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.
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.
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.
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).
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.
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.
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:
- Оцинкованные трубы. Эти изделия имеют хорошую устойчивость к коррозии, однако, они выделяют опасные соединения цинка. Использование таких изделий для питьевых водяных колодцев не рекомендуется.
- Нержавеющая сталь. Она, как и предыдущий тип, обладает устойчивостью к коррозийным воздействиям. Главным недостатком такой трубы является её высокая цена.
- Эмалированные трубы. Такие изделия обладают множеством недостатков: сложный монтаж, тонкие стенки, слабая сопротивляемость к механическим воздействиям.
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.
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.
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.
Стальные и чугунные задвижки для нефтепродуктов: применение
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.
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 и колонковые трубы
Обсадные и колонковые трубы повышенной прочности применяются в процессе бурения скважин при поисках и разведке твердых полезных ископаемых и воды, при инженерно-геологических изысканиях и в строительстве.
Предусмотрена модификация обсадных и колонковых труб ниппельного соединения (тип НС), соединяемых посредством ниппелей, имеющих на обоих концах наружную резьбу.
Трубы и ниппели изготавливаются из стали гр. прочности «К», по согласованию с заказчиком – из стали 45.
Для повышения износостойкости наружной поверхности колонковых труб и ниппелей диаметром 57; 73 и 89 мм концы труб на длине 500 мм подвергаются поверхностной закалке на установках ТВЧ.
Ниппели для исключения заедания резьбы и увеличения ее износостойкости в дополнение к закалке ТВЧ проходят процесс карбонитрации.
Поверхностная твердость закалочных мест тела трубы – min 40HRC, ниппелей – min 50HRC.
Техническая характеристика обсадных и колонковых труб типа НС
| 57 х 4,0 | 57 | 46,5 | 4,0 | 52х4 | 5,23 | 0,8 | 675 | 888 |
| 57 х 4,5 | 57 | 46,5 | 4,5 | 52х4 | 5,83 | 0,8 | 675 | 888 |
| 73 х 4,0 | 73 | 62,0 | 4,0 | 68х4 | 6,81 | 1,0 | 1220 | 1605 |
| 73 х 5,0 | 73 | 62,0 | 5,0 | 68х4 | 8,38 | 1,0 | 1220 | 1605 |
| 89 х 4,5 | 89 | 78,0 | 4,5 | 84х4 | 9,38 | 1,3 | 1650 | 2171 |
| 89 х 5,0 | 89 | 78,0 | 5,0 | 84х4 | 10,36 | 1,3 | 1650 | 2171 |
| 108 х 4,5 | 108 | 95,5 | 4,5 | 103х4 | 11,49 | 2,4 | 2310 | 3040 |
| 108 х 5,0 | 108 | 95,5 | 5,0 | 103х4 | 12,70 | 2,4 | 2310 | 3040 |
| 127 х 5,0 | 127 | 114,5 | 5,0 | 103х4 | 15,04 | 2,6 | 3015 | 3968 |
| 146 х 5,0 | 146 | 133,5 | 5,0 | 103х4 | 17,39 | 2,8 | 3758 | 4946 |
Примечание: Длины труб по желанию заказчика от 0,4 до 6,0 метров.
Механические свойства материала тела трубы и ниппеля (не менее)
| Временное сопротивление, МПа (кгс/мм²) | 686 (70) | 638 (65) |
| Предел текучести при растяжении, МПа (кгс/мм²) | 490 (50) | 373 (38) |
| Относительное удлинение, % | 12 | 16 |
Примечание: Трубы поставляются в комплекте с ниппелем. По желанию заказчика могут поставляться отдельно трубы и ниппели.
Обсадные трубы — техническое описание и параметры
После того, как скважина пробурена и достигнут водоносный слой, необходимо укрепить ее стенки и не дать осыпаться грунту. Для этого применяется так называемая обсадная колонна. По сути это несколько труб, последовательно соединённых вместе и опущенных внутрь скважины. Именно эти трубы и называются обсадными и образуют собой стенки будущего колодца.
