Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Обсадная труба — это конструкция, которая изготавливается  из разных материалов и имеет цилиндрическую форму. Монтаж такой трубы производится непосредственно в пробурённую скважину. Используются подобные изделия для защиты скважины от осыпания грунта. На сегодняшний день самыми популярными являются пластиковые изделия для обсадки колодцев.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Обсадные трубы выпускаются из разных материалов и применяются при бурении водяных, нефтяных, газовых скважин

Назначение обсадных труб

На сегодняшний день используются изделия двух типов:

Обсадные конструкции применяют для защиты нефтяных и газовых скважин, а также при устройстве питьевых колодцах в частных домах. Колонковые детали используются при бурении скважин и играют направляющую роль.

Главная задача обсадной конструкции — защита пробурённой скважины от засыпания. Данное  защитное сооружение должно присутствовать в шахте от начала и до конца эксплуатационного периода колодца. Такие изделия обязаны иметь высокую прочность, чтобы выдерживать оказываемое на них давление со стороны почвы. Правильный выбор материала обеспечивает длительный срок службы конструкции (до 50 лет).

Кроме этого, обсадная конструкция должна иметь хорошие показатели герметичности. Особенно это касается грунтов, в которых залегает большое количество подземных источников. Обсадная колонна должна хорошо справляться со своими задачами по предотвращению попадания внутрь скважины грунтов и подземных вод.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Обсадная труба играет роль стенок шахты, в которую опускается насосное оборудование

Обсадные детали выпускаются из самых разных материалов: дерево, чугун, сталь, асбестоцемент, пластик. Наиболее распространёнными сейчас являются изделия из полимеров. Это обусловлено тем, что их производство отличается меньшими расходами и простотой. Кроме этого, пластиковые трубы имеют ряд преимуществ перед металлическими собратьями.

Использование обсадных труб в нефтегазовой промышленности

Для защиты нефтяных и газовых скважин используют инвентарные, очень прочные обсадные трубы. Как правило, в нефтегазовой сфере применяют только металлические детали. Основным материалом в этом случае выступает сталь. Это обусловлено тем, что пластик не обладает достаточными показателями прочности для работы на таких глубинах.

Размеры этих изделий варьируют от 9,5 до 13 м. Соединение между ними производится с помощью специальной резьбы. В зависимости от конструктивных особенностей резьба может иметь коническое сечение, треугольное и т. д. При высоких показателях рабочего давления (выше 30 мПа), резьба дополнительно оснащается резиновыми уплотнителями.

Важно! Некоторые типы труб применяют в сфере строительства и могут быть использованы только один раз, потому что их монтаж осуществляется с заливкой всей конструкции раствором бетона. После окончания работ демонтаж такой колонны невозможен даже с использованием специальной техники.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

В нефтегазовой промышленности используют только стальные трубы с высокой прочностью

Размеры диаметров таких конструкций могут быть от 114 до 509 мм. Кроме этого, диаметр оказывает непосредственное влияние на толщину стенок, которая может иметь разные показатели (от 6 до 16 мм).

Примеры зависимости толщины стенок обсадных труб от диаметра представлены в таблице 1.

Таблица 1

Диаметр, мм Толщина стенок, мм
426 10 – 12
324 8,5 – 14
194 7,5 – 13
125 6,2 – 10,5

Показатели толщины стенок изделий для нефтегазовых скважин подразделяются на 7 основных групп, в пределах которых наблюдаются следующие границы текучести — 379–1067 мПа.

Помимо этого, все эти изделия делят по способу производства на:

  • обычные (отклонение прямолинейного показателя на 1 метр составляет — до 1 мм);
  • с увеличенной точностью (отклонение не выше 0,5 мм).

Использование труб для буронабивных опор

Обсадные детали получили широкое распространение в строительной области. Здесь их используют для буронабивных опор, которые выполняются методом бетонирования готового колодца. Диаметр такой конструкции может быть от 300 до 1500 мм. Наиболее популярными являются изделия с диаметром от 300 до 600 мм.

Для монтажа буронабивных свай используется обсадная труба секционного типа. Соединение такой конструкции происходит с помощью резьбы. Нижняя секция такой колонны обладает специальным буровым элементом, который проходит сквозь грунт при бурении. Установка обсадных деталей происходит благодаря мобильным буровым машинам (МБУ).

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Обсадные трубы с буронабивными сваями применяют при строительстве в тяжелых условиях

Кроме этого, существуют типы буронабивных свай, изготовляемые собственноручно. С помощью такой ручной установки можно пробурить скважину глубиной до 3 м и диаметром до 30 см. В этом случае роль обсадной трубы выполняет, как правило, рулонный рубероид, которым обкладываются стенки скважины или обычные пластиковые обсадные детали.

Применение для водяных питьевых скважин

При обустройстве водяных колодцев используют: пластиковые, стальные и асбоцементные детали. Наиболее популярными из-за простого монтажа и низкой цены являются пластиковые трубы из ПВХ и ПЭ. Для бурения таких колодцев используют спецтехнику. Обсадка скважины происходит после её бурения. Стыковка отдельных элементов в таких колоннах происходит благодаря резьбовым соединениям.

