Technische Definition
Ein Bohrgestänge ist ein nahtloses, hochfestes Stahlrohr, das den Hauptstrukturteil eines Bohrstrangs bei Rotationsbohrarbeiten bildet. Es verbindet die Oberflächenausrüstung, wie Top Drive oder Drehtisch, mit der Bohrlochsohlenanordnung (BHA) und dem Bohrmeißel. Das Rohr erfüllt zwei Hauptfunktionen: Es überträgt das Drehmoment und das axiale Gewicht von der Oberfläche auf den Meißel und dient als Leitung für die Spülung (Bohrschlamm), die zum Meißel gepumpt wird, um zu kühlen und Bohrklein zu entfernen. Die Spülung kehrt dann durch den Ringraum zwischen Rohr und Bohrlochwand an die Oberfläche zurück und transportiert das Gesteinsklein. Bohrgestänge werden aus hochfestem legiertem Stahl, wie AISI 4145H, hergestellt und sind so konstruiert, dass sie komplexen Belastungen wie Zug, Druck, Torsion und Innendruck standhalten. Sie werden in verschiedenen Größen und Güten hergestellt, mit Außendurchmessern typischerweise von 60,3 bis 139,7 mm, Wanddicken von 7,11 bis 12,70 mm und Längen von 9,14 bis 13,72 m (Range 2 und Range 3). Die Streckgrenze reicht von 517 bis 931 MPa (Güte E75 bis S135), die Zugfestigkeit von 689 bis 1138 MPa. Die Härte der Tool Joints beträgt typischerweise 285 bis 341 HBW, und die Torsionsstreckgrenze liegt zwischen 30,5 und 108,5 kN·m. Der Innendruckwert basiert auf der Streckgrenze und reicht von 51,7 bis 103,4 MPa. Das nominelle Längengewicht beträgt 14,7 bis 34,2 kg/m, und die Betriebstemperatur liegt typischerweise bei -20 bis 120 °C. Diese Parameter sind unter den Normen API 5DP und API 7-1 festgelegt. Bei der Auswahl eines Bohrgestänges müssen Ingenieure die spezifische Größe, Güte und Verbindungsart verifizieren, die für das Bohrlochdesign erforderlich sind, sowie die erwarteten Lasten und Umgebungsbedingungen. Bestätigen Sie immer modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten.
Funktionsprinzip
Das Bohrgestänge wird an der Oberfläche gedreht und überträgt das Drehmoment über seine Länge, um den Bohrmeißel zu drehen. Die Spülung wird durch sein hohles Inneres gepumpt, tritt durch den Meißel aus und kehrt mit Bohrklein über den Ringraum zwischen Rohr und Bohrlochwand an die Oberfläche zurück. Es trägt auch das Gewicht der unteren Anordnung und hält Zug-, Druck- und Torsionsspannungen stand.
