Обсадна труба. Класифікація та особливості обсадних труб

Обсадна труба — це конструкція, яка виготовляється з різних матеріалів і має циліндричну форму. Монтаж такої труби проводиться безпосередньо в пробурені свердловину. Використовуються подібні вироби для захисту свердловини від осипання грунту. На сьогоднішній день найпопулярнішими є пластикові вироби для обсадження колодязів.

Обсадні труби випускаються з різних матеріалів і застосовуються при бурінні водяних, нафтових, газових свердловин

Призначення обсадних труб

На сьогоднішній день використовуються вироби двох типів:

  • обсадні;
  • колонкові.

Обсадні конструкції застосовують для захисту нафтових і газових свердловин, а також при влаштуванні питних колодязях в приватних будинках. Подвійні колонкові деталі використовуються при бурінні свердловин і грають направляючу роль.

Головне завдання обсадної конструкції — захист пробурені свердловини від засипання. Дане захисна споруда має бути присутнім в шахті від початку і до кінця експлуатаційного періоду колодязя. Такі вироби повинні мати високу міцність, щоб витримувати який чиниться на них тиск з боку грунту. Правильний вибір матеріалу забезпечує тривалий термін служби конструкції (до 50 років).

Крім цього, обсадна конструкція повинна мати хороші показники герметичності. Особливо це стосується ґрунтів, в яких залягає велика кількість підземних джерел. Обсадна колона повинна добре справлятися зі своїми завданнями щодо запобігання потрапляння всередину свердловини грунтів і підземних вод.

Обсадна труба грає роль стінок шахти, в яку опускається насосне обладнання

Обсадні деталі випускаються з самих різних матеріалів: дерево, чавун, сталь, азбестоцемент, пластик. Найбільш поширеними зараз є вироби з полімерів. Це обумовлено тим, що їх виробництво відрізняється меншими витратами і простотою. Крім цього, пластикові труби мають ряд переваг перед металевими побратимами.

Використання обсадних труб в нафтогазовій промисловості

Для захисту нафтових і газових свердловин використовують інвентарні, дуже міцні обсадні труби. Як правило, в нафтогазовій сфері застосовують тільки металеві деталі. Основним матеріалом в цьому випадку виступає сталь. Це обумовлено тим, що пластик не володіє достатніми показниками міцності для роботи на таких глибинах.

Розміри цих виробів варіюють від 9,5 до 13 м. З’єднання між ними проводиться за допомогою спеціальної різьби. Залежно від конструктивних особливостей різьблення може мати конічний перетин, трикутне і т. Д. При високих показниках робочого тиску (вище 30 мПа), різьблення додатково оснащується гумовими ущільнювачами.

Важливо! Деякі типи труб застосовують в сфері будівництва і можуть бути використані тільки один раз, тому що їх монтаж здійснюється з заливанням всієї конструкції розчином бетону. Після закінчення робіт демонтаж такої колони неможливий навіть з використанням спеціальної техніки.

У нафтогазовій промисловості використовують тільки сталеві труби з високою міцністю

Розміри діаметрів таких конструкцій можуть бути від 114 до 509 мм. Крім цього, діаметр безпосередньо впливає на товщину стінок, яка може мати різні показники (від 6 до 16 мм).

Приклади залежності товщини стінок обсадних труб від діаметра представлені в таблиці 1.

Таблиця 1

Діаметр, мм Товщина стінок, мм
426 10 — 12
324 8,5 — 14
194 7,5 — 13
125 6,2 — 10,5

 

Показники товщини стінок виробів для нафтогазових свердловин поділяються на 7 основних груп, в межах яких спостерігаються такі кордону плинності — 379-1067 мПа.

Крім цього, всі ці вироби ділять за способом виробництва на:

  • звичайні (відхилення прямолінійного показника на 1 метр становить — до 1 мм);
  • зі збільшеною точністю (відхилення не вище 0,5 мм).

Використання труб для буронабивних опор

Обсадні деталі набули широкого поширення в будівельній галузі. Тут їх використовують для буронабивних опор, які виконуються методом бетонування готового колодязя. Діаметр такої конструкції може бути від 300 до 1500 мм. Найбільш популярними є вироби з діаметром від 300 до 600 мм.

Для монтажу буронабивних паль використовується обсадная труба секційного типу. З’єднання такої конструкції відбувається за допомогою різьблення. Нижня секція такої колони володіє спеціальним буровим елементом, який проходить крізь грунт при бурінні. Установка обсадних деталей відбувається завдяки мобільним бурових машин (МБУ).