Важно! Диаметр скважины и обсадной конструкции выбирают, ориентируясь на конкретный случай, в зависимости от того, какая производительность источника необходима. Сечение колонны должно быть таким, чтобы в неё можно было расположить насосное устройство. Нижние секции конструкции должны монтироваться из перфорированных труб.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Без обсадной трубы невозможно устройство питьевой скважины

Металлические и асбоцементные детали хоть и подходят для монтажа скважин на воду, однако, их использование имеет определённые недостатки.

Типы обсадных труб

Существует три основных вида обсадных труб: пластмассовые, стальные и асбоцементные. Выбор материала зависит от особенностей грунта, глубины скважины и других показателей. Для того, чтобы определиться с глубиной для скважины, рекомендуется проконсультироваться со специалистами, которые хорошо разбираются в этом вопросе.

Основные требования, которым должна соответствовать обсадная труба:

  • устойчивость к давлению грунта;
  • если изделие используется для монтажа питьевого колодца, оно должно соответствовать санитарно-гигиеническим нормам;
  • долговечность.

Рассмотрим основные разновидности изделий, которые используются для обсадки разного рода скважин.

Стальные. Наиболее прочные детали, способные выполнять свои функции даже при очень высоких давлениях со стороны грунта.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Бесшовные стальные трубы являются наиболее прочными, но и самыми дорогими

Стальные трубы обладают плохой сопротивляемостью к губительному воздействию коррозии. Со временем добываемая из источника вода может приобрести неприятный привкус ржавчины. Это влечёт за собой затраты на обустройство фильтров. Кроме этого, такие изделия являются довольно дорогостоящим вариантом.

По типу производства существует два основных типа стальных труб:

  • бесшовные;
  • сварные шовные.

Бесшовная обсадная труба характеризуется отличными показателями прочности, однако, стоимость таких деталей довольно высока. Сварные шовные изделия дёшево стоят, но имеют слабую прочность.

В некоторых случаях для улучшения рабочих характеристик стальных изделий, их производят из улучшенных материалов или с защитным покрытием. В первую очередь это позволяет предохранять их от ржавления. Основных типов таких труб три:

  1. Оцинкованные трубы. Эти изделия имеют хорошую устойчивость к коррозии, однако, они выделяют опасные соединения цинка. Использование таких изделий для питьевых водяных колодцев не рекомендуется.
  2. Нержавеющая сталь. Она, как и предыдущий тип, обладает устойчивостью к коррозийным воздействиям. Главным недостатком такой трубы является её высокая цена.
  3. Эмалированные трубы. Такие изделия обладают множеством недостатков: сложный монтаж, тонкие стенки, слабая сопротивляемость к механическим воздействиям.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Оцинкованная труба не подвержена коррозии, но использовать ее в питьевых источниках не рекомендуется

Асбоцементные. Обсадная труба из асбоцемента стоит довольно дёшево, однако, её не рекомендуют использовать в питьевых целях, потому что она выделяет в воду канцерогены и другие вредные примеси. Кроме этого, такие изделия являются очень хрупкими.

Но современная промышленность предлагает разновидность подобных труб из модифицированного материала, который считается безопасным для человека. Если вы чётко определились с тем, что будете использовать асбоцементные трубы для колодца, то тогда желательно ознакомиться с санитарным сертификатом изделий, чтобы точно быть уверенным, что ваша вода будет пригодной для употребления.

Пластиковые. Как уже было сказано выше, такой тип обсадных деталей является наиболее популярным и востребованным. Пластмассовые детали выполняются из следующих типов полимеров: поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена. Пластиковые изделия обладают рядом положительных характеристик:

  • экологичность;
  • резистентность к коррозии;
  • дешевизна;
  • простота монтажа;
  • отличная герметичность;
  • срок службы таких изделий может достигать 50 лет.

Однако у них есть и свои минусы:

  • слабая сопротивляемость к механическим воздействиям;
  • ограниченная глубина применения (50–60 м).

Самыми лучшими характеристиками, которые определяют их выбор, обладают ПЭ и ПВХ трубы. Наиболее бюджетным вариантом являются изделия из полиэтилена. Размеры таких изделий отличаются своим разнообразием.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Обсадные трубы также изготавливаются из полимеров — чаще всего для таких изделий используют поливинилхлорид и полиэтилен

Если говорить о ПВХ и НПВХ трубах, то, по своим характеристикам лидируют трубы из непластифицированного поливинилхлорида. Они обладают высокой прочностью — их разрешено использовать в скважинах до 300 м. Типоразмеры обсадных НПВХ и ПВХ труб представлены в таблице 2.

Таблица 2

Диаметр, мм Толщина стенок, мм
165 12
140 10
125 7,6
110 6,3
90 4,3

Обратите внимание! Чаще всего при монтаже скважин используют трубы с типоразмерами 90 и 125 мм. Это обусловлено тем, что такой размер подходит под наибольшее количество современных насосных устройств.