Однако ее функция не ограничивается только лишь защитой стенок скважины от осыпания. Дело в том, что не все грунтовые воды одинаково полезны: некоторые могут быть даже вредны для здоровья в силу загрязнения промышленными отходами. Обсадная колонна позволяет закачивать воду только с определенной глубины, где она будет гарантированно чистой.
Кроме того, колодец и сам наполняется водой, представляя собой своеобразный сосуд для жидкости. Вдобавок к вышеперечисленному, герметичность обсадной колонны не даёт различным загрязнениям (песок, почва, мелкие камни) попасть в жидкость, а также просочиться воде в окружающий грунт.
Материал обсадных труб
В скважинах бытового назначения в основном используются три вида:
- Металлические.
- Асбестоцементные.
- Пластиковые.
Металлические
Могут изготавливаться из стали либо чугуна.
Они очень прочны, способны выдерживать большое давление грунта. Такая скважина прослужит целых 50 лет, причем ее можно чистить от заиливания с помощью бурения. С трубами из других материалов такой номер не пройдет.
Самый главный минус — они очень дорогие. К тому же, подвержены главной болезни любого черного железа: коррозии. Материал стенок со временем истончается и разрушается. И вдобавок ко всему прочему, примеси, всегда присутствующие в металле, могут проникать в подаваемую воду.
Асбестоцементные
Срок эксплуатации таких изделий трубопроката несколько меньше — порядка 35 лет, но зато они не корродируют со временем. Их главный недостаток заключается в их непластичности.
Они до того хрупки, что могут разрушиться внутри скважины от чрезмерного давления грунта на стенки. Эту проблему решают увеличением толщины и без того толстых стенок, что влечет за собой более крупный бур.
Ну а это означает лишние расходы.
Пластиковые
Самое свежее решение на рынке бурения скважин. Лёгкие, пластичные, не гниют, не стареют, просты в монтаже, недорогие.
Могут быть изготовлены из поливинилхлорида (ПВХ), полипропилена либо полиэтилена низкого давления (ПНД).
Главный недостаток — они не могут выдерживать сильные нагрузки, да и повторное бурение для очистки от заиления скважины скорее всего, не переживут. Срок службы около 10 лет, после чего необходимо полностью менять обсадную колонну.
Ещё один значительный минус — герметичность соединения намного хуже, чем, к примеру, у их металлических собратьев. Причина кроется в самом материале.
Типы соединения
Существует всего три вида монтажа обсадной колонны:
- Резьбовое. На обоих концах имеется резьба — на одной внутренняя, а на другом наружная. Весь монтаж состоит в последовательном выворачивании одной трубы в другую. Такой тип соединения используется в пластиковых и металлических обсадных трубах.
- Муфтовое. Разновидность резьбового. Все элементы обсадки имеют наружную резьбу, а соединяются между собой с помощью муфты, у которой резьба находится с внутренней стороны. Такой тип соединения требует бурения с диаметром, большим диаметра обсадной колонны
- Сварное. Соединять таким образом можно только металлические трубы, имеющие большой диаметр. Применяются при бурении промышленных скважин, для бытовых этот способ не подходит: слишком трудно и неоправданно долго.
Диаметры обсадных труб
Все трубы выпускаются в соответствии со стандартным размерным рядом. Однако, в зависимости от материала, этот ряд может иметь разный шаг.
Тем не менее, выпускаемые трубы имеют разницу в соседних диаметрах около 4 — 5 мм. На требуемый диаметр трубы главным образом влияют размеры насоса, который будет находиться внутри.
К этому показателю прибавляется около 10 мм и толщина стенки, после чего выбирается ближайший диаметр трубы из размерного ряда. Однако в действительности берут даже «на размер больше».
Когда насос находится на глубине 100 метров, лишний зазор даже в пару миллиметров бывает очень важен: его может заклинить в чересчур узкой трубе.
Ещё одной важной характеристикой трубы является толщина стенки. У пластиковых труб этот показатель начинается с 5 мм на маленьких диаметрах и растет вместе с увеличением размера самой обсадной трубы.
