1.2. Обсадные трубы
Обсадные трубы изготавливают из стальных бесшовных труб, на концах которых нарезают коническую соединительную резьбу. Наиболее часто при добыче нефти применяют обсадные трубы диаметром 146 мм с внутренним диаметром 130 мм и более (толщина стенки до 8 мм) и 168 мм с внутренним диаметром 148 мм (толщина стенки до 10 мм). Для газовых скважин используются обсадные колонны диаметром 168, 178, 219 и 273 мм.
Обсадные трубы изготовляются по ГОСТ 632 в двух исполнениях А и Б, отличающиеся точностью и качеством изготовления, по ТУ 14-3-71-72 и более поздних годов выпуска.
Обсадные трубы различаются по типу соединения, диаметру и толщине стенки трубы, группе прочности стали и виду муфт.
По типу соединения предусмотрены пять разновидностей обсадных труб:
- трубы с короткой треугольной резьбой и муфты к ним;
- трубы с удлиненной треугольной резьбой и муфты к ним – У;
- трубы с трапециидальной резьбой и муфты к ним – ОТТМ;
- трубы с высокогерметичными соединениями и муфты к ним – ОТТГ;
- трубы безмуфтовые раструбные – ТБО.
В соединениях всех разновидностей труб по ГОСТ 632 резьба имеет конусность 1:16.
Треугольная резьба имеет форму и размеры представленные (рис. 1.2. [18,19]) и таблице 1.1.
Рис. 1.2.
Размеры резьбовых соединений обсадных труб по гост 632
Таблица 1.1.
Условный диаметр, мм |
Наружный диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
Средний диаметр резьбы в основной плоскости, мм |
Диаметр резьбы у торца трубы, мм |
Общая длина резьбы, мм |
Муфта |
||
наружный |
внутренний |
Наружный диаметр, мм |
Длина, мм |
|||||
114 |
114,3 |
7…9 |
112,566 |
110,542 |
106,922 |
76 |
133 |
159 |
127 |
127,0 |
7…9 |
125,266 |
122,648 |
119,028 |
85,5 |
146 |
165 |
140 |
139,7 |
7…11 |
137,966 |
135,130 |
131,510 |
89 |
159 |
171 |
146 |
146,1 |
7…11 |
144,316 |
141,105 |
137,485 |
95 |
166 |
177 |
168 |
168,3 |
8…14 |
166,541 |
163,111 |
159,491 |
98,5 |
188 |
184 |
178 |
177,8 |
8…14 |
176,066 |
172,448 |
168,828 |
101,5 |
196 |
184 |
194 |
193,7 |
8…14 |
191,941 |
188,105 |
184,485 |
105 |
216 |
190 |
219 |
219,1 |
9…12 |
217,341 |
212,911 |
208,291 |
114,5 |
245 |
196 |
245 |
244,5 |
9…14 |
242,741 |
237,936 |
234,316 |
120,5 |
270 |
196 |
Посадка резьбы осуществляется по боковым сторонам профиля. При свинчивании труб с муфтами применяются смазки и другие уплотнители, обеспечивающие герметичность соединения и предохраняющие его от задиров и коррозии.
Соединения с удлиненной резьбой обладают большей герметичностью и сопротивлением растяжению и применяются в трубах диаметром до 245 мм. Трубы с удлиненной резьбой обычно используют в верхних более нагруженных секциях обсадных колонн.
В соединениях труб ОТТМ, ОТТГ и ТБО применяется трапецеидальная резьба. Прочность на растяжение в соединениях с трапецеидальной резьбой в 1,5 – 2 раза выше, чем треугольной. Форма профиля трапециидальной резьбы обсадных труб показана на (рис. 1.3. [17]).
Рис. 1.3.
Трубы ОТТМ предназначены для использования в верхних секциях обсадных колонн.
Трубы ОТТГ и ТБО обладают высокой герметичностью соединения и предназначены для крепления глубоких и сверхглубоких газовых скважин с давлением до 50 МПа. Повышение герметичности соединения этих труб обеспечивается коническими уплотнительными поверхностями, расположенными за резьбой со стороны меньшего диаметра. Кроме того, в соединении предусмотрен контакт по упорным внутренним торцам, обеспечивающий беззазорную стыковку труб. Трубы ОТТГ и ТБО различаются концевыми участками: ОТТГ – гладкие с муфтами, ТБО – безмуфтовые, имеющие на одном конце наружную высадку под муфтовую резьбу соединения. Резьбовая часть этих труб соответствует резьбовому соединению труб ОТТМ. Переход с труб ОТТМ на трубы того же диаметра типа ОТТГ, ТБО может осуществляться без переводников.
По ГОСТ 632 обсадные трубы изготовляются диаметром от 114 до 508 мм. В зависимости от диаметра труб толщина стенки может меняться от 6 до 12 мм, масса погонного метра – от 16 до 134 кг. Муфты имеют нормальный и уменьшенный наружный диаметр. Специальные муфты с уменьшенным наружным диаметром выпускают только для труб исполнения А. Резьба и уплотнительные конические расточки муфт должны быть оцинкованы или фосфатированы. Показатели труб представлены в таблице 1.2.
Основные показатели обсадных труб Таблица 1.2.
Номинальный диаметр, мм Толщина стенки, мм Группа прочности стали труб |
146 6,5…10,7 Д-Т |
168 7,3…12,1 Д-Т |
194 7,6…15,1 Д-Т |
273 7,1…16,5 Д-Т |
324 8,5…14 Д-Т |
377 9…12 Д-Е |
426 10…12 Д-Е |
Обсадные трубы и муфты изготовляют из стали одной и той же группы прочности. К трубам ОТТМ и ОТТГ могут изготавливать муфты с уменьшенным наружным диаметром из стали группой прочности на одну группу выше, чем у трубы.
Механические свойства труб и муфт соответствуют данным, приведенным в табл. 1.3..
Таблица 1.3.