Читайте также:  Двойной крепеж для медных труб

Минусы ПВХ труб для обсадки:

  • низкая прочность;
  • плохая сопротивляемость к низким температурам;
  • сложность переработки материала;
  • в случае возгорания выделяют вредные соединения.

Варианты соединения обсадных труб

Обсадная колонна состоит из отдельных элементов, которые соединяются между собой разнообразными способами. Рассмотрим варианты стыковки труб в обсадных конструкциях.

Резьбовое соединение. Используется в тех случаях, когда необходимо собрать изделия, которые оснащены высаженными концами.

Высаженный конец нагревается и на нём выполняется раздача (приблизительно 10 мм по диаметру на длину 150–200 мм).

В результате на этот конец наносят резьбу внутреннего типа, а на противоположенный торец нарезают наружную резьбу с соответствующими характеристиками. Для соединения элементы просто свинчиваются между собой.

Муфтовое соединение. На концы изделий наносят наружный тип резьбы. Муфты, которые объединяют трубы в единую конструкцию, обладают соответствующей внутренней резьбой. Транспортировка и доставка таких деталей выполняется с накрученной на один конец  муфтой. Второй торец, как правило, закрывается специальной пластиковой заглушкой.

Сварное соединение. Используется крайне редко. Очень важным моментом в таком соединении является его прямолинейное отклонение, которое не должно превышать 0,7 мм в месте стыка.

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Стальные трубы во многих случаях соединяются сваркой, но это достаточно трудоемкий метод

Сварные соединения делятся на такие типы:

  • раструбный тип;
  • встык;
  • двухраструбная стыковка;
  • муфтовое соединение
  • ниппель — раструбное;
  • двухраструбное с центральным кольцом.

Одним из самых надёжных и прочных считается двухраструбная стыковка обсадной колонны. Раструбное и муфтовое обладают одинаковыми показателями прочности, которые несколько ниже, чем у двухраструбного. Прочность соединения встык зачастую достигает показателя самой трубы. Сварку сегментов осуществляют над устьем колодца при помощи специальных сварочных аппаратов.

Бывают такие типы сварки:

  • в защитной среде;
  • в беззащитной среде;
  • контактная сварка.

Полезная информация! Помимо этого, нужно обратить внимание на разделение труб на напорные и безнапорные. Для обсадных колонн используют напорные изделия. Такие детали обладают хорошей резистентностью к высокому давлению.

Стоит обращать внимание и на такие особенности: начальная секция оснащается специальным фильтрующим аппаратом, который очищает воду от песка и глины. Выполняется такое приспособление, как правило, из сеток или нержавеющих проволок. Нижний открытый торец имеет специальный гравийный фильтр. В этом приспособлении проходит первичная фильтрация жидкости.

Оголовок скважины обязательно должен монтироваться с учётом герметичности. Если это правило соблюдено, то тогда при откачке воды образуется давление, которое способствует поставке воды в водозаборный элемент.

Источник:

Виды обсадных труб и правила их использования

Обсадные трубы: назначение, разновидности и правила монтажа

Как правило, с обсадными трубами и со всем, что с ними связано, имеют дело специалисты в области бурения. Однако разобраться в вопросе не помешает и горожанам, планирующим загородное строительство и желающим в обозримом будущем обзавестись собственной скважиной. Данная статья поможет понять назначение обсадных труб, разобраться в их типах и способах монтажа.

Назначение

Трубы обсадные монтируются в заранее пробуренную скважину, где они формируют так называемую обсадную колонну. Эта колонна справляется сразу с несколькими задачами, главная из которых — это удержание стенок от обрушения и осыпания.

Кроме того, за счёт своей герметичности трубы способствуют наполнению скважины водой и не дают ей просачиваться за её пределы.

При этом они также защищают и воду от загрязнения, не давая породе и мелкодисперсным частицам попадать внутрь обсадной колонны.

Обрушение стенок — одна из главных опасностей, подстерегающих владельцев загородной недвижимости, прибегнувших к бурению с целью обзавестись собственной скважиной. Такое событие может закончиться повреждением заборного патрубка и погружного насоса.

Оборудование может быть полностью утрачено, равно как и сама скважина. В таких случаях её попросту тампонируют и производят бурение новой в нескольких метрах.

Трубы обсадные призваны предотвратить такой сценарий, надёжно защитив стенки скважины от обрушения.

Обсадная колонна принимает на себя давление грунтового массива, поэтому к её прочности предъявляются высокие требования. Необходимо внимательно подходить как к материалу, из которого произведены обсадные трубы, так и к другим параметрам: диаметру, толщине, прочностным характеристикам.

Формирование первого сегмента обсадки производится либо в самом начале бурения, либо после проходки определённой отметки. Во многом это определяется характеристиками грунта. Трубы обсадные могут выступать в том числе и в качестве вспомогательного инструмента для создания ствола.