Совсем по-иному обстоит дело с металлическими изделиями. Если изначально толщина составляла 5 — 6 мм, то сейчас, в целях удешевления, применяются трубы с толщиной стенки 4,5 мм и даже 3,5 — 4 мм. Такие трубы в месте резьбы имеют толщину в 1 мм и очень уязвимы для механического воздействия.
Непрямолинейность
Очень важной технической характеристикой обсадных труб является непрямолинейность. Это величина, на которую может изгибаться труба на каждый метр своей длины. Что интересно, здесь не имеет значения ни материал трубы,ни его диаметр или толщина стенки — все они должны изгибаться не более чем на 0,7 мм на каждый метр.
Существуют более жёсткие требования к обсадным трубам повышенной точности.
Для труб диаметром 33,5 — 89 мм непрямолинейность не должна превышать 0,3 мм, а для размеров 108 — 146 мм — не более 0,5 мм.
Вот и выяснены все нюансы этого нелегкого дела по добыче собственной водички. Теперь можно набирать номер телефона бригадира бурильщиков и заняться подбором скважинного насоса. Главное, чтобы вода нашлась.
В нашем каталоге большой выбор обсадных труб, посмотрите!
Гост 632 80 трубы обсадные. нормативы, характеристики и комплектность изделий
ГОСТ 632 предусматривает выполнение технических условий и регламентирующих указаний при производстве стальных труб обсадного типа.
Его целевое предназначение касается обсадных бесшовных элементов с резьбами трапецеидальной или треугольной формы с муфтами.
Требования определяют качественные характеристики высокогерметичных соединений с муфтами и безмуфтовые варианты раструбных конструкций.
Трубы, выпускаемые согласно ГОСТ 632 80, применяются при бурении нефтяных и газовых скважин
Как выбрать обсадную трубу для скважины
Выбор обсадной трубы должен учитывать ряд обстоятельств. Основными критериями выбора обсадных труб являются такие показатели:
Кроме того, надо брать во внимание необходимость оснащения скважины дополнительными устройствами, такими как оголовок, кессон и прочее.
Ценовой фактор тоже важен, однако его следует рассматривать при прочих равных обстоятельствах. В первую очередь учитывают технические характеристики.
В связи с этим напомним, какими бывают обсадные трубы для скважин.
Укрепление стенок шурфа
Необходимость установки обсадной трубы для фиксации стенок скважины возникает зачастую еще на этапе выполнения проходки, которая представляет собой совокупность операций по спуску и подъему бурового инструмента, закрепленного на конце сборной штанги и совершающего колебания при вертикальном перемещении, вызывающие частичное обрушение породы.
Чтобы предотвратить засыпание дна шурфа, в очередной раз, когда поднимается бурильная колонна, внутрь выработки опускаются обсадные трубы, если глубина проходки превышает размер инструмента по высоте увеличенный на две трети длины выбранной трубы для скважины. Операции повторяются число раз, зависящее от того какая глубина проходки будет выполнена и длины сегмента обсадной колонны.
Виды обсадных труб для скважин на воду
Потребителям предлагаются следующие виды обсадных труб для скважин на воду:
- трубы стальные;
- чугунные;
- асбоцементные;
- трубы обсадные из ПНД;
- из НПВХ и ПВХ;
- из морозостойкого полипропилена (МПП).
Применение асбоцементных и чугунных труб для обсадки скважины на воду – довольно редкое явление сегодня.
Поэтому рассмотрим оставшиеся варианты – обсадные трубы для скважины из пластика и металла. Если вас интересуют обсадные трубы для скважин по ГОСТ, то очевидно, что речь идёт о стальных изделиях по ГОСТ 632-80. Пластиковые обсадные трубы для скважин производятся по ТУ. Например, обсадные ПНД- и НПВХ-трубы для скважин изготавливают по ТУ 22.21.21.129-001-43528510-2017.
Этот нормативный документ регламентирует сортамент труб по диаметру, длине и прочим показателям. Исходя из даты его принятия, можно понять, что полимерные обсадные трубы являются новым материалом для обустройства скважин.
