Бурильная труба Советский патент 1982 года по МПК E21B17/00 

(54) БУРИЛЬНАЯ ТРУБА

1

Изобретение относится к бурильным трубам и может быть применено при проведении скважин на твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Известны бурильные трубы, включающие корпус и присоединительные элементы, наружную поверхность которой подвергают закалке с нагревом (ТВЧ) токами высокой частоты на глубину, равную 25% толщины стенки. Закалка поверхности трубы с нагревом ее ТВЧ позволяет повысить сопротивляемость труб абразивному износу, тем самым увеличить их долговечность 1. Однако, такое рещенне не позволяет создать сбалансированную колонну, способ ную вращаться вокруг своей оси, а не вокруг оси скважины, обладающую высокой износосстойкостью в тяжелых условиях абразивного износа, долговечностью, повыщенной жесткостью, сопротивляемостью вибрациям и зна копеременным нагрузкам.

Обеспечение оптимальных параметров режима бурения (применение повыщенной. осевой нагрузки и частоты вращения) обуславливает значительные величины нагрузок, действующих на бурильные трубы, а при малых значениях запаса прочности это приводит к преждевременному выходу из строя буряльных труб в местах износа - участков труб, имеющих максимальную стрелу прогиба, что значительно снижает эффективность бурения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является бурильная труба, включающая корпус с переменной по длине толщиной стенки, максимальной в середине, в виде прожекторного утолщения и присоединительными элементами по концам 2.

Недостаток указанной конструкции заключается в том, что локальная концентрация массы корпуса в виде прожекторного утолщения по середине трубы вызывает вибрацию бурильной колонны, способствуя неустойчивости бурильной трубы и, кроме того, прожекторное утолщение, выполненное на его наружной поверхности разрущает стенки скважины.

Цель изобретения - повыщение эффек2Q тивности бурения за счет улучщения балансировки и устойчивости бурильной трубы.

Указанная цель достигается тем, что толщина стенки бурильной трубы нарастает от концов трубы плавно по конусной поверхности, причем конусные поверхности могут быть выполнены или с наружной стороны трубы, или с внутренней, или с наружной и внутренней сторон. На фиг. 1 изображена бурильная труба с конусной поверхностью с внутренней ее стороны; на фиг. 2 - бурильная труба с конусной поверхностью с наружной ее стороны; на фиг. 3 - бурильная труба с конусной поверхностью с внутренней и наружной сторон. Бурильная труба состоит из корпуса 1 с присоединительными элементами 2 по его концам. Толщина стенки корпуса 1 нарастает по его длине от концов корпуса к его середине плавно по конусной поверхности 3 и имеет максимальную толщину в середине. Исходя из условий применения (по типу применяемых соединений) возможно различное расположение конусной поверхности относительно сторон корпуса. При бурении скважин бурильными трубами с нипельным соединением конусная поверхность выполняется с внутренней стороны трубы при сохранении постоянного наружного диаметра колонны (фиг. 1). При бурении с использованием муфто-замкового соединения при необходимости сохранения постоянного внутреннего диаметра конусную поверхность выполняют с наружной стороны трубы (фиг. 2). Без наличия ограничительных условий конусная поверхность бурильной трубы может быть выполнена как с внутренней так и с наружной ее сторон (фиг. 3). Максимальный диаметр средней части корпуса может быть равен диаметру породоразрущающего инструмента. При бурении скважин на породоразрушающий инструмент посредством колонны бурильных труб передается осевая нагрузка и крутящий момент за счет выполнения толщины стенки, переменной по длине с плавно нарастающей величиной от концов трубы к середине по конусной поверхности. Труба имеет равномерное распределение массы и равномерное изменение жесткости трубы с увеличением жесткости от соединения трубы (по концам) к ее середине. Это способствует лучщей балансировке и устойчивости трубы, что создает условия для формирования параметров режима осевой нагрузки и числа оборотов и для сохранения направления оси скважины. В случае расположения конусной поверхности с внутренней стороны трубы (фиг. 1) наружная ее поверхность не разрушает стенок скважины и обладает повышенной износостойкостью. Технико-экономическая эффективность заключается в снижении осложнений, связанных с поломками бурильных труб, а также обеспечении повышения осевой нагрузки и частоты вращения. Формула изобретения 1.Бурильная труба, включающая корпус с переменной по длине толщиной стенки, максимальной в середине, и присоединительными элементами по концам, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет улучшения ее балансировки и устойчивости, толщина стенки бурильной трубы нарастает от концов трубы плавно по конусной поверхности. 2.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что конусные поверхности выполнены с внутренней стороны трубы. 3.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что конусные поверхности выполнены с наружной стороны трубы. 4.Бтруба по п. I, отличающаяся тем, что конусные поверхности выполнены с наружной и внутренней сторон трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лагинян Л. А. и др. Конструирование, расчет и эксплуатация бурильных геологоразведочных труб и их соединений, М., «Недра, 1975, с. 170. 2.Авторское свидетельство СССР № 158848, кл. Е 21 В 17/00,1962.

,/

X у f // X,

Z

J

. /

/