Параметры труб и их качество регулируются ГОСТами.

Линейка диаметров у большинства производителей начинается с отметки 11,4 см и заканчивается 42,6 см, хотя некоторые компании могут изготавливать изделия более крупного диаметра на заказ.

Что до толщины стенок, то она варьируется в диапазоне от 0,6 до 1,4 см. В качестве материала для изготовления применяется сталь различных марок либо пластик.

Выбор диаметра

Диаметр рассчитывается исходя из дебита аквифера либо из потребностей в воде хозяина участка. Для небольшого коттеджа или дачи нормативным считается расход порядка 0,6 — 0,8 м2. Такого объёма вполне хватает и для пищевых, и для технических нужд.

Что до насоса, то его диаметр принято брать на 0,5 см меньше, чем внутренний диаметр трубы. Обсадная колонна в таком случае даст возможность вынуть насосное оборудование в случае его поломки. Так, например, если диаметр насоса составляет 8,5 см, то внутренний диаметр трубы должен составлять 8,5 + 0,5 = 9 см.

Таким образом, при толщине стенок 0,5 см внешний диаметр трубы будет составлять 8,5 + 0,5 + 0,5 = 9,5 см.

Приведённый пример весьма приблизителен. Как правило, при расчётах учитывается ещё и глубина скважины. Бурение прекращается по достижении водоносного горизонта, после чего верхний сегмент обсадной колонны закрепляется.

Эксплуатационный период обсадной колонны и обслуживание скважины

Трубы обсадной колонны имеют ограниченный эксплуатационный цикл. Как правило, он составляет порядка десяти лет, после чего изделия нужно заменять. Но извлечь старые и обветшалые трубы не всегда представляется возможным, да это и не нужно.

С целью восстановления прочности и герметичности скважины внутрь уже установленных труб обсадной колонны помещают другие трубы — меньшего диаметра. Однако чтобы такой ремонт был возможен, необходимо предусмотреть его ещё на этапе бурения. Для этих целей вместо труб, размер которых рассчитан по приведённой выше формуле, берутся изделия на размер больше.

Для ремонта скважины в таком случае потребуется лишь поместить трубы меньшего диаметра в старую колонну.

Виды труб

Как уже было сказано выше, обсадная колонна берёт на себя функцию по армированию скважины, обеспечивая её герметичность и сдерживая давление грунта. В связи с этим к качеству материалов предъявляются высокие требования. Из чего же изготавливают современные обсадные трубы?

Металлические трубы

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

Стальные трубы — единственный разумный выбор для тех случаев, когда необходимо обустроить надёжное и бесперебойное водоснабжение, которое прослужит не один десяток лет. Ведь какой бы чистой не была поступающая из водоносных слоёв вода, магистраль всё равно имеет свойство со временем заиливаться. Ликвидация последствий заиливания при помощи бурения возможна только при условии применения металлических труб. Ни с ПВХ, ни с асбестоцементными трубами осуществить ликвидацию ила посредством бурения не представляется возможным.

Что до недостатков, то в этом вопросе у труб из чугуна и других чёрных металлов можно выделить склонность к коррозионным процессам. Отчасти эта проблема решается установкой качественных фильтров, но коррозия тем не менее продолжает медленно разрушать трубы.

Ещё один недостаток металлических труб — это цена, особенно на толстостенные версии. По этой причине применять обсадку из стали целесообразно лишь при глубоком бурении с целью обустройства скважины с длительным эксплуатационным ресурсом. Осаживать песчаные скважины стальными обсадными трубами попросту нецелесообразно.

Пластиковые трубы

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

  • химическая нейтральность (в подаваемую воду не поступают никакие вредные примеси из металла);
  • неподверженность коррозии;
  • малый вес;
  • лёгкая транспортировка;
  • простой монтаж (можно обойтись без буровой установки).

Из недостатков можно выделить разве что меньший в сравнении с металлическими трубами эксплуатационный срок и менее надёжное резьбовое соединение (в силу особенностей пластика). ПНД и ПВХ трубы также более склонны к механическим повреждениям и способны переносить куда меньшие нагрузки, чем металл. В связи с этим повторное бурение скважины является очень сложной задачей, а иногда и вовсе невыполнимой.

Как правило, ПНД и ПВХ трубы применяют для оборудования скважин на песок глубиной 40-60 м. В таком случае они идеально оправдывают свою цену.

Асбестоцементные трубы

Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонны

  • умеренная цена;
  • неподверженность коррозионным процессам и гниению;
  • умеренный вес;
  • длительный эксплуатационный период (порядка 35 лет).

Несмотря на низкую плотность, асбестоцемент обладает высокой прочностью. Трубы обсадной колонны отлично справляются с удержанием нагрузки грунтового массива и сохраняют целостность скважины. Кроме того, такие трубы сохраняют свои свойства при широком диапазоне температур, что позволяет не беспокоиться о водоснабжении как в жаркий летний период, так и при экстремально низких зимних температурах.

