Обсадные трубы и их соединения

Обсадные трубы выполняются цельнокатаными из сталей тех же групп прочности, что и бурильные трубы (см. раздел 4.2). Конструкции труб и их соединений показаны на рис. 9.2. Диаметр труб d от 114 до 508 мм, а толщина стенки d от 6,4 до 16 мм. Средняя длина труб около 11 м. Соединения труб резьбовые муфтовые и безмуфтовые (раструбные).

В первом случае на обоих концах трубы 1 нарезается наружная трубная резьба, а в соединительной муфте 2 соответствующая внутренняя резьба (рис. 9.2, а). Во втором случае на одном конце трубы делается высадка и в ней нарезается внутренняя трубная резьба (рис. 9.2, б).

Рис. 9.3. Основные профили резьбы обсадных труб: а – треугольная; б – трапецеидальная; в - упорная

Резьбы обсадных труб конические с конусностью 1:16. Применяются три основных профиля резьб: треугольная 8 ниток на 1", трапецеидальная 5 ниток на 1" и упорная 5 ниток на 1" (рис. 9.3). Число ниток на один дюйм характеризует шаг резьбы.

Слабым элементом обсадной колонны как с точки зрения прочности на растяжение, так и герметичности является резьбовое соединение труб. Треугольная резьба наиболее технологична, но слабо удовлетворяет требованиям прочности и герметичности. Этим требованиям в большей степени удовлетворяют трапецеидальная и упорная резьбы.

Рис. 9.3. Профили резьб: а – треугольный; б – трапецеидальный; в - упорный

Герметизация резьб в легких условиях работы обеспечивается за счет герметизирующих смазок, например смазка "Герметик". Для тяжелых условий работы и особенно для газовых скважин этого недостаточно. Разработаны конструкции труб повышенной герметичности за счет радиального и торцового натяга гладких поверхностей.

Радиальный наружный натяг выполняется у обсадных труб со стабилизирующими поясками, как и у бурильных труб ТБВК. Отличием является отсутствие высадки трубы внутрь и соединение муфтой, а не замком.

Радиальный внутренний натяг показан на рис. 9.4,а. Конец обсадной трубы выполнен с торовидной поверхностью, который с натягом входит в соответствующую цилиндрическую часть муфты при свинчивании труб. Кроме того, такое выполнение конца трубы создает эффект самоуплотнения под действием внутреннего давления в трубе. Вариантом такого соединения являются трубы с гладким коническим концом и с соответствующей ей поверхностью в муфте.

Торцовый внутренний натяг (рис. 9.4, б) осуществляется за счет плотного контакта торца трубы и ответной торцовой поверхности в муфте.

Торцовый наружный натяг (рис. 9.4, в) выполняется подобно натягу в замковом соединении бурильных труб. Такой вид герметизации разработан для безмуфтовых соединений обсадных труб.

Рис. 9.4. Варианты герметизации резьбовых соединений обсадных труб