Трубы диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 — бурильные трубы для тяжелых условий эксплуатации
Трубы диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 — это бурильные трубы с высаженными концами, предназначенные для работы в составе колонн при роторном и турбинном бурении. Конструктивным отличием данного типоразмера является увеличенная толщина стенки в зоне высадки, что обеспечивает повышенную несущую способность резьбовых соединений при передаче крутящего момента и осевой нагрузки. Трубы изготавливаются из стали групп прочности Д, К, Е, Л, М, Р, Т по ГОСТ 631-75, что позволяет подбирать материал под конкретные условия нагружения.
Наружный диаметр 60 мм относится к малому сортаменту бурильных труб и применяется преимущественно при бурении геологоразведочных скважин, структурно-поисковых скважин малого диаметра, а также при ремонтно-восстановительных работах на нефтегазовых месторождениях. Трубы данного диаметра с толщиной стенки 7–11 мм обеспечивают эффективную передачу энергии от буровой установки к долоту при ограниченных габаритах скважинного пространства.
Конструктивные особенности и геометрия
Трубы диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 выпускаются с высадкой наружу или комбинированной высадкой. Высаженные концы формируются методом горячей объемной штамповки, после чего подвергаются нормализации для снятия внутренних напряжений. Резьбовые соединения выполняются по профилю замковой резьбы З-66 или З-73 с конической посадкой 1:4, что обеспечивает герметичность соединения при высоких циклических нагрузках.
Основные геометрические параметры труб диаметром 60 мм:
- наружный диаметр — 60,3 мм (допуск 0,8 мм);
- толщина стенки основной части — 7, 8, 9, 10, 11 мм;
- длина труб — 6,0; 8,0; 11,5 м (I, II, III классы точности);
- диаметр высаженной части — до 68 мм;
- кривизна — не более 1 мм на 1 м длины.
Механические свойства по группам прочности
Выбор группы прочности стали определяется проектной нагрузкой на колонну и условиями бурения. Для труб диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 регламентированы следующие механические характеристики:
| Группа прочности | Предел текучести, МПа | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| Д | 373 | 637 | 16 | 39 |
| К | 490 | 686 | 12 | 34 |
| Е | 539 | 735 | 12 | 34 |
| Л | 637 | 784 | 10 | 29 |
| М | 735 | 862 | 10 | 29 |
| Р | 882 | 980 | 9 | 24 |
| Т | 980 | 1078 | 8 | 24 |
Технология производства и контроль качества
Трубы диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 изготавливаются из горячекатаной круглой заготовки методом прошивки и раскатки на трубопрокатных станах. После формовки трубы проходят термическую обработку — нормализацию или закалку с отпуском в зависимости от требуемой группы прочности. Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию основного металла и зоны высадки, контроль твердости по методу Бринелля, а также гидроиспытания внутренним давлением.
Резьбовые соединения нарезаются после термической обработки, что исключает деформацию профиля при закалке. Контроль резьбы осуществляется калибрами, проверяется шаг, профиль и конусность. Каждая труба маркируется с указанием товарного знака предприятия, группы прочности, номера плавки и даты изготовления.
Условия эксплуатации и ограничения
Трубы диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 рассчитаны на работу при температуре окружающей среды от –50 C до +50 C. При температурах ниже –40 C рекомендуется применять трубы групп прочности Д и К с повышенной ударной вязкостью. Ограничением для групп прочности М, Р, Т является склонность к сероводородному растрескиванию — при содержании HS в буровом растворе свыше 0,01% применение высокопрочных групп не допускается.
Допустимые осевые нагрузки на трубы диаметром 60 мм определяются по формуле с учетом коэффициента запаса прочности 1,35–1,5. Крутящий момент для замковых соединений З-66 составляет 3,5–5,0 кНм в зависимости от группы прочности. При эксплуатации необходимо контролировать износ тела трубы — предельное уменьшение толщины стенки не должно превышать 20% от номинальной.
Применение в буровых комплексах
Трубы диаметром 60 мм ГОСТ 631-75 используются в следующих областях:
- геологоразведочное бурение скважин глубиной до 1500 м;
- структурно-поисковое бурение с отбором керна;
- капитальный и подземный ремонт скважин;
- бурение взрывных и инженерно-геологических скважин;
- оснащение буровых установок ЗИФ-650, ЗИФ-1200, УРБ-2А2.
При комплектации бурильной колонны трубами диаметром 60 мм необходимо согласовывать типоразмер замков с диаметром долота и конструкцией скважины. Минимальный диаметр скважины для свободного прохождения замкового соединения составляет 76 мм. Для снижения гидравлических потерь рекомендуется применять трубы с внутренним покрытием, уменьшающим коэффициент трения потока бурового раствора.
Вопросы и ответы
Какие группы прочности доступны для труб диаметром 60 мм по ГОСТ 631-75?
Стандартом предусмотрены группы прочности Д, К, Е, Л, М, Р, Т. Для геологоразведки обычно применяют группы Д и К, для глубокого бурения — Е и Л, для особо сложных условий — М, Р, Т.
Какая толщина стенки у труб диаметром 60 мм?
Толщина стенки основной части составляет 7, 8, 9, 10 или 11 мм. В зоне высадки толщина увеличивается до 14–16 мм для обеспечения прочности резьбового соединения.
Какой тип резьбы используется на трубах диаметром 60 мм?
Применяются замковые резьбы З-66 или З-73 с конической посадкой 1:4. Выбор типа резьбы зависит от требуемого крутящего момента и условий эксплуатации.
Можно ли использовать трубы диаметром 60 мм при низких температурах?
Да, трубы рассчитаны на работу до –50 C. При температурах ниже –40 C рекомендуется применять группы прочности Д и К, обладающие повышенной ударной вязкостью.
