RU88729U1

RU88729U1 - BORING PIP JOINT

Info

Publication number: RU88729U1
Application number: RU2009100710/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Фёдорович Емельянов; Алексей Сергеевич Мыслевцев; Денис Викторович Никифоров; Павел Николаевич Сидоренко; Борис Юрьевич Щербаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТМК-Преимум Сервис"
Priority date: 2009-01-11
Filing date: 2009-01-11
Publication date: 2009-11-20
Also published as: RU88729U8

Abstract

Соединение бурильной колонны снабжено внутренним и наружным упорами и конусной резьбой, отличающееся тем, что внутренний упор выполнен по меньшей мере 10 мм.The drill string connection is provided with inner and outer stops and a taper thread, characterized in that the inner stop is made of at least 10 mm.

Description

Полезная модель относится к резьбовым соединениям бурильных колонн и может быть использовано для соединения элементов бурильной колонны. Соединение бурильной колонны предназначено для строительства вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to threaded joints of drill strings and can be used to connect drill string elements. The drill string connection is intended for the construction of vertical, directional and horizontal oil and gas wells.

Наклонно-направленное и горизонтальное бурение, бурение боковых стволов находит все более широкое распространение на территории России и стран СНГ. Для бурения в таких сложных условиях в скважинах, где при бурении на бурильную колонну действует большой изгибающий и крутящий моменты требуется применение специальных соединений. Российские производители при этом могут предложить только доработанные стандартные бурильные трубы, например с нанесенным внутренним гладкостным полимерным покрытием. Данные доработки уже готовых бурильных труб улучшают потребительские свойства, но не до того уровня которое нужно потребителю. Проблему повышения потребительских свойств необходимо решать в комплексе, следовательно необходим замок вместе с концевым участком трубы (участок высадки и окончательную обработку после приварки), закладывать в конструкцию решения которые обеспечат выше перечисленные повышенные эксплуатационные свойства.Directional and horizontal drilling, sidetracking is becoming more widespread in Russia and the CIS countries. For drilling in such difficult conditions in wells, where a large bending and torsional moment acts on the drill string during drilling, special joints are required. At the same time, Russian manufacturers can only offer modified standard drill pipes, for example, with an internal smooth polymer coating. These improvements to the finished drill pipes improve consumer properties, but not to the level that the consumer needs. The problem of improving consumer properties must be solved in a complex, therefore, a lock along with the end section of the pipe (upsetting section and final processing after welding) is necessary, and solutions that will provide the above-mentioned enhanced operational properties are laid in the design.

Известно соединение бурильной колонны ГОСТ 27834-95 снабженное внутренним и наружным упорами и конусной резьбой, имеющей опорную и закладную грани.It is known the connection of the drill string GOST 27834-95 equipped with internal and external stops and tapered thread having a reference and embedded faces.

Однако указанное соединение имеет недостаток: низкая сопротивляемость к повышенному крутящему моменту.However, this connection has a drawback: low resistance to increased torque.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа для заявленной полезной модели.This technical solution was made as a prototype for the claimed utility model.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по повышению надежности работы бурильных труб в сложных условиях эксплуатации при бурении, использования и безотказной работы при бурении боковых стволов, хвостовиков в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, а также при проведении различных ремонтных и технологических операциях, где возможны появления больших моментов кручения.This utility model is aimed at solving the technical problem of improving the reliability of drill pipes in difficult operating conditions during drilling, use and uptime while drilling sidetracks, shanks in directional and horizontal wells, as well as during various repair and technological operations, where large torsion moments are possible.

Достигаемый технический результат заключается в повышении сопротивляемости бурильных соединений к повышенному крутящему моменту.Achievable technical result is to increase the resistance of drill joints to increased torque.

Указанный технический результат достигается тем, что соединение бурильной колонны снабжено внутренним и наружным упорами и конусной резьбой, при чем внутренний упор выполнен по меньшей мере 10 мм.The specified technical result is achieved by the fact that the connection of the drill string is provided with internal and external stops and a taper thread, wherein the internal stop is made of at least 10 mm.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the specified technical result.

Так в случае выполнения внутреннего упора меньше 10 мм цепляется режущий инструмент за внутренний упор на муфте.So, if the internal stop is less than 10 mm, the cutting tool clings to the internal stop on the coupling.

На фигуре 1 изображено соединение бурильной колонны с внутренним и наружным элементами.The figure 1 shows the connection of the drill string with internal and external elements.

