Обсадные трубы

Обсадные трубы — это защита пробуренной скважины от осыпания стенок, так называемая «обсадка». Так же эти изделия (иначе их называют обсадные инвентарные трубы) используют и для защиты основного бурового оборудования, которое опускается в скважины для, например, выкачивания нефти или газа. Как следствие данные изделия очень широко используются при бурении нефтяных и газовых скважин.

Весовые характеристики обсадных труб согласно ГОСТ 632-80

Требования

Обсадные трубы для скважин согласно ГОСТ 632-80 должны обладать определенными геометрическими размерами, находящимися в рамках установленных допусков (например, обычная точность при изготовлении допускает не прямолинейность не более 0.7 мм на 1 м, а при изготовлении с повышенной точностью не прямолинейность не превышает 0.3 мм на 1 м). Иметь запас прочности на продольное сжатие и растяжение, т.к. в процессе их использования на конструкцию действует вес всей колонны и это действие может быть направлено как на растяжение, когда колонна не опирается на дно пробуренной скважины или же на сжатие, когда колонна уже стоит на этом дне.

Так же необходим запас прочности позволяющий выдержать либо внутреннее давление, либо внешнее, которые вызываются разностью давлений внутри трубы и снаружи. Обеспечить это возможно только соблюдением технологического процесса производства и периодическими испытаниями изготовленных обсадных труб.

Использование

В процессе бурения с обсадной трубой формируется колонна, которая опускается в скважину по мере ее углубления. Между собой трубы крепятся разными способами:

• соединение типа «пробка-болт».

На самую первую обсадную трубу, на ее торец устанавливают или гладкий башмак или фрезер, так называемую ножевую секцию. Первый предохраняет торцы от сминания, а второй используют когда в почве могут встречаться твердые включения. Ножевая секция обсадной трубы работает при ее вращении и разрушает твердые включения в почву.

На верхнюю часть самой верхней обсадной трубы крепится дрейтеллер, передающий вращательный момент от привода вращения самой трубе.

Таким образом обсадная труба плотно входит внутрь самой скважины, если же вхождение неплотное, то пространство между грунтом и внешней стенкой трубы заливается бетоном. Благодаря полученной конструкции обсадная труба полностью воспринимает на себя все негативное воздействие грунта и грунтовых вод, защищая саму скважину и опущенное в нее оборудование от забивания или поломки.

Обсадные инвентарные трубы

Обсадные инвентарные трубы — это всего лишь другое название обсадной трубы, которая используется в строительной отрасли для устройства буронабивных свай и выполнения других работ.

Два основных назначения обсадной инвентарной трубы — это предотвращение осыпания стенок скважины и исключение возможности попадания воды внутрь скважины. Именно для достижения этих целей обсадные трубы должны удовлетворять целому ряду требований, а именно:

• требование к соблюдению точных геометрических размеров — длина скважины может достигать нескольких десятков метров и отклонения выше допустимых норм может привести к сложностям монтажа, нарушению герметичности или целостности всей конструкции
• требование достаточной устойчивости к нагрузкам, которые воздействуют на трубы как в продольном, так и в поперечном направлении
• требование недорогого и надежного способа соединения отдельных инвентарных труб в единую конструкцию
• требования высокой коррозионной стойкости, что позволяет эксплуатировать данные трубы в агрессивных средах. 

Всем этим требованиям отвечают инвентарные обсадные трубы изготовленные из стали — самого распространенного на текущий момент материала для изготовления данных изделий. Данный материал позволяет обеспечить и высокую точность геометрических размеров трубы, и высокую прочность как отдельной трубы, так и всей конструкции, потому что стальные обсадные трубы обладают самым большим выбором возможных вариантов соединений их между собой. Так же сталь обладает достаточной коррозионной стойкостью, что позволяет их эффективно использовать в том числе и артезианских скважинах, где срок эксплуатации скважины совпадает со сроком службы стальных обсадных труб.

Недостатком стальных труб является их большой вес и как следствие сложность монтажа.

В то же время большинство оборудования работает именно со стальными обсадными трубами.

Кроме стали сейчас широко при изготовлении инвентарных обсадных труб используется пластик, а именно:

• изготовленние из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ)
• полиэтиленовые конструкции низкого давления (ПНД)
• полипропиленовые трубы (ПП)

Какой пластик предпочтительнее зависит от того, где и для чего будет эксплуатироваться скважина. Например, для устройства водяных скважин рекомендуются трубы НПВХ, а для общего применения трубы ПНД.

Пластиковые обсадные трубы обладают высокой прочностью и высокой коррозионной устойчивостью. Они очень легкие, но имеют ограниченное количество вариантов соединения.

Давайте на базе рисунка внизу рассмотрим процесс устройства буронабивных свай в неустойчивых грунтах с использованием обсадных инвентарных труб.