ГНБ и геологическая буровая штанга: руководство по техническим характеристикам, маркам и размерам

Буровая штанга  — это вращающаяся несущая колонна, которая передает крутящий момент, тягу и буровой раствор от буровой установки к долоту. Этот термин охватывает два совершенно разных семейства продуктов, которые покупатели часто ищут вместе:  бурильные трубы для ГНБ (горизонтально-направленное бурение),  используемые для прокладки инженерных сетей и трубопроводов под дорогами, реками и сооружениями, и  геологоразведочные буровые штанги,  используемые для отбора керна полезных ископаемых и геотехнических исследований. У них общее описание работы, но они различаются маркой стали, толщиной стенок, конструкцией соединений и стандартами размеров, поэтому указывать одно, когда вам нужно другое, — дорогостоящая ошибка.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) — китайский производитель бесшовных трубных изделий на заказ, поставляющий корпуса буровых штанг и узлы, сваренные трением, для различных классов буровых установок ГНБ и стандартных геологических размеров. В этом руководстве изложены марки стали, таблицы размеров DCDMA и троса, аспекты замков и усталости, а также четкая логика выбора, позволяющая инженерам и группам закупок заказать правильный стержень с первого раза.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ГНБ против геологической буровой штанги: две семьи

2. Бурильная труба для ГНБ: характеристики и классы буровых установок

3. Геологическая буровая штанга: размеры DCDMA и кабеля

4. Марки стали и металлургия

5. Замки, резьба и усталость

6. Руководство по выбору и длина/диапазон

7. Как указать буровую штангу (контрольный список заказа на поставку)

8. Часто задаваемые вопросы

1. ГНБ против геологической буровой штанги: две семьи

Оба продукта представляют собой трубчатую бурильную колонну, но их конструктивные замыслы различаются. Бурильные трубы ГНБ представляют собой высокопрочный усталостный инструмент, оптимизированный для изгибающих и тяговых нагрузок управляемых горизонтальных скважин. Геологическая буровая штанга представляет собой прецизионную колонковую трубку, оптимизированную для получения неповрежденного образца керна определенного диаметра. Знание того, какое семейство вы покупаете, определяет каждую последующую спецификацию.

2. Бурильные трубы для ГНБ: характеристики и классы буровых установок

Бурильная труба ГНБ выбирается по классу буровой установки. В мини-буровых установках, бурящих небольшие скважины под подъездными дорогами, используются легкие короткие стержни; Для макси-буровых установок, протягивающих трубопроводы большого диаметра под реками, необходимы толстостенные и высокопроизводительные трубы. Наружные диаметры варьируются от примерно 1,66 дюйма на мини-ригах до 6-3/4 дюйма на макси-ригах, причем производители обычно предлагают от 3-1/2 дюйма до 7-5/8 дюйма для среднего и большого диапазона.

Мини-Риг Удочка

ОД:  1,66 дюйма – 2-3/8 дюйма

Длина:  5 футов / 6 футов

Использование:  Универсальные / оптоволоконные отверстия.

Удочка среднего размера

ОД:  2-7/8” – 3-1/2”

Длина:  10 футов / 15 футов

Использование:  автомобильные/железнодорожные переезды.

Макси-Риг Удочка

ОД:  5' – 6-3/4'

Длина:  20 футов / 30 футов

Использование:  переходы через реки/трубопроводы.

Примечание на местах. Бурильная колонна является расходным материалом, а усталость является убийцей.  Стержень HDD редко выходит из строя от однократной перегрузки. Он выходит из строя из-за циклического изгиба, поскольку каждое соединение вращается через изогнутое отверстие тысячи раз. Слабым местом является высадочный переход рядом с замковым швом, где изменяется сечение. Когда вы сравниваете поставщиков, спросите о геометрии выстроенного биения и шлифовке зоны сварки, а не только о текучести корпуса. Более плавный переход дает струнам настоящую жизнь.

3. Геологическая буровая штанга: DCDMA и размеры кабеля

Геологическая буровая штанга стандартизирована DCDMA, поэтому размеры производителей по всему миру взаимозаменяемы. Существует два семейства: обычные стержни (AW, BW, NW, HW) и стержни для отбора керна на канате (AQ, BQ, NQ, HQ, PQ), в которых колонковый ствол извлекается на тросе через отверстие стержня без спуска колонны. В таблице ниже указаны номинальные размеры стержней для распространенных размеров троса.