Обсадні труби з буронабивних палями застосовують при будівництві в важких умовах

Крім цього, існують типи буронабивних паль, що виготовляються власноруч. За допомогою такої ручної установки можна пробурити свердловину глибиною до 3 м і діаметром до 30 см. У цьому випадку роль обсадної труби виконує, як правило, рулонний руберойд, яким обкладаються стінки свердловини або звичайні пластикові обсадні деталі.

Застосування для водяних питних свердловин

При облаштуванні водяних колодязів використовують: пластикові, сталеві і азбоцементні деталі. Найбільш популярними з-за простого монтажу і низьку ціну є пластикові труби з ПВХ і ПЕ. Для буріння таких колодязів використовують спецтехніку. Обсадка свердловини відбувається після її буріння. Стикування окремих елементів в таких колонах відбувається завдяки різьбовим з’єднанням.

Важливо! Діаметр свердловини і обсадної конструкції вибирають, орієнтуючись на конкретний випадок, в залежності від того, яка продуктивність джерела необхідна. Перетин колони повинно бути таким, щоб у неї можна було розташувати насосний пристрій. Нижні секції конструкції повинні монтуватися з перфорованих труб.

Без обсадної труби неможливо пристрій питної свердловини

Металеві і азбоцементні деталі хоч і підходять для монтажу свердловин на воду, проте, їх використання має певні недоліки.

Типи обсадних труб

Існує три основних види обсадних труб: пластмасові, сталеві і азбоцементні. Вибір матеріалу залежить від особливостей ґрунту, глибини свердловини і інших показників. Для того, щоб визначитися з глибиною для свердловини, рекомендується проконсультуватися з фахівцями, які добре розбираються в цьому питанні.

Основні вимоги, яким повинна відповідати обсадная труба:

  • стійкість до тиску грунту;
  • якщо виріб використовується для монтажу питного колодязя, воно повинно відповідати санітарно-гігієнічним нормам;
  • довговічність.

Розглянемо основні різновиди виробів, які використовуються для обсадження різного роду свердловин.

Сталеві. Найміцніші деталі, здатні виконувати свої функції навіть при дуже високому тиску з боку грунту.

Безшовні сталеві труби є найбільш міцними, але і найдорожчими

Сталеві труби мають поганий опірністю до згубному впливу корозії. Згодом видобувається з джерела вода може придбати неприємний присмак іржі. Це тягне за собою витрати на облаштування фільтрів. Крім цього, такі вироби є досить дорогим варіантом.

За типом виробництва існує два основних типи сталевих труб:

  • безшовні;
  • зварні шовні.

Безшовна обсадная труба характеризується відмінними показниками міцності, однак, вартість таких деталей досить висока. Зварні шовні вироби дешево коштують, але мають слабку міцність.

У деяких випадках для поліпшення робочих характеристик сталевих виробів, їх виробляють з поліпшених матеріалів або з захисним покриттям. В першу чергу це дозволяє охороняти їх від іржавіння. Основних типів таких труб три:

  1. Оцинковані труби. Ці вироби мають хорошу стійкість до корозії, проте, вони виділяють небезпечні сполуки цинку. Використання таких виробів для питних водяних колодязів не рекомендується.
  2. Нержавіюча сталь. Вона, як і попередній тип, має стійкість до корозійних впливів. Головним недоліком такої труби є її висока ціна.
  3. Емальовані труби. Такі вироби мають безліч недоліків: складний монтаж, тонкі стінки, слабка опірність до механічних впливів.

Оцинкована труба не схильна до корозії, але використовувати її в питних джерелах не рекомендується

Асбоцементні. Обсадна труба з асбоцемента коштує досить дешево, однак, її не рекомендують використовувати в питних цілях, тому що вона виділяє в воду канцерогени та інші шкідливі домішки. Крім цього, такі вироби є дуже крихкими.

Але сучасна промисловість пропонує різновид подібних труб з модифікованого матеріалу, який вважається безпечним для людини. Якщо ви чітко визначилися з тим, що будете використовувати азбоцементні труби для колодязя, то тоді бажано ознайомитися з санітарним сертифікатом виробів, щоб точно бути впевненим, що ваша вода буде придатною для вживання.

