Co je vrtací trubka?
Vrtná trubka je ocelová trubka se závitovými spoji na obou koncích, která spojuje povrchovou vrtnou soupravu s vrtacími nástroji a sestavou spodního- otvoru. Vykonává tři práce najednou: snáší vrtné bláto dolů na korunku, přenáší rotaci a krouticí moment z povrchu na korunku a podporuje tahové zatížení struny. Během vrtání musí trubka odolat vysokému vnitřnímu a vnějšímu tlaku, kroucení, ohybu a nepřetržitým vibracím a při ropných a plynových provozech je struna mnohokrát tažena a znovu spuštěna, takže trubka musí být také odolná proti únavě.
Uspořádání vrtací struny
Typická vrtací kolona je sestavena shora dolů jako: jeden kelly, část vrtné trubky, vážená část vrtné trubky a pak vrtné objímky a korunka. Kelly je čtvercová nebo šestihranná trubice, která klouže otočným stolem a přenáší rotaci na strunu. Počet spojů vrtných trubek závisí na hloubce vrtu, zatímco počet vážených spojů vrtných trubek závisí na konstrukci sestavy spodního- otvoru. Zatížená vrtná trubka má silnější stěnu než standardní vrtná trubka a je umístěna nad vrtacími objímkami, aby zajistila hladký přechod v tuhosti.
Konstrukční prvky bezešvé vrtací trubky
Bezešvá vrtná trubka je vyrobena děrováním a válcováním za tepla z masivního bloku, který poskytuje kontinuální strukturu vláken a lepší odolnost proti únavě než svařovaná konstrukce. Těleso trubky má tenkou stěnu a nízkou hmotnost na jednotku délky, takže zvedací zatížení zůstává zvládnutelné. Aby se zpevnilo spojení mezi tělesem trubky a spojem nástroje, oba konce těla trubky se před třecím navařením spoje nástroje přeruší nebo zesílí.
| Rozrušená forma | Zkratka | Kde dochází k zahušťování |
|---|---|---|
| Vnitřní rozrušení | IU | Vnitřní průměr zmenšen na obou koncích |
| Vnější rozrušení | EU | Vnější průměr zvětšený na obou koncích |
| Vnitřní a vnější rozrušení | IEU | Jak uvnitř, tak vně na obou koncích zahuštěné |
Upset poskytuje extra tloušťku stěny tam, kde je připevněn nástrojový spoj, takže závitový spoj není nejslabším místem struny.
Materiálové třídy a normy
Bezešvá vrtná trubka se vyrábí podle specifikace API 5DP, která definuje čtyři běžné třídy podle minimální meze kluzu: E75 při 75 ksi, X95 při 95 ksi, G105 při 105 ksi a S135 při 135 ksi. Vyšší třídy nesou větší zatížení při stejné hmotnosti, ale jsou citlivější na poškození při manipulaci a vyžadují pečlivější kontrolu. Těleso trubky a spoj nástroje jsou vyrobeny z legované oceli a spoj nástroje je tepelně zpracován na vyšší tvrdost než tělo pro odolnost proti opotřebení na spoji.
Servisní podmínky a kontrola
Vrtací trubka selhává nejčastěji únavou, opotřebením a korozí nebo mechanickým poškozením uklouznutím, kleštěmi a manipulací. Součástí běžného provozu je proto robustní kontrolní program: kontrola rozměrů, elektromagnetická kontrola těla trubky, ultrazvukové testování oblasti pěchování a spoje nástroje a kontrola závitů po každé jízdě nebo podle definovaného plánu. Potrubí je opakovaně použitelný prostředek a jeho historie stavu je sledována, aby bylo možné rozhodnout, kdy by měly být spoje vyřazeny nebo přesunuty do nižších- poloh namáhání v řetězci.
Aplikace
Bezešvé vrtné potrubí se používá v ropných a plynových vrtech, geotermálních vrtech, vodních vrtech a důlních vrtech. Při těžbě ropy a zemního plynu je to jedna z nejdůležitějších součástí vybavení na vrtné plošině, protože jím prochází celá dráha zatížení a okruh bahna. Protože trubka přenáší rotační sílu kelly nebo horního pohonu na korunku a na vrtací objímky, její spolehlivost přímo řídí rychlost a bezpečnost vrtací operace.
FAQ
Q1: Proč je vrtná trubka spíše bezešvá než svařovaná?
Bezešvý proces vytváří trubku bez podélného svaru, která poskytuje rovnoměrnou pevnost a lepší odolnost proti únavě při střídavých ohybových a torzních zatíženích při vrtání. To je důležité, protože svary jsou přirozenými iniciačními místy únavových trhlin.
Q2: Jaký je rozdíl mezi vrtací trubkou a váženou vrtnou trubkou?
Zatížená vrtná trubka má silnější stěnu, která poskytuje vyšší hmotnost na metr a vyšší tuhost při stále stejné velikosti spoje nástroje. Je umístěn nad objímkami vrtáku, aby se snížil přechod v tuhosti a aby byla zajištěna hmotnost bitu s menším rizikem zadření diferenciálu.
Q3: Co znamenají třídy E75, G105 a S135?
Čísla jsou minimální mez kluzu v ksi. E75 odolává přibližně 75 ksi meze průtažnosti, G105 přibližně 105 ksi a S135 přibližně 135 ksi. Vyšší třídy umožňují lehčí výplet pro danou zátěž, ale méně odpouštějí poškození.
Q4: Proč jsou konce vrtné trubky rozrušené?
Pěchování zvyšuje tloušťku stěny na obou koncích, takže třecí{0}}svařovaný spoj nástroje sedí na pevnější části. To udržuje pevnost spojení blízko nebo nad pevností těla trubky, takže se závit nestane slabým článkem.
Q5: Co způsobuje většinu poruch vrtných trubek?
Hlavními příčinami jsou únava z rotace při ohýbání, koroze a eroze uvnitř a vně trubky a mechanické poškození, jako jsou prokluzové řezy, stopy po kleštích a poškození závitu. Pravidelná kontrola a správná manipulace zabrání většině poruch.
Q6: Lze vrtnou trubku znovu použít na další studnu?
Ano. Vrtná trubka je opakovaně použitelná trubka a je běžně několikrát kontrolována, klasifikována a vrácena do provozu. Jeho zbývající životnost je řízena sledováním historie kontrol a přesouváním opotřebovaných spojů do nižších-poloh namáhání.