Обсадные пластмассовые трубы для скважины также должны отвечать требованиям к напорным трубам по ГОСТ 18599-2001, ГОСТ 18599-2001 и ГОСТ Р 51613-2000. Это касается свойств материалов, прочностных и специальных характеристик.
Стальные обсадные трубы для скважин не создавались специально для водоснабжения, в то время как полимерные аналоги предназначены исключительно для этой цели. Они превосходят стальные изделия по долговечности, легче их, проще в монтаже и намного дешевле. Поэтому пользователи при обустройстве скважин всё чаще отдают предпочтение пластику.
Трубы обсадные из ПВХ и ПНД: разница
Пользователи часто задают вопрос, в чём разница между обсадными трубами из ПВХ и ПНД. Эти различия обусловлены свойствами материалов. Применительно к типоразмерам, вариантам способов соединения труб в колонну различий нет.
Например, трубы обсадные из НПВХ имеют более узкий диапазон рабочих температур, но превосходят ПНД-трубы по прочности.
Поэтому трубы обсадные из ПВХ больше подходят для однотрубных скважин и обсадки двухтрубных систем, в том числе имеющих большую глубину.
С учётом условий эксплуатации скважин на воду их подземная часть не подвергается значительным перепадам температуры, поэтому температурный фактор не имеет определяющего значения при выборе материала труб.
Надземная часть скважин в условиях холодного климата в любом случае должна быть защищена от воздействия низких температур.
Напоминаем, что вода замерзает при температуре ниже нуля и для защиты скважины от морозов устраивают кессон.
Обзор технических возможностей металлоизделий и цен
Обсадные трубы из стали обладают:
- высокими прочностными показателями;
- способностью противостоять изменению формы от удара;
- устойчивостью к осадку камня и негативному воздействию химически активных веществ;
- термостойкостью;
- морозоустойчивостью;
- высокой герметичностью межтрубных сцепок;
- сроком службы 50 лет и более.
Группа прочности определяет механические свойства стальных обсадных труб.
Ряд норм представлены в табличной форме.
| Группы прочности | Нормы по: | ||
| Временному сопротивлению, МПа | Пределу текучести, МПа | Относительному удлинению | |
| Д (исп. А) | 655 | От 379 до 552 | 14,3 |
| Д (исп. Б) | 637 | 373 | 16 |
| К (исп. Б) | 687 | 490 | 12 |
| Е | 688 | От 552 до 758 | 13 |
| Л | 758 | От 655 до 862 | 12,3 |
| М | 862 | От 758 до 965 | 10,8 |
| Р | 1000 | От 930 до 1137 | 9,5 |
| Т | 1103 | От 1034 до 1241 | 8,5 |
2.1. Подробнее о ценах на металлоизделия для обсады
На цену обсадного металлопроката оказывает влияние марка стали, габариты сечения, принадлежность к определённой прочностной группе, тип соединения.
Их можно купить по таким ценам:
| Dn, мм | Размеры толщины стенки, мм | Соответствие типу соединения | Цена за тонну, доллар | ||
| Д | К | Е | Л | ||
| 102 — 219 | 5,2 — 14,2 | ОТТМ | 1060 | 1120 | 1150 |
| ОТТГ | 1100 | 1130 | |||
| ТБО | 1180 | ||||
| 245 | 7,9 — 15,9 | ОТТМ | 1080 | 1120 | 1200 |
| ОТТГ | 1120 | 1130 | |||
| ТБО | 1270 |
Внимание! Цельнотянутые обсадные трубы прочнее, чем электросварные изделия, и используются для погружения в глубинные скважины. Электросварные трубы дешевле, но ограниченны по боковой нагрузке.
Цена труб из нержавейки диаметром 146 мм составляет ориентировочно 1510 дол. за тонну.
Обсадная труба: белая или синяя
Цвет труб служит для визуальной идентификации продукции по виду материалов, из которых они изготовлены. Синяя обсадная труба для скважин изготовлена из ПНД.
Серый цвет указывает на изделия из НПВХ и ПВХ. Обсадные белые трубы изготавливают из МПП.