Читайте также:  Толщина стенки нержавеющей трубы для сварки

Из недостатков можно выделить тот факт, что асбестоцементные трубы менее пластичные, чем ПНД и ПВХ, в связи с чем обладают большей хрупкостью. Отчасти эту проблему решают утолщением стенок, но это в свою очередь влечёт за собой повышенные расходы на бурение, ведь скважина должна обладать большим диаметром.

Самая разумная сфера применения труб из асбестоцемента — известняковые скважины глубиной до 90 метров.

Соединение труб обсадной колонны

Трубы обсадной колонны соединяются между собой несколькими способами.

  • Резьбовое безмуфтовое соединение Данный тип соединения используется при компоновке обсадной колонны из труб с высаженными концами. То есть непосредственно перед соединением конец трубы разогревается и на внутренней поверхности изделия прорезается резьба. На другом конце трубы, соответственно, прорезается наружная резьба. Когда трубы остывают, производится их соединение методом завинчивания.
  • Муфтовое соединение Данный тип соединения труб обсадной колонны предполагает использование муфт с внутренней резьбой. На трубах прорезана внешняя резьба, за счёт чего обеспечивается надёжное соединение. Как правило, от поставщиков такие трубы приходят уже с навинченной муфтой на одном из концов, что ускоряет процесс обустройства обсадной колонны. Чтобы защитить муфту от внешних воздействий, её накрывают защитным полиэтиленовым мешком на время транспортировки.
  • Сварка На сегодняшний день сварное соединение практически не применяется при обустройстве обсадных колонн для скважин на воду ввиду трудоёмкости и нецелесообразности. Сваривать имеет смысл трубы большого диаметра, используемые для обсадки крупных скважин промышленного назначения. Для этих целей используют дуговую или автоматическую сварку как наиболее высокоэффективную.

Монтаж труб

Обустройство скважины начинается с бурения. По достижении проектной глубины бур извлекается и специалисты приступают к формированию обсадного столба. Весь шлам удаляется, после чего производится обсадка. Она продолжается, пока не будет пройден водоносный слой. Наращивание колонны и скрепление труб производится одним из описанных выше способов.

Стандартная обсадка формируется следующим образом:

  1. Первичный очистной фильтр. Обычно выполняется из нержавеющей сетки.
  2. Донный фильтр или фальшдно. Как правило, обустраивается из гравия и надёжно страхует скважину от просачивания загрязнений, которые могут поступать из водоносного горизонта.
  3. Оголовок скважины. Выступает в роли защитного элемента, предотвращающего воздействие внешних факторов. Кроме того, создаваемая оголовком герметичность будет способствовать созданию внутри скважины разряжения, положительно влияющего на поступление воды. В некоторых случаях оголовок цементируется, однако многие современные модели и без того обеспечивают высокую герметичность.

Советы

Выбирая трубы для обсадки скважины, исходите в первую очередь из соотношения цены и качества. Не стоит применять дорогостоящие трубы там, где их качество, прочность и долговечность будут попросту невостребованы.

Правильно подбирайте толщину и диаметр труб. Для этого используйте соответствующие нормативы и рекомендации. Помните, что увеличение диаметра трубы повлечёт за собой необходимость использования более дорогой буровой установки.

Обустраивая одноколонную обсадку, помните, что извлечь её из грунта будет попросту невозможно. Двухколонная компоновка обходится дороже, но в то же время даёт возможность очистить скважину даже при сильном заиливании.

Когда бурение скважины будет завершено, использовать её не рекомендуется. Задействуйте насос, чтобы откачать максимальный объём жидкости.

Таким образом вы создадите внизу большее расширение, в результате чего увеличите дебит скважины.

И помните: при правильно выполненной обсадке вы сможете впоследствии сэкономить на обслуживании колонны, так как она длительное время не будет требовать ремонта и замены ключевых элементов.

Обсадные трубы для нефтяных скважин: виды труб, обсадная колонна

При обустройстве скважин для добычи нефти и газа необходимо укрепление так называемой эксплуатационной трубной колонны, через которую добываемое сырье поступает на поверхность, а также максимально защитить её от коррозии и движения геологических пластов.

Это делают с помощью обсадных колонн, которые не только укрепляют основные добывающие стволы, но и дают возможность изолировать продуктивные горизонты в процессе эксплуатации скважин от непродуктивных слоев, что позволяет избежать перемешивания внутрипластовых жидкостей.

Для обустройства таких колонн применяются специальные обсадные трубы для нефтяных скважин, которые составляют в колонну с помощью их последовательного свинчивания или сваривания.

Обсадные трубы для нефтяных скважин

Какие трубы для этого применяются?

Для изготовления труб, применяемых для организации таких колонн в процессе бурения и последующего обустройства  газовых и нефтяных скважин, в основном использует такой материал, как сталь. Для их соединения между собой на обоих концах трубы нарезается резьба, с одной стороны навинчивается муфта.

