Rura wiertnicza jest podstawowym elementem przewodu wiertniczego. Wykonany jest z rur stalowych bez szwu (o grubości ścianki typowo 9-11 mm). Jego głównymi funkcjami jest przenoszenie momentu obrotowego i transport płynu wiertniczego oraz ciągłe pogłębianie odwiertu poprzez stopniowe wydłużanie rury wiertniczej. Dlatego rura wiertnicza odgrywa kluczową rolę w odwiertach naftowych.
Rura wiertnicza musi być w stanie wytrzymać ogromne ciśnienia wewnętrzne i zewnętrzne, skręcanie, zginanie i wibracje. Podczas wydobycia i rafinacji ropy i gazu rura wiertnicza może być wielokrotnie wykorzystywana. Rura wiertnicza dzieli się na trzy kategorie: rura wiertnicza krzyżowa, rura wiertnicza i rura wiertnicza z obciążeniem. Kolejność połączeń jest następująca: krzyżowa rura wiertnicza (1 szt.) + rura wiertnicza (n szt., określona na podstawie głębokości odwiertu) + obciążona rura wiertnicza (n szt., określona na podstawie projektu zespołu przewodu wiertniczego).
Funkcje rury wiertniczej
Rura wiertnicza odgrywa kluczową rolę w inżynierii wiertniczej. Jego funkcje obejmują:
1. Moc nadawcza
Rura wiertnicza przenosi moc i moment obrotowy na wiertło, umożliwiając mu wiercenie otworów pod ziemią.
2. Podparcie wiertła
Rura wiertnicza podtrzymuje wiertło, utrzymując je stabilnie podczas wiercenia.
3. Usuwanie sadzonek
Rura wiertnicza usuwa opiłki z głowicy odwiertu poprzez rury, utrzymując głowicę w czystości.
4. Pozyskiwanie danych geologicznych
Rura wiertnicza zbiera dane geologiczne poprzez wiertło, pomagając w analizie właściwości i struktury podziemnych formacji skalnych.
5. Dobra regeneracja
Rurę wiertniczą można wykorzystać do renowacji odwiertu, w tym do ułożenia rur i naprawy głowicy odwiertu.
Aby zwiększyć wytrzymałość połączenia pomiędzy korpusem rury a złączami, końce korpusu rury są pogrubione. Typowe metody zagęszczania obejmują pogrubienie wewnętrzne, pogrubienie zewnętrzne oraz pogrubienie wewnętrzne i zewnętrzne. Według Amerykańskiego Instytutu Naftowego (API) rury wiertnicze dzieli się na trzy kategorie w zależności od długości:
Kategoria 1: 5,486–6,706 m (18–22 stóp);
Kategoria 2: 8,230–9,144 m (27–30 stóp);
Kategoria 3: 11,582–13,716 m (38–45 stóp);
Najczęściej stosowane rozmiary rur wiertniczych to 88,9 mm (3,5 cala), 114,3 mm (4,5 cala) i 127,0 mm (5 cali).
Gatunki i wytrzymałość stali rur wiertniczych
Gatunek stali rury wiertniczej odnosi się do gatunku stali użytej w rurze wiertniczej, który jest określony przez minimalną granicę plastyczności stali. API określa pięć gatunków stali na rury wiertnicze: D, E, 95(X), 105(G) i 135(S), przy czym gatunki X, G i S to rury wiertnicze-o wysokiej wytrzymałości. Im wyższy gatunek stali rury wiertniczej, tym większa jest granica plastyczności rury i tym większe są różne wytrzymałości rury wiertniczej (wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na skręcanie, odporność na wytłaczanie itp.). Przy projektowaniu wytrzymałości przewodu wiertniczego zaleca się zwiększenie gatunku stali w celu poprawy wytrzymałości przewodu wiertniczego, zamiast zwiększania grubości ścianki.
