DRILL PIPES
ADVERTORIAL SECTION
Using Aluminum-Alloy Tubular Products in the Oil and Gas Industry Применение трубных изделий из алюминиевых сплавов в нефтегазодобывающей отрасли Vladimir Basovich, candidate* of Engineering Sciences Ilya Buyanovsky, candidate* of Engineering Sciences, Akvatik-Burilnye Truby Vitaly Sapunzhi, Burilnye Truby
Владимир Басович, к.т.н., Илья Буяновский, к.т.н. (ООО «Акватик-Бурильные трубы») Виталий Сапунжи (ООО «Бурильные трубы»)
*A Russian academic title. In the United States the Doctor of Sciences and Candidate of Sciences degrees in mathematics, physics, chemistry, biology, and other sciences may be recognized by some universities as an equivalent to Ph.D.
A
luminum alloys have relatively low specific weight, high strength-to-weight ratio and good corrosion resistance in a number of aggressive environments and are also easy to manufacture into tubular goods the combination of which has led to their wide use in the oil and gas industry. Starting from the late 1950s, extensive R&D was conducted in Russia, culminating in commercial production and the wide introduction of light-weight high-strength aluminum alloy drill pipes (DP) in the country’s industry. Specialized workshops for manufacturing these pipes were established at the Samara and Kamensk-Uralsk metallurgical plants (SMZ and KUMZ) and are now equipped with specially-designed machinery for manufacturing pipes with variable cross-sections along their length. By the beginning of the 1980s, the high technical and economic efficiency gained by using these products in drilling oil and gas wells, and the development of optimal technologies for their use in light of specific geological factors in drilling and continuous work with drilling companies, total production of light-weight drill pipes increased to 20,00022,500 tons a year (over 1.5 million meters). In the 1980s, 70-75 percent of total drilling volume in the former USSR was drilled with light-weight drill pipes. Significant engineering and technological advantages of light-weight drill pipes in remote regions like West Siberia and the Far North allowed significant intensification of production on virtually all large fields in these regions by making wide use of cluster directional drilling and mobile drilling rigs with load capacities of 80-125 tons. Using light-weight drill pipes in drilling strings led to more intense E&P in new oil and gas fields. The use of light-weight drill pipes provided a significant advantage to the Soviet Union in drilling ultra-deep wells including the famed Kolskaya ultra-deep well (SG-3) which set an absolute world record of depth of 12,262 meters. Along with this, late in the 1990s, a sharp decrease in the use of aluminum swept the Russian oil and gas industry. In 2001, the production of light-weight drill pipes in Russia was about 4,200 tons (330,000 meters of pipes), almost five times less than in the 1980s. This decline was caused by a number of objective and subjective factors – primarily a significant reduction in the amount of turbine drilling due to an increase in rotary or combined drilling methods (using downhole motors with simultaneous rotation of the drill string). These methods proved more efficient compared to turbine drilling, which was related to designing and wide implementation in drilling practice of a bearingless
50
С
пецифические физико-механические характеристики алюминиевых сплавов, в том числе сравнительно небольшой удельный вес, высокая удельная прочность в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред, технологичность процессов изготовления трубных изделий, обеспечили их широкое применение в нефтегазодобывающей промышленности. В России, начиная с конца 1950-х годов, выполнен обширный комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, который привел к организации серийного производства и широкому внедрению в отечественной промышленности легкосплавных бурильных труб (ЛБТ) из высокопрочных алюминиевых сплавов. Были созданы специальные цеха по их производству на Самарском и Каменск-Уральском металлургических заводах (СМЗ и КУМЗ). Эти цеха оснащены специально спроектированным оборудованием, позволяющим осуществлять выпуск трубных изделий с переменным по длине трубы поперечным сечением. Высокая технико-экономическая эффективность применения этих изделий при бурении нефтяных и газовых скважин (поисковых, разведочных, эксплуатационных) всех категорий глубин, разработка оптимальных технологий их применения, учитывающих специфику горно-геологических условий бурения скважин, а также постоянная работа с потребителями – буровыми предприятиями, позволили к началу 1980-х годов довести суммарный выпуск ЛБТ до 20 000-22 500 т в год (более 1,5 млн м). С применением ЛБТ в 1980-х годах выполнялось 70-75% всего годового объема бурения в бывшем СССР. Существенные технико-технологические преимущества применения ЛБТ в труднодоступных регионах, таких как Западная Сибирь и районы Крайнего Севера, позволили значительно интенсифицировать ввод в эксплуатацию практически всех крупных месторождений этих регионов за счет широкого внедрения кустового наклонно-направленного бурения с использованием передвижных буровых установок грузоподъемностью 80-125 т. Благодаря применению ЛБТ в составе бурильной колонны (БК) были интенсифицированы процессы поиска и разведки новых месторождений нефти и газа. Применение ЛБТ обеспечило СССР существенный приоритет при бурении уникальных сверхглубоких скважин, в том числе и рекордной Кольской сверхглубокой (СГ-3), установившей абсолютный мировой рекорд глубины бурения – 12 262 м. Вместе с тем, в конце 1990-х годов произошло резкое снижение объемов применения алюминиевых сплавов в нефтегазодобывающей отрасли России. Так, в 2001 году выпуск ЛБТ в России составил около 4 200 т (330 000 м ЛБТ), что почти в пять раз меньше, чем в 1980-е годы. Такой спад был обусловлен целым рядом объективных и субъективных причин. К ним относятся, преOil&GasEURASIA