Если планируется сварной способ соединения, то трубы делают  безмуфтовыми, с концами в виде раструбов.  Резьба, нарезаемая на таких трубах, может быть либо  конической, либо треугольной, либо со специальным профилем трапецеидального вида.

Для того, чтобы соединения были максимально  герметичными и позволяли выдерживать высокие значения давления добываемого газа и нефти (больше, чем 30-ть мегапаскаль), используются специальные уплотнительные элементы.

Отечественные трубы обсадного типа выпускаются со следующими наружними диаметрами – от 114-ти до 508-ми миллиметров. Их длина варьируется в пределах от  9,5 до 13-ти  метров. Толщина стенок зависит от диаметра и колеблется от пяти до шестнадцати миллиметров.

По своей прочности такие изделия делятся на семь групп, обозначаемых литерами Т, R, М, Л, Е, К и Д (в порядке убывания). Значения предела текучести находится в интервале от 379-ти до 1065-ти мегапаскаль.

Каждую трубу маркируют, указывая сведения о её диаметре, группе прочности, толщине стенки, а также дата производства изделия и его  индивидуальный номер.

Читать также: Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонныДля чего нужен абсорбент для сбора нефтепродуктов?

Виды обсадных труб

Для изготовления этой продукции, которая используется  для укрепления нефтяных и газовых скважин в процессе бурения и последующей эксплуатации, в основном используются стали различных марок.

Такие трубы могут быть ниппельными и безниппельными.  Диаметры безниппельных труб варьируются от  33,5 до 89-ти миллиметров, а ниппельных изделий – в пределах от 25-ти до 146-ти миллиметров.

Например, в целях отбора керновых проб горных пород применяются только ниппельные виды этой продукции. Толщина стенок ниппельной продукции зависит от диаметра и составляет от трех до пяти миллиметров, а длина таких труб колеблется от полутора до шести метров.

Ниппельные изделия делаются трех групп прочности:  М, К и Д, обеспечивающие  предел текучести от 380-ти до 750-ти мегапаскалей.

В комплект поставки входят навинченные ниппели. Каждая труба маркируется в соответствии с требованиями государственного стандарта. Резьба от механических повреждений в процессе транспортировки защищена с помощью специальных  предохранительных ниппеле и кольцевых насадок.

Виды обсадных колонн

Такие колонны бывают трех видов (в зависимости от того, какую колонну скважины они укрепляют):

  • кондукторные;
  • промежуточные;
  • эксплуатационные.

Промежуточными колоннами укрепляются  стенки нижних скважинных  интервалов. Колонны кондукторного  и промежуточного типа, как правило,  цементируются, однако возможны и съёмные варианты их обустройства (к примеру, если их применяют при  бурении  скважин геологоразведочного типа  или при обустройстве скважин большой глубины, в целях борьбы с износом ранее спущенных промежуточных колонн).

Задача эксплуатационных защитных колонн –перекрытие  продуктивных горизонтов.

Через пробитые с помощью  перфорации  отверстия в таких колоннах  нефть и газ  посредством насосно-компрессорных труб (НКТ) поднимаются от забоя скважины по её стволу к устью.

Обсадная колонна нефтяной скважины постоянно испытывает  снаружи воздействия  давления пластовой жидкости и пластового  газа,  которые находятся в горных породах. Влияние этих воздействий особенно заметно  в соляных и глинистых пластах.

Читать также: Типы обсадных труб оборудование низа обсадной колонныВиды насосов для добычи нефти и их характеристики

Также эта колонна подвергается   воздействиям, вызываемым  внутренним давлением газа и  нефти,  а также воздействиям, оказываемым изнутри буровым раствором, от собственной массы и от усилий натяжения колонн, что объясняется влиянием температурных значений и перепадов давления.

Количество, диаметры и длины таких колонн выбираются исходя из геологических условий, в которых проходит  бурение, к которым относятся:

  • градиент давления пластового гидравлического разрыва;
  • внутрипластовое давление;
  • устойчивость пробуриваемых горных  пород и так далее.

Кроме того, на такой выбор влияют:

№Полезная информация
1 уровень используемой техники
2 конкретная технология строительства скважины
3 условия, которые призваны предупреждать  и давать возможность ликвидировать возможные аварийные ситуации и так далее

Диаметр эксплуатационной колонны и глубина конкретной  скважины – это два основных параметра, которые влияют на подбор диаметров промежуточных видов таких колонн.

Выбор конструкции  колонны осуществляется по критериям экономичности и максимизации срока эксплуатации скважины.

В нижней части эти колонны оборудуются обратным клапаном, турбулизаторами, центрирующими фонарями и прочими приспособлениями, задача которых – обеспечить надёжность цементирования.

Эксплуатационные обсадные колонны имеют диаметры от 114-ти до 168-ми миллиметров, промежуточные – от 178-ми до 503-х. Длина одной такой колонны может достигать семи километров,  а её вес доходит до 350-ти – 400 тонн.

