшей мере 300 мм.

5.Труба по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что промежуточный участок ниппеля, при0 мыкающий к его цилиндрическому участку со стороны резьбы, выполнен в форме усеченного конуса.

6.Труба по п.1,отличающая с я тем, что участок ниппеля, примыкающий к его

5 цилиндрическому участку со стороны резьбы, закруглен по дуге окружности и танген- циально сопряжен с цилиндрическим участком со стороны сварного шва;

7.Труба по п.1, о т л и ч а ю ща я с я тем, 0 что разность внутренних диаметров недеформированной и высаженной частей трубы меньше на 50...30% разности внутренних диаметров цилиндрических участков ниппе5 ля со стороны сварного шва и со стороны резьбы, причем поперечное сечение высаженной части трубы составляет по меньшей

мере 1,5-кратную величину от поперечного сечения недеформированного тела трубы.

08. Труба по п.1,отличающаяся тем,

что поверхность уступа н; внешней стороне муфты в области перехода от сварного шва к утолщению под машинный ключ выполнена под углом 90° к наружной поверхности

5 муфты, условный проход муфты со стороны резьбового участка выполнен меньшим условного прохода высаженных концов трубы, промежуточный участок муфты с уменьшающимся по направлению к резьбовому участ0 ку условным проходом размещен между 90° уступом и сварным швом и выполнен закругленным длинной больше 6-кратной величины половины разности условных проходов участков, размещенных до и после упомянутого

5 промежуточного участка, причем разность внутренних диаметров н деформированной и высажен ной частей труб равна или несколь- ко меньше разности внутренних диаметров цилиндрических участков ниппеля со сторо0 ны сварного шва и со стороны резьбы, а поперечные сечения высаженной части трубы составляет по меньшей мере 1.5-кратную величину от поперечного сечения недеформированного тела трубы. .

5

9. Труба по п.8. отличающаяся тем, что промежуточный участок муфты, примыкающий к ее цилиндрическому участку со стороны резьбы, закруглен по дуге окружности и тангенциально сопряжен с цилиндри- ческим участком со стороны сварного шва.

10. Труба по пп.6 и 9, от л и ч а ю щ а я- муфты примыкающих к цилиндрическим с я тем, что радиус закругления дуги окруж- участкам со стороны резьбы составляет по ности промежуточных участков ниппеля и меньшей мере 150 мм.

Использование: изобретение может быть использовано при бурении глубоких скважин. Сущность изобретения: буровая труба, имеющая высаженные концы тела трубы с аксиальной протяженностью внешней высадки меньше внутренней и прива- ренные к телу трубы по внешним вынесенным ее концам ниппель и муфту с коническими резьбами и с диаметром условного прохода у резьбового участка меньше внутреннего диаметра у недеформированной трубы, цилиндрический участок ниппеля и муфты и примыкающий к нему промежуточный участок с уменьшающимся по направлению к резьбовым участкам условным проходом, а также промежуточный участок на концах труб между недеформированной и высаженной частями с условным проходом, уменьшающимся по направлению к сварному шву. Промежуточные участки тела трубы, ниппеля и муфты выполнены в соответствии с предложенными в формуле изобретения формами и длинами. Кроме того, предлагается определенное выполнение величин внутренних диаметров, величины и направления высадки, а также величин радиусов закругления промежуточных участков. За счет предложенного выполнения бурильной трубы достигается уменьшение потерь давления и увеличение надежности при бурении глубоких скважин. 9 з.п. ф-лы, 3 ил. у Ё

18

13 15

2 Ц 72 х- J

13

Фиг.1

27

Фт. 3