1. Введение в бурильные трубы тяжелого веса
Бурильные трубы являются важнейшими компонентами, соединяющими наземное оборудование с внутрискважинными инструментами.Бурильные трубы тяжелого веса (HWDP)Эти специализированные бурильные трубы служат переходным элементом между стандартными бурильными трубами и бурильными колоннами. Благодаря оптимизированной конструкции и современным материалам, трубы HWDP играют важную роль в несущей способности, гашении вибраций и стабилизации траектории скважины в сложных условиях бурения.
Основные особенности дизайна:
Структурный переход: Мосты используют «гибкие» бурильные трубы и «жесткие» бурильные колонны, снижая концентрацию напряжений в местах соединений.
Увеличенная толщина стенки: В 2–3 раза толще стандартных бурильных труб, при этом сохраняется тот же внешний диаметр (например, φ50 мм, φ89 мм) для обеспечения эксплуатационной совместимости.
Многофункциональные приложенияЗаменяет бурильные колонны при бурении узких скважин, снижает крутящий момент и риск застревания бурильной колонны в наклонно-направленных скважинах, а также обеспечивает точный контроль нагрузки на долото (WOB).
2. Конструкция: двойная гарантия прочности и износостойкости.
2.1 Конструкция корпуса трубы
Неспокойный дизайнВнутреннее, внешнее или комбинированное уплотнение концов труб для повышения сопротивления сжатию и усталостной прочности.
Внутреннее расстройство: Сохраняет внешний диаметр для узких скважин.
Внешнее расстройствоПовышает несущую способность вертикальных скважин по осевой нагрузке.
Совместное поражениеИдеально подходит для экстремальных условий, таких как сверхглубокие скважины.
Выбор материаловВысокопрочные сплавы (например, 4145H MOD) с пределом текучести от 55 000 до 110 000 KSI.
2.2 Технология инструментальных соединений
Удлинённые инструментальные соединенияУвеличение площади контакта для распределения нагрузок растяжения, сжатия и кручения.
Способы подключения:
Резьбовые соединенияРезьба API или двойная резьба с герметиками для предотвращения протечек.
Сварные конструкцииЦельнокованые соединения для применения в условиях высоких нагрузок.
2.3 Износостойкое упрочнение
Материал: Карбид вольфрама (HRC ≥60)
ФункцииСнижает износ корпуса трубы на 50% в горизонтальных скважинах.
Повышает коэффициент трения для стабилизации бурильной колонны и контроля траектории бурения.
3. Основные функции: от снижения напряжений до обеспечения стабильности ствола скважины.
3.1 Амортизация стресса
Поглощение вибраций: Секции с опрокидыванием и упругие материалы преобразуют вибрации бурильной колонны в рассеивание упругой энергии.
Демпфирование крутящего моментаУдлинённые инструментальные соединения перераспределяют крутящие напряжения, минимизируя усталостные разрушения в стандартных трубах.
3.2 Оптимизация WOB
Преимущество по весуПромежуточный вес (например, 38 кг/м для HWDP диаметром φ89 мм) между бурильными трубами и муфтами.
Адаптивное управление: Регулирует осевую нагрузку для сланцевых пород (предотвращает застревание бурильной трубы) и твердых горных пород (улучшает проходимость).
3.3 Траектория и целостность ствола скважины
Направленная устойчивостьУкрепление стенок скважины минимизирует колебания бурильной колонны, обеспечивая сохранение запланированной траектории бурения.
Противодействие обрушению: Снижает локальные скачки давления, вызванные изгибом, а циркуляция бурового раствора обеспечивает чистоту скважины.
4. Практическое применение
4.1 Бурение сверхглубоких скважин
Пример из практикиСкважина Ташен-1 (глубина 8408 м, температура >200°C, давление 140 МПа).
ПроизводительностьВысокотемпературные сплавы и конструкции с деформацией позволили преодолеть абразивные образования и циклические напряжения.
4.2 Сложные геологические условия
Среда кислых газовВ скважине Jiaoye-1HF (газовое месторождение Фулин) для борьбы с H₂S использовались коррозионностойкие сплавы и покрытия.
Направленные/горизонтальные скважиныСпиральная конструкция HWDP снижает трение и улучшает управляемость.
5. Технологические достижения
5.1 Инновации в производстве
Термическая обработкаЗакалка и отпуск для повышения ударной вязкости.
Гарантия качества: 100% ультразвуковой контроль (УЗК) и магнитопорошковая дефектоскопия (МПД).
5.2 Интеллектуальное производство
Интеграция MES/ERPПолная отслеживаемость процесса от заказа до доставки.
Параметры настройки: Двойные плечевые соединения, расширенная армирующая лента и внутреннее пластиковое покрытие.
6. Производственный процесс
Выбор материалов: Прутки из легированной стали 4145H MOD.
Обработка трубСверление → ковка с осадкой → термообработка.
Изготовление инструментальных соединенийКовка → холодная прокатка нити → фосфатирование.
Сварка/Сборка: Сварка трением или цельнометаллическая обработка.
Контроль качества: Ультразвуковое измерение толщины, измерение твердости, проверка давления.
Обработка поверхности: Нанесение упрочняющих покрытий и антикоррозионных покрытий.
Заключение
Являясь краеугольным камнем современных технологий бурения, технология HWDP сочетает в себе конструктивные инновации и материаловедение для повышения безопасности и эффективности бурения. От сверхглубоких скважин до коррозионно-активных пластов, ее двойная роль «гибкого переходного элемента» и «жесткой опоры» продолжает расширять границы разведки нефти и газа.
Выберите Womic Steel Group в качестве надежного партнера по поставке бурильных труб и обеспечению непревзойденных сроков поставки. Добро пожаловать!
Веб-сайт: www.womicsteel.com
Электронная почта: sales@womicsteel.com
Телефон/WhatsApp/WeChat: Виктор: +86-15575100681 или Джек: +86-18390957568
Дата публикации: 11 апреля 2025 г.