Пластикові. Як вже було сказано вище, такий тип обсадних деталей є найбільш популярним і затребуваним. Пластмасові деталі виконуються з наступних типів полімерів: полівінілхлориду, поліетилену і поліпропілену. Пластикові вироби мають ряд позитивних характеристик:

  • екологічність;
  • резистентність до корозії;
  • дешевизна;
  • простота монтажу;
  • відмінна герметичність;
  • термін служби таких виробів може досягати 50 років.

Однак у них є і свої мінуси:

  • слабка опірність до механічних впливів;
  • обмежена глибина застосування (50-60 м).

Найкращими характеристиками, які визначають їх вибір, мають ПЕ і ПВХ труби. Найбільш бюджетним варіантом є вироби з поліетилену. Розміри таких виробів відрізняються своєю різноманітністю.

Обсадні труби також виготовляються з полімерів — найчастіше для таких виробів використовують полівінілхлорид і поліетилен

Якщо говорити про ПВХ і НПВХ трубах, то, за своїми характеристиками лідирують труби з непластифікованого полівінілхлориду. Вони мають високу міцність — їх дозволено використовувати в свердловинах до 300 м. Типорозміри обсадних НПВХ і ПВХ труб представлені в таблиці 2.

Таблиця 2

Діаметр, мм Товщина стінок, мм
165 12
140 10
125 7,6
110 6,3
90 4,3

 

Зверніть увагу! Найчастіше при монтажі свердловин використовують труби з типорозмірами 90 і 125 мм. Це обумовлено тим, що такий розмір підходить під найбільшу кількість сучасних насосних пристроїв.

Мінуси ПВХ труб для обсадження:

  • низька міцність;
  • погана опірність до низьких температур;
  • складність переробки матеріалу;
  • в разі загоряння виділяють шкідливі сполуки.

Варіанти з’єднання обсадних труб

Обсадна колона складається з окремих елементів, які з’єднуються між собою різноманітними способами. Розглянемо варіанти стикування труб в обсадних конструкціях.

Різьбове з’єднання. Використовується в тих випадках, коли необхідно зібрати вироби, які оснащені висадженими кінцями. Висаджений кінець нагрівається і на ньому виконується роздача (приблизно 10 мм по діаметру на довжину 150-200 мм). В результаті на цей кінець наносять різьблення внутрішнього типу, а на протилежний торець нарізають зовнішнє різьблення з відповідними характеристиками. Для з’єднання елементи просто згвинчуються між собою.

Муфтове з’єднання. На кінці виробів наносять зовнішній тип різьблення. Муфти, які об’єднують труби в єдину конструкцію, мають відповідної внутрішнім різьбленням. Транспортування та постачання таких деталей виконується з накрученою на один кінець муфтою. Другий торець, як правило, закривається спеціальною пластиковою заглушкою.

Зварене з’єднання. Використовується вкрай рідко. Дуже важливим моментом в такому поєднанні є його прямолінійне відхилення, яке не повинно перевищувати 0,7 мм в місці стику.

Сталеві труби в багатьох випадках з’єднуються зварюванням, але це досить трудомісткий метод

Зварні з’єднання діляться на такі типи:

  • розтрубний тип;
  • встик;
  • дворозтрубна стикування;
  • муфтове з’єднання
  • ніпель — розтрубне;
  • дворозтрубна з центральним кільцем.

Одним з найбільш надійних і міцних вважається дворозтрубна стикування обсадної колони. Розтрубне і муфтове володіють однаковими показниками міцності, які трохи нижче, ніж у дворозтрубна. Міцність з’єднання встик часто досягає показника самої труби. Зварювання сегментів здійснюють над гирлом колодязя за допомогою спеціальних зварювальних апаратів.

Бувають такі типи зварювання:

  • в захисному середовищі;
  • в беззахисною середовищі;
  • Контактна зварка.

Корисна інформація! Крім цього, потрібно звернути увагу на поділ труб на напірні і безнапірні. Для обсадних колон використовують напірні вироби. Такі деталі мають гарну резистентністю до високого тиску.

Варто звертати увагу і на такі особливості: початкова секція оснащується спеціальним фільтруючим апаратом, який очищає воду від піску і глини. Виконується таке пристосування, як правило, з сіток або нержавіючих дротів. Нижній відкритий торець має спеціальний гравійний фільтр. У цьому пристосуванні проходить первинна фільтрація рідини.

Оголовок свердловини обов’язково повинен монтуватися з урахуванням герметичності. Якщо це правило дотримане, то тоді при відкачці води утворюється тиск, який сприяє постачання води в водозабірних елемент.

Ссылка на основную публикацию