В определённой степени цвет говорит об эксплуатационных параметрах, но основными критериями выбора обсадных труб являются такие характеристики:
- диаметр в диапазоне 80–400 мм;
- толщина стенок в диапазоне 4–21,5 мм;
- длина в диапазоне 2–6 м;
- способ соединения – ниппельный, муфтовый, раструбный.
Все перечисленные варианты соединения являются резьбовыми. Ниппельный способ сборки колонн обеспечивают внутренняя и внешняя резьба на концах труб. Такое соединение не меняет (не увеличивает) диаметр колонны. Муфтовое соединение осуществляется при помощи накладной муфты, которая навинчивается на концы труб с наружной резьбой, увеличивая, таким образом, диаметр колонны.
Раструбное соединение объединяет в себе принцип ниппельной и муфтовой сборки. Раструбный конец имеет внутреннюю резьбу, в которую ввинчивается другая труба с наружной резьбой. Этот способ соединения тоже увеличивает диаметр колонны, но в меньших размерах, чем это происходит при сборке на муфтах.
Характеристика и принцип действия
Что такое обсадная труба и для чего ее устанавливают? Она служит для укрепления стенок и изоляции ствола буровой шахты, ограждает перемещаемую к потребителю воду от слоя земли.
Во внутреннюю часть обсадной колонны для скважин с резьбой устанавливается насос, погружаемый ниже уровня перекачиваемой жидкости.
К нему подсоединена внутренняя труба, которая содействует перемещению водных масс.
Монтаж обсадной колонны осуществляется следующим образом:
При помощи МБУ в грунте устраивается шахта требуемого диаметра. В нее опускают колонну. Пространство промеж обсадной колонной и грунтовой стенкой заполняется бетонной смесью. После этого в обсадную конструкцию вставляются трубы для дальнейшего обустройства оборудования.
Схематическое изображение работы скважины и местоположения обсадной колонны
Какая обсадная труба для скважины лучше
Когда задают вопрос, какая обсадная труба для скважины лучше, обычно подразумевают противопоставление стальных и полимерных труб. Металлическая обсадная труба для скважины на воду уже прошла проверку временем. Она надёжна, долговечна, но устройство таких скважин обходится дорого. Кроме того, вам не придётся задумываться о выборе трубы – лишь бы она подошла по размерам.
Выбор полимерных обсадных труб более сложен, но результат стоит того. Пластиковые изделия в большинстве случаев вполне могут заменить стальные трубы. По долговечности они превзойдут металлические аналоги, а по деньгам обойдутся вам намного дешевле. Если вы сомневаетесь в том, какую обсадную трубу лучше использовать для скважины, попробуйте комбинированный вариант.
Для двухтрубных скважин можно применять обсадку из металлической трубы в комбинации с пластиковой водоподъёмной трубой. Такое решение является весьма популярным у сомневающихся в возможностях пластика людей.
Кроме того, оно будет стоить вам дешевле, чем чисто стальной вариант, но дороже скважины из полимерных труб.
Однако в вопросе выбора металла или пластика для обсадных труб для скважины будущее за полимерными материалами.
Конструкция и принцип работы абиссинской скважины
На водоносные слои песка нужно забить стояк на глубину около 8 метров. Песок хорошо пропускает воду, поэтому примерно через несколько минут труба заполняется чистой водой. Одновременно с заполнением нужно начинать промывку трубы.
После промывки потребуется подождать около суток, чтобы вода очистилась самостоятельно, а скважина была пригодна к использованию.
Останется лишь подключить механизм для откачивания воды, после чего скважина полностью готова для использования.
Толщина стенки у обсадной трубы
Вопрос, какую толщину стенки выбрать у обсадной трубы, актуален при обустройстве скважины из пластиковых труб. Её надо рассчитывать исходя из глубины скважины и типа (группы) грунтов. Для скважин глубиной до 30 м обычно хватает труб со стенками толщиной до 7,5 мм.
В запасе ещё остаётся 14 мм толщины стенок, чего достаточно для обустройства скважин глубиной 100 и более метров. Каждый типоразмер стальных труб имеет по 4–6 вариантов толщины стенок, но в случае со скважинами на воду вам хватит минимальной величины этого показателя.
