К ВОПРОСУ О РАЗРУШЕНИИ ЛЕГКОСПЛАВНЫХ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

А. И. Сафрайдер, Р. А. Исмаков, А. Х. Аглиуллин, С. Н. Ценева, Н. К. Ценев

Аннотация


Практически повсеместное усложнение условий бурения привело к увеличению глубины бурения, а именно глубоких горизонтальных скважин с большими отходами от вертикали. Актуальным становится применение комбинированного бурения. Большую роль приобретает общий вес применяемой бурильной колонны (БК), так как в зависимости от веса возрастают трение и изнашивание колонны о стенки скважины, а также общего напряженно-деформированного состояния БК. Важным аспектом в данном вопросе является обеспе- чение надёжной работы бурильной колонны, которая используется в условиях экстремальных температур и нагрузок. Последнее влияет существенно на технико-экономические показатели скважины при проводке. Вместе с тем накладываются определенные ограничения на выбор материалов бурильного оборудования и коэффициента запаса прочности на растяжение/сжатие БК. Решение по проблеме оптимизации процесса проводки сводится к использованию не только высокооборотных способов бурения и модернизации породоразрушающего инструмента, но включению алюминиевых бурильных труб в состав комбинированной бурильной колонны. Легкосплавные бурильные трубы и материал алюминиевых сплавов, из которых они изготовлены, имеют ряд преимуществ по физико-механическим и прочностным свойствам, которые отличают их от стальных бурильных труб марки S-135 и G. Почти в 3 раза удельный вес и модуль упругости превосходит у алюминиевых сплавов, удельная прочность - в 1,5 - 2,0 раза. Эффективность применения алюминиевых бурильных труб напрямую зависит от свойств алюминиевых сплавов и позволяет исключить коррозийную активность в агрессивных средах в процессе бурения, также обеспечить лучшую выносящую способность шлама на поверхность за счет минимальных гидравлических потерь в циркуляционной системе скважины. В данной работе рассмотрена возможность повышения механических свойств легкосплавных бурильных труб методом интенсивной пластической деформации.

Ключевые слова


легкосплавные бурильные трубы;равноканально угловое прессование;интенсивная пластическая деформация;алюминиевые сплавы;предел прочности;предел текучести;light alloy drill pipes;equal channel angular pressing;severe plastic deformation;aluminum alloys;tensile strength;yield strength;

Полный текст:

PDF

Литература


Гельфгат М.Я., Басович Д.В., Буяновский И.Н., Вахрушев А.В. Алюминий вместо стали: исключение баклинга при горизонтальном бурении // Нефть и газ. 2007. № 6. С. 42 - 48.

Дворников А.А., Ишкинин Р.Т., Басович В.С., Буяновский И.Н. Эффективность применения легко-сплавных бурильных труб ЛБТПН 90×9П при бурении боковых стволов малого диаметра в сложных геолого-технических условиях Западно-Сибирских нефтегазовых месторождений // Бурение и нефть. 2014. № 11. С. 56 - 59.

Басович В.С., Буяновский И.Н., Сапунжи В.В. Перспективы применения легкосплавных бурильных труб с наружным спиральным оребрением для бурения горизонтальных скважин и боковых стволов // Бурение и нефть. 2014. № 5. С. 42-46.

Швецов О.В. Повышение эксплуатационной надежности бурильных труб из алюминиевых сплавов Д16Т и 1953Т1 // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2017. Т. 23. № 1. С. 236-246. DOI: 10.18721/ JEST.230124.

Басович В.С., Буяновский И.Н., Петункин И.В. Перспективы применения алюминиевых бурильных труб при бурении горизонтальных скважин большой протяженности // Бурение и нефть. 2015. № 6. С. 80-85.

Жидков А.В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечно-элементного моделирования. Нижний Новгород: НГУ им. Н.И. Лобачевского, 2006. 115 с.

Технология бурения нефтяных и газовых скважин: в 5 т. / Под общ. ред. Овчинникова В.П. Тюмень: ТИУ, 2017. Т. 3. 342 с.

Tsenev N.K. Grain Boundaries Structure and Mechanical properties of Aluminum Alloys // Materials Science Forum «Intergranular and Interfase Boundaries in Materials», 1996. Vol. 207 - 209.

Valiev R.Z., Salimonenko D.A., Tsenev N.K., Berbon P.B., Langdon T.G. Observations of High Strain Rate Superplasticity in Commercial Aluminum Alloys with Ultrafine Grain Sizes // Scripta Materialia. 1997. Vol. 37. pp. 1945 - 1950.

Furukawa M., Berbon P., Horita Z., Nemoto M., Tsenev N.K., Valiev R.Z., Langdon T.G. Sructural Evolution, Ageing Behavior and Mechanical Properties of an Al- Mg-Li-Zr Alloy with Ultra-Fine Grain Size. Interface Science and Materials Interconnection // The Japan Institute of Metals, 1996. pp. 479 - 482.

Furukawa M., Berbon P., Horita Z., Nemoto M., Tsenev N.K., Valiev R.Z. Langdon T.G. Production of Ultrafine-Grained Metallic Materials Using an Intense Plastic Straining Technique // Materials Science Forum. Switzerland, Trans. Tech. Publications. 1997. Vol. 233 - 234. pp. 177 - 184.

Hiroyuki Miyamoto. Corrosion of Ultrane Grained Materials by Severe Plastic Deformation, an Overview // The Japan Institute of Metals and Materials. 2016. Vol. 57. No. 5. pp. 559 - 572.

Валиев Р.З., Исламгалиев Р.К. Структура и механическое поведение ультрамелкозернистых металлов и сплавов, подвергнутых интенсивной пластической деформации // Физика металлов и металловедение. 1998. Т. 85. №. З. С. 161 - 177.

Кайбышев О.А., Валиев Р.З., Ценев Н.К. Влияние состояния границ зерен на сверхпластическое течение // Доклады АН СССР. 1984. Т. 278. № 1. С. 93 - 97.

Валиев Р.З., Кайбышев О.А., Корзникова Г.Ф., Ценев Н.К. Структура границ зерен и сверхпластичность алюминиевых сплавов // Физика металлов и металловедение. 1986. Т. 62. № 1. С. 180 - 186.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2019-2-42-49

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 А. И. Сафрайдер, Р. А. Исмаков, А. Х. Аглиуллин, С. Н. Ценева, Н. К. Ценев

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017