Типоразмеры обсадных труб для различных способов бурения, инструмент и принадлежности для обсадных труб

В процессе бурения скважины, для удержания неустойчивых пород и тем самым предотвращения обвалов и обрушений стенок скважины, используют обсадную колонну. Также эта колонна может использоваться для перекрытия напорных и поглощающих горизонтов, для выполнения всевозможных других специальных целей. А составным элементом обсадной колонны является обсадная труба.

Обсадная труба — это бесшовная и шовная стальная труба с резьбой по краям для свинчивания этих труб.

Обсадная труба (колонна) выполняет следующие функции:

• — служит защитным кожухом для насосно-компрессорной колонны и другого оборудования, используемого в скважине;
• — сдерживает давление пласта и предотвращает растрескивание верхней, менее прочной зоны;
• — предохраняет скважину от обрушения;
• — удерживает добываемую воду в стволе скважины;
• — разделяет пласты и обеспечивает приток воды только из тех зон, которые определены гидрогеологом.

К обсадным трубам предъявляются различные требования в зависимости от назначения скважин. Основные из них следующие:

Прямолинейность обсадных труб.

Качество изготовления этих труб.

Качество изготовления резьбы на обсадной трубе.

В связи с большими по величине и различными по характеру нагрузками, испытываемыми обсадными трубами при эксплуатации, для их изготовления используются цельнотянутые, стальные трубные заготовки.

Трубы ниппельного соединения применяются в основном при колонковом бурении. Каждая такая труба на концах имеет внутреннюю трапецеидальную резьбу с шагом 4 мм. Резьба может быть как правой, так и левой. Длина труб 1,5−6 метров в зависимости от диаметра. Соединяют трубы ниппелями-патрубками, имеющими на концах соответствующую наружную резьбу.

Для крепления скважин малого диаметра могут быть использованы безниппельные обсадные трубы, имеющие на одном конце наружную, а на другом — внутреннюю резьбу и соединяемые труба в трубу. Ввиду недостаточной прочности этих труб их спускают на небольшие глубины.

Обсадные трубы ниппельного и безниппельного соединений изготовляют из стали групп прочности Д, К, М с пределом текучести соответственно 372, 490, 735 Мпа.

При ударно-механическим бурении, вращательном бурении скважин на нефть и газ, а также гидрогеологических скважин применяют толстостенные обсадные трубы муфтового соединения. Эти трубы изготовляют из стали групп прочности С, Д, К, Е, Л, М, Р с пределом текучести соответственно 314, 372, 490, 539, 637, 735, 931 Мпа. На концах трубы имеют наружную правую конусную резьбу с шагом 3,175 мм. Конусность резьбы у труб малого диаметра 1:32, а утруб больших размеров — 1:16. Муфты, соединяющие трубы, имеют соответствующую трубам внутреннюю резьбу. Длина муфтовых труб от 9,5 до 13 метров. Для предохранения от коррозии наружную поверхность труб и муфт окрашивают, а резьбу муфт оцинковывают.

Для крепления скважин больших диаметров применяют стальные трубы диаметром 426−1420 мм, соединяемые в колонну сваркой.

Для крепления скважин, буримых на воду, целесообразно применение полимерных, асбестоцементных труб и труб из стеклопластика, не подвергающихся коррозии в агрессивных по отношению к стали водах.

Полимерные трубы имеют небольшую массу и обладают высокой антикоррозийной стойкостью. Их наружные диаметры 50, 63, 75, 90, 110, 125, 140, 160, 180, 220, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630 мм, длина 6, 8, 10 и 12 метров.

Толщина стенок труб от 2 до 23,5 мм в зависимости от диаметра. Предел текучести при растяжении, определяющий возможную глубину спуска, для труб из полиэтилена высокой плотности 19−24,5 Мпа; из полиэтилена повышенной плотности 23,5−29,4 Мпа, из поливинилхлорида 58,8 Мпа.

Полимерные трубы соединяют термической сваркой встык. Сварка осуществляется оплавлением соединяемых поверхностей с последующим их сопряжением под давлением.

Стеклопластиковые трубы имеют предел текучести 44−68,6 Мпа. Соединение труб резьбовое с помощью муфт или ниппелей.

Принадлежности для обсадных труб:

Трубные башмаки. Служат для предохранения нижнего конца обсадной колонны от смятия и облегчения ее продвижения при спуске в скважину. Башмак — это короткий патрубок, соединяемый резьбой с нижней трубой обсадной колонны. При посадке труб с забиванием или задавливанием применяют гладкий башмак, имеющий снизу острый режущий торец, а при продвижении труб с вращением — фрезерный башмак с зубьями на нижнем конце.

Трубные хомуты. Используют для захвата труб при их спуске и подъеме, а также для поддержания обсадной колонны над устьем скважины на весу.

Изображенный на рисунке 1 трубодержатель предназначен для удержания обсадных труб над устьем скважины в подвешенном положении. Имеет корпус 1 с внутренним коническим отверстием, в которое вставляют съемные кольца 2 в соответствии с диаметром применяемых обсадных труб. Трубы захватываются клиновыми сухарями 3, вставленными во внутреннее кольцо трубодержателя.

Рисунок 1. Трубодержатель.

Шарнирные трубные ключи. Служат для свинчивания и развинчивания обсадных труб.

Фрезер конический. Применяется для удаления неровностей на внутренней поверхности трубы (заусениц, окалин и т. д.) закаленными режущими ребрами.

Забивная головка. Служит для предохранения верхнего конца колонны обсадных труб при посадке ее забиванием. Головка представляет собой массивное кольцо, нижним концом ввинчиваемое в муфту до упора в торец обсадной трубы. По верхней части головки наносятся удары забивными плашками, закрепленными на шейке ударной штанги.

Выбивной снаряд. Применяется при извлечении из скважины обсадных труб муфтового соединения выбиванием. Он состоит из штанги с резьбой на верхнем конце и массивным кольцом на нижнем. Штанга свободно проходит через отверстие выбивной головки, ввинчиваемой в муфту верхней трубы выбиваемой колонны. Домкраты. Предназначены для извлечения из скважины обсадных труб, а также для освобождения прихваченного в скважине бурового снаряда. Различают две разновидности домкратов: винтовые и гидравлические. Гидравлический домкрат состоит из двух гидроцилиндров с поршнями и двух лафетов: верхнего, подвижного и нижнего, связанного с корпусом цилиндров. В лафеты вкладываются клинья для захвата труб соответствующего диаметра.