Особенности монтажа
Перед началом буровых работ определяют глубину залегания водоносного слоя и приблизительный дебит будущей скважины.
Это можно узнать, сверившись с геодезическими данными соседей (если у них на участке также есть скважина), либо с помощью специальных карт местности.
Бурят скважину с помощью буровых установок, причем первые 3 метра – с помощью бура большего диаметра, а затем – меньшего. По достижению водоносного слоя в скважину устанавливают первую трубу.
Рекомендуем ознакомиться: Краб-крепление — система соединения для профильной трубы
Важно! При бурении важно обязательно откачивать буровой шлам – смесь разрушенных горных пород, глины и грунтовых вод с помощью илососов и других насосных установок. Разлив которого может полностью привести в негодность почву на садово-огородном участке.
Собственно процесс укрепления стенок скважины выглядит так:
- после установки первой трубы меньшего диаметра на нее наращивают следующую, используя раструбное резьбовое соединение;
- таким способом устанавливают и последующие трубы, исходя из глубины скважины;
- промежуток между стенкой скважины и внешней частью трубы заполняют жидким цементом или мелким щебнем для неподвижной фиксации сооружения;
- верхнюю часть обсадной трубы, достигающую глубины промерзания грунта, утепляют с помощью любого теплоизолирующего материала (минеральная вата, пенопластовая или полистирольная скорлупа);
- видимую часть трубы скважины закрывают специальной пластиковой заглушкой и оформляют в виде небольшого колодца.
Важно также не опускать обсадную трубу впритык ко дну скважины – изделие не должно опираться в грунт, а доходить только до кровли водоносного слоя. В противном случае такая ошибка в установке приведет к снижению дебита скважины и преждевременному разрушению обсадной трубы.
Внимание! Участки соединения труб нужно дополнительно зафиксировать с помощью силиконовых/резиновых уплотнителей или специальной ленты, чтобы в скважину не поступала вода из верхних слоев грунта.
В процессе установки труб в скважине их диаметр сокращается по мере углубления. Для соединения двух труб разного диаметра необходимы специальные фитинги – переходники соответствующего внутреннего и наружного размера резьбы.
Чтобы правильно поместить обсадную трубу в скважину, в буровое отверстие сначала погружают трубы меньшего диаметра (например, 125 мм), затем с помощью фитингов на них устанавливают изделия обычного размера.
На глубине первых 3-5 метров от поверхности земли должны быть установлены трубы большего размера.
Рекомендуем ознакомиться: Виды и характерные особенности заглушек для профильных труб
Диаметры обсадных труб таблица размеров
Техническая характеристика обсадных труб
Число типоразмеров обсадных труб при гидрогеологическом бурении определяется в основном степенью устойчивости стенок скважины и необходимостью изоляции отдельных водоносных горизонтов. При бурении поисковых и картированных неглубоких скважин на воду применяют обсадные трубы диаметром 108,127 и 146 ниппельного соединения геологоразведочного стандарта по ГОСТ 6238—77.
Крепление глубоких разведочных и эксплуатационных (водозаборных) скважин выполняется трубами нефтяного сортамента с муфтовым соединением. Практикуется также безрезьбовое соединение труб на электросварке, выполняемое непосредственно на устье скважины, что значительно облегчает процесс обсадки ввиду гладкоствольности колонны; при извлечении трубы отрезают.
При бурении скважин на воду минеральные и термальные получили распространение трубы из нержавеющей стали — бесшовные, коррозионностойкие, например марки 10X171113М2Т, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т.
Для повышения ресурса работы выполняют футеровку — покрытие внутренней поверхности слоем полиэтилена.
Сортамент нефтяных обсадных труб
Сортамент нефтяных обсадных труб по ГОСТ 632—80 приведен в табл. 7.59.
Принадлежности к обсадным трубам
Забивной башмак (табл. 7.60) предназначен для предохранения нижнего резьбового конца колонны обсадных труб от смятия.
Таблица 7.60. Параметры забивных башмаков и головок
| Диаметр обсадных труб, мм | Забивные башмаки | Диаметр | Забивные головки резьбовые | |||
| Диаметр, мм | Высота, мм | Масса, кг | труб, мм | Высота, мм | Масса, кг | |
| 168 | 192 | 175 | 11 | 325 | — | 94 |
| 219 | 243 | 225 | 19 | 426 | 210 | — |
| 273 | 294 | 325 | 30 | 473 | — | 256 |
| 325 | 346 | 325 | 44 | 680 | 225 | 412 |
| 377 | 396 | 360 | 57 | |||
| 426 | 447 | 400 | 77 |
Забивной снаряд (рис. 7.92, в) предназначен для принудительного погружения колонны обсадных труб в скважину. Нижняя хвостовая часть груза служит для увеличения его массы и двигается в отверстии забивной головки. Масса снаряда 950 кг.
Выбивной снаряд (рис. 7.92, д) применяется при извлечении обсадных труб ударами из неглубоких скважин. Выбивание выполняется резкими подъемами штанги с кольцом вверх с помощью лебедки станка.
В целях повышения удобства использования инструмента ВИТРом разработан облегченный инструмент из титанового сплава (хомуты, ключи, элеваторы).
Хомут (рис. 7.92, б, табл. 7.61) применяется для спуска и подъема колонны обсадных труб с упором под муфту и для поддержания колонны на весу с захватом в любом месте трубы.
Таблица 7.61. Основные размеры и масса хомутов
Чем изолируют горячие трубы
| Диаметр обсадных труб, мм | Ширина, мм | Высота, мм | Масса, кг | |
| Стальные | Из титанового сплава (ВИТР) | |||
| 168 | 640 | 150 | 41 | |
| 219 | 680 | 150 | 43 | 26 |
| 273 | 750 | 200 | 65 | 28 |
| 325 | 800 | 200 | 70 | 34 |
| 377 | 850 | 200 | 75 | 38 |
| 426 | 900 | 200 | 81 | 40 |
| 478 | 950 | 250 | 91 | 44 |
| 529 | 1000 | 250 | 131 | — |
| 680 | 1100 | 250 | 147 | — |
| 720 | 1200 | 250 | 157 | — |
| 820 | 1300 | 250 | 178 | — |
Элеватор корпусной предназначен для спуска и подъема колонны обсадных труб с упором под муфту. Используются элеваторы нефтяного сортамента типа КМ и ЭК с подвесом за штопоры (рис. 7.92, а). Их недостаток — излишняя масса, так как они рассчитаны на грузоподъемность нефтяных установок. Облегченные элеваторы для гидрогеологического бурения рассчитаны на грузоподъемность 200 кН.
Ключи (рис. 7.91, ж, и, табл. 7.62, 7.63) трубные, цепные и шарнирные предназначены для ручного свинчивания и развинчивания..
Таблица 7.62. Техническая характеристика ключей цепных для обсадных труб
- Источник
- ГОСТ Р 51682-2000
- ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
- ТРУБЫ ОБСАДНЫЕ И КОЛОНКОВЫЕ ДЛЯГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
- Casing and coring tubes for geology-exploring drilling.Specifications
- ОКС 73.020ОКП 36 6872
- Дата введения 2001-07-01
- 1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием Специальное конструкторское бюро по геологоразведочной технике СКБ «Геотехника»
- ВНЕСЕН Министерством природных ресурсов Российской Федерации
- 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 14 декабря 2000 г. N 354-ст
- 3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
- 1 Область применения
- Настоящий стандарт распространяется на стальные гладкие бесшовные обсадные и колонковые трубы повышенной прочности, соединительные муфты и ниппели к ним для применения в процессе бурения скважин при поисках и разведке твердых полезных ископаемых и воды, инженерно-геологических изысканиях и строительстве.
- Стандарт не распространяется на двойные колонковые трубы и колонковые трубы, применяемые при отборе керна снарядами со съемными керноприемниками.
- Трубы должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.
Требования стандарта являются обязательными, кроме 4.2.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.051-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм
Загрузка...
