1. Введение в тяжеловесные бурильные трубы
Бурильные трубы являются важнейшими компонентами, соединяющими наземное оборудование со скважинными инструментами.Тяжелые бурильные трубы (ТБТ)Специализированные бурильные трубы служат переходным элементом между стандартными бурильными трубами и утяжеленными бурильными трубами. Благодаря оптимизированной конструкции и использованию современных материалов, бурильные трубы с высокой ударной вязкостью (HWDP) играют важнейшую роль в обеспечении несущей способности, гашения вибраций и стабилизации траектории скважины в сложных условиях бурения.
Основные особенности дизайна:
Структурный переход: Соединяет «гибкие» бурильные трубы и «жесткие» утяжеленные бурильные трубы, снижая концентрацию напряжений в местах соединения.
Увеличенная толщина стенки: в 2–3 раза толще стандартных бурильных труб при сохранении того же наружного диаметра (например, φ50 мм, φ89 мм) для эксплуатационной совместимости.
Многофункциональные приложения: Заменяет утяжеленные бурильные трубы при бурении скважин малого диаметра, снижает крутящий момент и риски прихвата труб 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
Расстроенный дизайн: Внутренняя, внешняя или комбинированная высадка на концах труб для повышения сопротивления сжатию и усталостных характеристик.
Внутреннее расстройство: Сохраняет внешний диаметр для узких скважин.
Внешнее расстройство: Увеличивает осевую грузоподъемность вертикальных скважин.
Комбинированное расстройство: Оптимально подходит для экстремальных условий, таких как сверхглубокие скважины.
Выбор материала: Высокопрочные сплавы (например, 4145H MOD) с пределом текучести от 55 000 до 110 000 KSI.
2.2 Технология бурильных замков
Удлиненные замки: Увеличьте площадь контакта для распределения нагрузок растяжения, сжатия и кручения.
Методы подключения:
Резьбовые соединения: Резьба API или двухзаходная резьба с герметиками для предотвращения утечек.
Сварные конструкции: Цельные кованые соединения для эксплуатации в условиях высоких напряжений.
2.3 Износостойкая наплавка
Материал: Карбид вольфрама (HRC ≥60)
Функции:Снижает износ корпуса трубы на 50% в горизонтальных скважинах.
Улучшает трение для стабилизации бурильной колонны и управления траекторией.
3. Основные функции: от снижения напряжений до обеспечения устойчивости ствола скважины
3.1. Буферизация стресса
Поглощение вибраций: Высаженные профили и эластичные материалы преобразуют вибрации утяжеленных бурильных труб в рассеивание упругой энергии.
Демпфирование крутящего момента: Удлиненные замковые соединения перераспределяют крутильные напряжения, сводя к минимуму усталостные разрушения в стандартных трубах.
3.2 Оптимизация нагрузки на долото
Преимущество в весе: Промежуточный вес (например, 38 кг/м для HWDP φ89 мм) между бурильными трубами и воротниковыми трубами.
Адаптивное управление: Регулирует нагрузку на долото для сланцевых образований (предотвращает застревание трубы) и слоев твердых пород (улучшает проникновение).
3.3 Траектория и целостность ствола скважины
Путевая устойчивость: Твердосплавное покрытие сводит к минимуму колебание бурильной колонны, сохраняя запланированную траекторию скважин.
Антиколлапс: Снижает локальные скачки давления, возникающие при изгибе, а циркуляция бурового раствора обеспечивает чистоту скважины.
4. Практическое применение
4.1 Бурение сверхглубоких скважин
Пример исследования: Скважина Ташен-1 (глубина 8408 м, >200°С, давление 140 МПа).
Производительность: Жаропрочные сплавы и высаженные конструкции выдержали абразивные образования и циклические напряжения.
4.2 Сложные геологические условия
Среды с кислым газом: На скважине Цзяое-1HF (месторождение сланцевого газа Фулин) использованы коррозионно-стойкие сплавы и покрытия для борьбы с сероводородом.
Направленные/горизонтальные скважины: Спиральный тип HWDP снижает трение и улучшает управляемость.
5. Технологический прогресс
5.1 Производственные инновации
Термическая обработка: Закалка и отпуск для повышения ударной вязкости.
Гарантия качества: 100% ультразвуковой контроль (УЗК) и магнитопорошковый контроль (МПК).
5.2 Умное производство
Интеграция MES/ERP: Полная прослеживаемость процесса от заказа до доставки.
Варианты настройки: Двухупорные соединения, расширенная твердосплавная наплавка и внутренние пластиковые покрытия.
6. Производственный процесс
Выбор материала: Прутки из легированной стали 4145H MOD.
Обработка труб: Сверление → высадка → термообработка.
Изготовление замковых соединений: Ковка → холодная прокатка резьбы → фосфатирование.
Сварка/Сборка: Сварка трением или интегральная обработка.
Контроль качества: Ультразвуковое измерение толщины, испытание твердости, проверка давления.
Обработка поверхности: Нанесение твердосплавных и антикоррозионных покрытий.
Заключение
Являясь краеугольным камнем современных технологий бурения, HWDP сочетает в себе структурные инновации и материаловедение для повышения безопасности и эффективности бурения. От сверхглубоких скважин до коррозионных пластов, его двойная роль «гибкого переходного механизма» и «жёсткой опоры» продолжает расширять границы возможностей разведки нефти и газа.
Выбирайте Womic Steel Group в качестве надежного партнера по бурильным трубам и непревзойденному качеству поставок. Мы будем рады вашим запросам!
Веб-сайт: www.womicsteel.com
Электронная почта: sales@womicsteel.com
Тел./WhatsApp/WeChat: Виктор: +86-15575100681 или Джек: +86-18390957568
Время публикации: 11 апреля 2025 г.