На фигуре 2 изображено увеличенное соединение с показанными на нем внутренним и наружным упорами и резьбой.Figure 2 shows an enlarged connection with the internal and external stops and threads shown on it.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата.The present utility model is illustrated by a concrete example, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of obtaining the indicated technical result.

В соединении бурильной колонны коническая резьба выполнена с конусностью 1:6. Профиль резьбы имеет положительный угол по опорной грани (+30°) и положительный угол по закладной грани (+30°). Шаг резьбы 6,35 мм. Основная функция резьбы состоит в восприятии растягивающей нагрузки и выдерживание многократного свинчивания-развинчивания. Замок имеет два упора наружный - уплотняющий (обеспечивающий герметичность замка) и внутренний, обеспечивающий передачу высокого крутящего момента. Длина внутреннего упора 10 мм. Внутренний упор обеспечивает передачу высокого крутящего момента.In the connection of the drill string conical thread is made with a taper of 1: 6. The thread profile has a positive angle along the reference face (+ 30 °) and a positive angle along the embedded face (+ 30 °). Thread pitch 6.35 mm. The main function of the thread is to perceive tensile load and withstand multiple make-up-unscrewing. The lock has two external stops - sealing (ensuring the tightness of the lock) and internal, providing high torque transmission. The length of the internal stop is 10 mm. Internal emphasis provides high torque transmission.

Соединение бурильной колонны работает следующим образом.The connection of the drill string is as follows.

При выполнении операций свинчивания или развинчивания соединения первоначально осуществляется взаимодействие внутреннего и наружного элементов при помощи резьбы. В процессе свинчивания происходит продвижение поверхности наружного элемента вдоль поверхности внутреннего элемента до смыкания поверхностей наружного упора при достижении момента свинчивания выбирается зазор до смыкания поверхностей внутренней упорной.When performing screwing or unscrewing operations, the interaction of the internal and external elements is initially carried out using thread. In the process of make-up, the surface of the outer element advances along the surface of the inner element until the surfaces of the external stop meet, when the make-up moment is reached, a gap is selected until the surfaces of the internal stop are closed.

Преимуществом заявляемого соединения бурильной колонны по сравнению с известным является повышенная сопротивляемость соединения к повышенному крутящему моменту.The advantage of the claimed connection of the drill string in comparison with the known is the increased resistance of the connection to increased torque.

Основная проблема при введении в конструкцию бурильного замка второго упора - это обеспечение равного уровня напряжений по наружному и внутреннему упорам. Исходя из этого условия, проведен анализ НДС конструкции типового бурильного замка при нагружении постоянной осевой нагрузкой, соответствующей окончательной сборке при помощи конечно-элементного моделирования. Также в расчетной модели был учтен минимальный зазор, наличие которого обусловлено технологическими допусками.The main problem when introducing a second stop into the design of a drill lock is ensuring an equal level of stress on the outer and inner stops. Based on this condition, a VAT analysis of the design of a typical drill lock under loading with constant axial load corresponding to the final assembly using finite element modeling is carried out. Also, the minimum clearance, the presence of which is due to technological tolerances, was taken into account in the calculation model.

Результат проведенного расчета представлен на Рис.1. Минимальная длина внутреннего упора ограничена величиной в 10 мм, которая соответствует напряжению на поверхности упора равного минимальному пределу текучести материала бурильного замка.The result of the calculation is presented in Fig. 1. The minimum length of the internal stop is limited to 10 mm, which corresponds to a stress on the surface of the stop equal to the minimum yield strength of the drill joint material.

Комментарии к Рис.1:Comments on Fig. 1:

- красная линия ограничивает минимальную длину внутреннего упора напряжениями соответствующими пределу текучести материала замка = 831 МПа;- the red line limits the minimum length of the internal stop stresses corresponding to the yield strength of the material of the castle = 831 MPa;

- ось абсцисс - длина внутреннего упора;- the abscissa axis is the length of the internal stop;

- ось ординат - величина нормальных напряжений на внутреннем упорном торце.- the ordinate axis - the magnitude of the normal stresses on the inner thrust end.

Настоящая полезная модель является новой и промышленно применимой, так как, используя известные технологии, применяемые для изготовления соединений бурильных колонн, может быть осуществлено на новом принципиально отличном от известных конструкций принципе удлинения внутреннего упора.This utility model is new and industrially applicable, since, using well-known technologies used for the manufacture of drill string joints, it can be implemented on a new principle of elongation of the internal stop, which is fundamentally different from the known constructions.

Claims

The drill string connection is provided with inner and outer stops and a taper thread, characterized in that the inner stop is made of at least 10 mm.