  • Спуск колонн осуществляется при помощи специальных вышек, оборудованных лебёдками и талевыми системами, а также с помощью механизмов, которые обеспечивают подвешивание спущенной в скважину колонны в её устье.
  • YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.
Читайте также:  Как делать конус из трубы

Список используемой литературы:

  • Нефть — Википедия
  • ἔλαιον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
  • Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.
  • Эрих В.Н. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. — 15 000 экз.
  • Хаустов, А. П. Охрана окружающей среды при добыче нефти/ Хаустов, А. П., Редина, М. М. Издательство: «Дело», 2006. 552 с.
  • «oil» . Oxford English Dictionary (3rd ed.). Oxford University Press. September 2005. (Subscription or UK public library membership required.)

Элементы оснастки низа обсадной колонны

В конструкцию низа обсадных колонн входит технологическая оснастка для успешного спуска обсадных колонн и  цементирования скважин, разобщения пластов и эксплуатации скважин.

В конструкцию низа обсадных колонн входит технологическая оснастка для успешного спуска обсадных колонн и цементирования скважин, разобщения пластов и эксплуатации скважин.

Назначение обсадных труб:

  • крепление стенок скважины после бурения, 
  • перекрытие и изоляция друг от друга нефтеносных, газоносных, водоносных пластов и пропластков.

Элементы низа обсадной колонны:

  • Переводники для перехода с замковой резьбы на резьбу обсадных труб предназначены для соединения колонны бурильных и обсадных труб. Представляют собой сочетание муфтового замка с ниппельным концом обсадной трубы.
  • Направляющие пробки, предназначенные для правильного направления спускаемой обсадной колонны по стволу скважины, изготавливают из серого чугуна. Применяют бетонную направляющую пробку ПБН, состоящую из металлического корпуса и бетонного наконечника.
  • Цементирующие пробки — для продавки и разделения тампонажного раствора от бурового и продавочной жидкости при цементировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин;
  • Упорное кольцо (кольцо «стоп»), изготовляемое из серого чугуна, предназначено для установки цементировочной пробки на заданной глубине и получения четкого сигнала об окончании продавки цементного раствора.
  • Башмак, предназначен для придания жесткости низу обсадной колонны, для направления труб по стволу скважины и защиты от повреждения при спуске. Представляет собой толстостенный стальной патрубок. 
  • Обратный клапан применяют для облегчения спуска колонны обсадных труб. 
  • Скребки — удаляют в процессе спуска и подъема обсадной колонны глинистые отложения со стенок скважины перед цементированием. Бывают пружинные, тросовые, корончатые;
  • Центраторы — турбулизаторы — обеспечивают безаварийный спуск трубной колонны в скважину, центрирование относительно стенок ствола для равномерного распределения цементного камня и турбулизации потока жидкости снаружи.

Рис. 1. Башмачные направляющие пробки: а — деревянная; б — бетонная; в — чугунная; г — стальная — паук; 1 — башмак/

Башмак.

Существует 2 типа башмака: — БП — с направляющей чугунной пробкой, поставляемый свинченным с направляющей пробкой. — Б — с фаской без направляющей пробки (короткий патрубок с боковыми отверстиями). Башмак колонны устанавливается на первой трубе для предупреждения смятия торца нижней трубы обсадной колонны при спуске в скважину и представляет собой толстую короткую (0,5 м) трубу.  Наружный диаметр башмака равен диаметру муфты, а внутренний Ø — внутреннему Ø обсадной трубы. На башмаках клеймением наносят маркировку с указанием товарного знака завода — изготовителя, условного обозначения башмака, порядкового номера и даты выпуска.

Пробка.

Башмачная направляющая пробка крепится к башмаку обсадной колонны и служит направляющей при ее спуске. Без направляющей пробки башмак колонны при спуске срезает со стенок скважины глинистую корку и породу. В результате загрязняется ствол скважины и закупоривается нижняя часть колонны. Из-за образования патронных сальников или невозможности продавить промывочную жидкость обсадную колонну нередко приходится поднимать из скважины. Применяют несколько типов направляющих пробок: деревянные, бетонные и чугунные (рис. 1). Деревянные пробки бывают 2 видов: крестообразные, изготовляемые из 8… 10 см сосновых досок на гвоздях; точеные — из дерева крепких пород (Рис. 1 а). Бетонные пробки отливают в специальной форме, смесь прочно прихватывается к башмаку (Рис. 1 б). Такие пробки легко разбуриваются. Чугунные пробки имеют 1 центральное и 2 боковых отверстия (Рис. 1 в). В башмаке они крепятся на резьбе. Чугунные пробки обладают высокой механической прочностью и в то же время сравнительно легко разбуриваются. Башмачный патрубок с отверстиями используют, когда существует опасность забивания промывочных отверстий направляющей насадки. Иногда при спуске эксплуатационных колонн или хвостовиков вместо башмака с направляющей пробкой обсадная колонна заканчивается «пауком» (Рис. 1 г). Рис. 2. Тарельчатый клапан: 1 — стержень; 2 — пружина; 3 — седло клапана; 4 — тарелка

Обратный клапан.