Номинальные размеры стержней в соответствии с практикой использования проводов DCDMA (например, бесшовная холоднотянутая сталь 30CrMnSiA). Точный внутренний диаметр, диаметр резьбы и сердечника/отверстия варьируются в зависимости от серии — подтвердите заказ, сверившись с подходящим долотом/корпусом.

Обычные штанги DCDMA (AW, BW, NW, HW) поставляются с замковыми соединениями с конической или параллельной резьбой (например, AWY, BWY, NWY), а обсадные трубы соответствуют соответствующим сериям BW, NW, HW, PW. Длина стержня обычно составляет 1,5 м или 3 м.

Инженерное понимание — оценивайте ядро, а не буровую установку.  В разведочном бурении определяющим размером является  диаметр керна  , который нужен геологу, который фиксирует долото, который фиксирует серию штанг. Телескопирование скважины (запуск PQ, уменьшение до HQ, затем NQ на глубине) является обычной практикой для достижения целевой глубины по мере сужения скважины. Заказывайте колонну штанг в соответствии с запланированным графиком сокращения, а не только по размеру муфты.

4. Марки стали и металлургия

Металлургия буровой штанги выбрана из-за предела текучести, а также усталостной и износостойкости, поскольку штанга циклически нагружается и истирается шламом и стенками скважины. Семейства марок различаются для двух типов продукции.

Замки обычно изготавливаются из сплава Cr-Mo 41xx и привариваются к телу стержня трением. Обработка поверхности, такая как дробеструйная обработка или твердое хромирование, повышает износостойкость.

ГНБ и бурильные трубы для нефтяных месторождений регулируются  спецификациями API 5DP  и  ISO 11961 , которые определяют химический состав, механические свойства, размеры, испытания (ультразвуковые, гидростатические) и отслеживаемость. Более подробную информацию о марках и размерах нефтепромысловых бурильных труб см. Характеристики бурильных труб API 5DP →

5. Замки, резьба и усталость

Бурильный замок представляет собой толстостенный конец с резьбой, который соединяет один стержень с другим. На ГНБ и нефтепромысловых стержнях его обычно выковывают из сплава Cr-Mo и  приваривают трением  к более тонкому корпусу стержня — твердотельный сварной шов, выполненный без присадочного металла, обеспечивающий прочное и стабильное соединение.

Критический инженерный момент. Крутящий момент свинчивания не является обязательным.  Чрезмерная затяжка может привести к растрескиванию замкового соединения; недостаточная затяжка позволяет отсоединить соединение и отвинтить его в скважине, что может привести к потере струны. Всегда соблюдайте рекомендованный производителем момент затяжки, следите за чистотой резьбы и наносите подходящую смазку для резьбы перед каждым соединением. В отверстиях для жестких дисков струна, разорванная в изогнутом отверстии, является кошмаром при восстановлении.

Поскольку усталость концентрируется на переходе высадки рядом со сварным швом, бурильные трубы премиум-класса куются с увеличенной внутренней высадкой и малым углом биения, а затем гладко шлифуются по линии сварного шва как по внутреннему, так и по наружному диаметру для устранения источников напряжения. Замки часто поставляются длиннее стандартной длины API, чтобы обеспечить возможность повторной резки и продлить срок службы. Основные сведения о резьбовых соединениях, общие для OCTG, см. типы соединений обсадных и насосно-компрессорных труб →

6. Руководство по выбору и длине/диапазону

Выбор определяется классом приложения. Краткое изложение ниже отображает общий путь принятия решений; Окончательный размер должен быть подтвержден с учетом буровой установки, плана скважины и программы долота/обсадной колонны.

Примечание о закупках. «Диапазон» — это нефтяной термин, а не ГНБ.  Диапазон API 2 (~9–10 м) и диапазон 3 (~12–13,5 м) описывают длину нефтепромысловых бурильных труб и обсадных труб. Стержни ГНБ указаны в футах в зависимости от класса буровой установки (5/6/10/15/20/30 футов), а геологические стержни - в метрах (1,5/3 м). Если в подсчете указано «Бурильная труба диапазона 3», подтвердите, имеет ли покупатель в виду настоящую вращающуюся трубу API 5DP или просто длинную штангу для ГНБ — марка стали и соединение различаются.

7. Как выбрать буровую штангу (контрольный список заказа на поставку)

Engineering Insight — необходимое оборудование для заказа буровых штанг

• Семейство продуктов:  бурильные трубы для ГНБ, геологические/канатные штанги или бурильные трубы API 5DP.

• Размер:  внешний диаметр (и серия, например NQ / 3-1/2 дюйма) плюс внутренний диаметр стены или стержня.

• Марка стали:  например, AISI 4140/4145, S-135 или 30CrMnSiA.

• Соединение:  тип резьбы (API REG/IF, DCDMA коническая/параллельная) и момент свинчивания.

• Замки:  кованые + сварные трением; нарушена геометрия; повторное сокращение пособия.

• Длина:  футы (ГНБ) / м (геологические) / диапазон 2 или 3 (нефтяное месторождение).

• Испытания и сертификаты:  UT/EMI, гидростатические, EN 10204 3.1/3.2 MTR, отслеживаемость.

Как производитель на заказ, ZC поставляет бесшовные корпуса стержней и узлы, сваренные трением, по вашему размеру, классу и графику соединений, вместо того, чтобы заставлять работу работать в стандартных размерах. Посмотреть Страница продукции для геологических скважин и буровых штанг для ГНБ →  или наш ассортимент бурильных труб →

8. Часто задаваемые вопросы

В чем разница между буровой штангой ГНБ и геологической буровой штангой?

Буровая штанга ГНБ — это сверхпрочная бурильная труба, предназначенная для прокладки инженерных коммуникаций и трубопроводов под препятствиями, изготовленная из высокопрочной легированной стали с коваными или сварными трением замковыми соединениями размером от примерно 1,66 дюйма для мини-буровых установок до 6-3/4 дюйма для макси-буровых установок. Геологическая буровая штанга представляет собой тонкостенную колонковую штангу для разведки полезных ископаемых и геотехнических работ, поставляемую в стандартизированных размерах DCDMA (AW, BW, NW, HW) и размерах на кабеле (AQ, BQ, NQ, HQ, PQ).

Какая марка стали используется для бурильных штанг для ГНБ?

Буровые штанги для ГНБ преимущественно изготавливаются из высокопрочных легированных сталей, таких как AISI 4140, 4145 или 4340. Для более прочных штанг используются марки, эквивалентные S-135, с минимальным пределом текучести более 135 000 фунтов на квадратный дюйм для большей усталостной прочности. Для геологического керна обычно используется трубка из холоднотянутого бесшовного сплава 30CrMnSiA или эквивалентная холоднотянутая бесшовная труба.

Каковы стандартные размеры геологических буровых штанг?

Обычные буровые штанги DCDMA бывают AW, BW, NW и HW с коническими бурильными замками. Стержни для отбора керна на канате работают в классах AQ, BQ, NQ, HQ и PQ. Типичные наружные диаметры стержней троса составляют примерно BQ 55,7 мм, NQ 70 мм, HQ 89 мм и PQ 114,5 мм, длина стержней составляет 1,5 м или 3 м.

Какие стандарты применяются к ГНБ и геологическим буровым штангам?

ГНБ и нефтепромысловые бурильные трубы соответствуют требованиям API 5DP и ISO 11961, которые регулируют химический состав, механические свойства, размеры, испытания и отслеживаемость. Стержни для геологического отбора керна соответствуют стандартам размеров DCDMA, поэтому размеры AW – PQ взаимозаменяемы между производителями.

Почему в буровых штангах используются замковые соединения, сваренные трением?

Сварка трением соединяет толстое резьбовое замковое соединение с более тонким корпусом стержня без присадочного металла, создавая прочное, устойчивое к усталости соединение. Усталость бурильной штанги концентрируется в зоне высадки рядом со сварным швом замкового соединения, поэтому плавная, постепенная геометрия высадки имеет решающее значение для срока службы.

Какой длины бывают ГНБ и геологические буровые штанги?

Стержни ГНБ обычно имеют длину 5 или 6 футов для мини-установок, 10 или 15 футов для установок среднего размера и 20 или 30 футов для макси-установок. Геологические стержни для керна обычно имеют длину 1,5 или 3 м. Бурильные трубы для нефтепромыслов поставляются в диапазоне API 2 (около 9–10 м) и диапазоне 3 (около 12–13,5 м).

Источник ГНБ и геологической буровой штанги от ZC Steel Pipe

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) производит на заказ бесшовные корпуса буровых штанг и узлы, сваренные трением: бурильные трубы ГНБ марок AISI 4140/4145/4340 и S-135, а также геологические и канатные штанги размеров DCDMA AW–HW и AQ–PQ. Проекты, реализованные в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке, с независимыми патентами на соединения премиум-класса и трубы специального класса.

Электронная почта: Мэнди. w@zcsteelpipe.com   | Ватсап: +86-139-1579-1813

→ Запросить цену

Связанный: Буровая труба API 5DP  · Буровая штанга для геологии/ГНБ  · Бурильные трубы  · Типы подключения  · Марки OCTG