Введение 6
1 Анализ существующих методов повышения долговечности замкового
соединения бурильной колонны 8
1.1 Анализ факторов, влияющих на долговечность замкового соединения
бурильной колонны 8
1.2 Промысловый опыт 9
1.3 Избирательный перенос и его реализация в резьбоуплотнительных составах 21
2 Исследование изнашивания замковых резьбовых соединений при
многократном свинчивании 27
2.1 Теоретические основы процесса исследования изнашивания замковых
резьбовых соединений при многократном свинчивании 27
2.2 Испытания на четырехшариковой машине трения 31
2.2.1 Выбор смазочного состава и параметров исследуемых смазок 31
2.2.2 Установка, образцы и аппаратура 32
2.2.3 Подготовка и проведение испытаний. Показатели и режимы
испытаний 33
3 Влияние свойств рабочей среды на характер изнашивания резьбовых
поверхностей 42
3.1 Разработка медесодержащей добавки, реализующей избирательный
перенос в pH среде 42
3.2 Исследования влияния технологических растворов на изнашивание..47
3.3 Влияние нагрузки на работоспособность резьб 50
3.4 Влияние скорости скольжения на работоспособность резьбовых
соединений 54
3.5 Оценка характера изнашивании от присутствия технологических
растворов разной плотности 58
3.6 Влияние промывочных жидкостей на контактное давление разрушения
смазочной пленки в резьбовых соединениях 65
Заключение 71
Список использованных источников 72
Актуальность проблемы. В процессе строительства как вертикальных, так и наклонно-направленных скважин (обычных (ОНС), пологих (ПС), горизонтальных (ГС), наклонных скважин с большим отклонением от вертикали (НСБО)) связующим звеном наземного оборудования с инструментом, применяемым во время различных технологических операций является колонна бурильных труб. Сам процесс проведения спускоподъемных операций при подъеме бурильного инструмента, является критическим условием эксплуатации бурильного инструмента. В зависимости от конкретных горно-геологических и технико-технологических условий бурения скважины величины нагрузок на колонну могут доходить до предельно допустимых значений прочности бурильных труб, что в свою очередь приводит к осложнениям в скважине либо возникновению аварий. В процессе спуска бурильной колонны и смонтированного на ней инструмента, геофизической аппаратуры и внутрискважинного эксплуатационного оборудования, возникают силы сопротивления, препятствующие её нормальному прохождению по стволу скважины, что также является причиной осложнений и возникновения аварий с резьбовыми соединениями.
Целью работы является совершенствование методов повышения долговечности замкового соединения бурильной колонны при многократном свинчивании.
Задачи исследования:
- проанализировать существующие методы повышения долговечности замковых соединений бурильных труб;
- сформировать комплекс методов исследования;
- провести исследования изнашивания замковых резьбовых соединений при многократном свинчивании-развинчивании;
- исследовать влияние смазочных композиций на долговечность замковых резьбовых соединений;
- оценить влияние свойств рабочей среды на характер изнашивания резьбовых поверхностей;
- разработать рекомендации по повышению износостойкости замковых
резьб.
1. В результате анализа установлена потребность увеличения ресурса замковых соединений бурильных труб на основе совершенствования методов повышения долговечности резьб при сборке-разборке бурильных колонн в процессе спуско-подъемных операций.
2. Проведены исследования влияния минерализации и плотности в зависимости от нагрузки на давление разрушение смазочной пленки, являющейся причиной уменьшения» работоспособности. Выявлено, что минерализация и плотность в зависимости от нагрузки оказывает негативное влияние на давление разрушение смазочной пленки смазочную способность как базовых смазок, в том числе с добавкой графита, так и многокомпонентных смазочных составов, РУС-1, Р-402.
3. Предложен состав смазочной композиции, состоящей из графитной (до 20 масс. %) смазки УСсА с медесодержащей добавкой CuSO4 реализующей избирательный перенос в смазочных многокомпонентных материалах. Определена оптимальная концентрация медесодержащей добавки, равная 0,24 % от массы смазки с содержанием графита до 20 масс. %.