Функции: — для облегчения спуска колонны обсадных труб — предотвращают заполнение обсадной колонны буровым раствором при спуске ее в скважину, что в конечном счете уменьшает нагрузку на вышку; — препятствуют обратному перетоку цементного раствора, из кольцевого, заколонного пространства в обсадную колонну. — для непрерывного наполнения спускаемой колонны промывочной жидкостью, — способствует частичной промывке и очищению заколонного пространства скважины. Наиболее простой и распространенный тарельчатый клапан (рис. 2) состоит из седла клапана 3, ввинчиваемого в муфту, тарелки 4, стержня 1 и пружины 2.

Пружину затягивают при помощи гайки и контргайки.

    Рис. 3. Обратный дроссельный клапан: I — корпус; 2 — нажимное кольцо; 3 — разрезная шайба; 4 — резиновая диафрагма; 5 — упорное кольцо; 6 — шар; 7 — ограничитель; 8 — эластичная мембрана; 9 — дроссель/ Используются также шаровые и дроссельные обратные клапаны (рис. 3). Обратные клапаны устанавливаются на расстоянии 2…12 м от башмака. При спуске обсадных колонн значительной длины или хвостовиков устанавливаются два обратных клапана на расстоянии 8… 12 м друг от друга. В скважинах с возможными газопроявлениями обратные клапаны устанавливают вне зависимости от глубины спуска колонны во избежание газового выброса через колонну в процессе ее спуска и цементирования. Обратный клапан перед спуском в скважину опрессовывают на давление, в 1,5 раза превышающее его рабочее давление.

Упорное кольцо

Так как обсадную колонну с обратным клапаном спускают порожней, то периодически (через 100…200 м) следует доливать ее буровым раствором. Если этого не делать, наружное давление может достигнуть критической величины, угрожающей или смятию колонны, или прорыву обратного клапана. Упорное кольцо(кольцо-стоп) устанавливается для четкого фиксирования окончания процесса цементирования над обратным клапаном (на расстоянии 6… 12 м). Упорное кольцо изготавливается из чугуна в виде шайбы толщиной 12… 15 мм; диаметр отверстия делается на 60-75 мм меньше наружного Ø. В некоторых случаях упорное кольцо имеет не 1 отверстие, а 2 или 4.

Кольца жесткости

Кольца жесткости служат для усиления отдельных интервалов обсадной колонны. Их рекомендуется устанавливать на кондукторы и промежуточные колонны. Для усиления нижней части обсадной колонны и повышения прочности соединения на нижние 4…5 труб одеваются короткие (100…200 мм) патрубки и закрепляются электросваркой. Изготавливаются они из обсадных труб следующего за данной обсадной колонной размера. Рис. 4. Турбулизатор Турбулизатор Турбулизаторы способствуют лучшему замещению бурового раствора цементным в процессе цементирования обсадных колонн. Турбулизатор (рис. 4) состоит из корпуса 1, неподвижно закрепляемого на обсадной трубе, упругими (обычно резиновыми) лопастями 2, наклоненными под углом 30…50° к образующей оси. Лопасти изменяют направление восходящего потока промывочной жидкости и цементного раствора, способствуют образованию местных вихрей и разрушению структуры в застойных зонах. Для крепления на обсадной трубе служат спиральный клин 3. Турбулизаторы целесообразно устанавливать в интервалах недостаточно хорошего центрирования колонны со сложной конфигурацией сечения ствола скважины, а также на участках с не очень большими кавернами. Рис. 5. Центрирующий фонарь (центратор): 1 — обсадная труба; 2 — кольцо; 3 — отверстия для сварки; 4 — планки; 5 — упорное кольцо    Центраторы Центрирующие фонари (центраторы) значительно улучшают вытеснение бурового раствора. Если обсадная колонна не отцентрирована в скважине, то цементный раствор не вытесняет буровой по всей площади кольца, а оставляет застойные зоны бурового раствора. Центрирующий фонарь (центратор) представляет собой устройство, центрирующее обсадную колонну в скважине, способствуя, таким образом, образованию более равномерного цементного кольца вокруг колонны. Применяют центрирующие фонари (центраторы) двух видов: пружинные разборные (рис. 5) и жесткие неразборные.

Число фонарей на спускаемой обсадной колонне в каждом конкретном случае определяют мощностью интервала, в котором необходимо надежно разобщить пласты. Должно быть не менее двух направляющих фонаря над продуктивным горизонтом и столько же под ним. Размещать фонари следует равномерно в местах, где кавернограмма показывает отсутствие увеличения ствола скважины.

Рис. 6. Скребок Скребки (рис. 6) применяют для удаления со стенок скважины фильтрационной глинистой корки при спуске обсадной колонны. Их устанавливают на тех же участках обсадной колонны, что и центрирующие фонари (центраторы). Наибольший эффект получается при совместном применении скребков и центраторов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector