Скважина работает в экстремальных условиях — высокие давления, температуры, агрессивные среды. Любой дефект в трубах может привести к аварии, разгерметизации или обрушению скважины, что несет серьезные риски для экологии, оборудования и людей. Поэтому выбор цилиндрических конструкций — это всегда вопрос ответственности и профессионализма.
Вот несколько примеров из реального опыта эксплуатации:
Устанавливают на начальном этапе бурения, чтобы предотвратить обрушение верхних рыхлых слоев грунта. Они помогают защитить скважину от попадания поверхностных вод и создают опору для дальнейших обсадных колонн. У таких труб наибольший диаметр, более 500 мм, так как они являются первыми в конструкции скважины.
Устанавливаются на глубине, где встречаются нестабильные или опасные для бурения породы. Их задача — изолировать зоны с высоким пластовым давлением или агрессивными химическими средами. Промежуточные трубы предотвращают разрывы ствола скважины и обеспечивают стабильность процессов на геологически сложных участках.
Конечная обсадная колонна, которая проходит до продуктивного пласта. Эксплуатационные трубы изолируют нефть, газ или воду, предотвращая их утечку в окружающие пласты. Такие конструкции подвергаются максимальным нагрузкам, поэтому их делают из материалов, устойчивых к коррозии и высоким температурам.
Для удобства сведем основные характеристики конструкций в таблицу.
Тип |
Диаметр (мм) |
Толщина стенки (мм) |
Рабочее давление (МПа) |
Материал |
Кондукторные |
508–762 |
9.5–16 |
До 15 |
Углеродистая сталь |
Промежуточные |
244–340 |
8–13 |
15–35 |
Легированные стали |
Эксплуатационные |
114–244 |
6.5–12 |
35–70 |
Коррозионно-стойкая сталь |
ГОСТ 31446-2017 устанавливает стандарты для обсадных труб, применяемых в нефтегазовой отрасли. Этот нормативный документ регламентирует их основные характеристики, требования к качеству и испытаниям, чтобы обеспечить безопасность и надежность эксплуатации скважин:
Согласно этому же ГОСТу, изделия изготавливают из многих видов стали. Каждый вид имеет свои прочностные и пластичные свойства. Приведем сравнительную таблицу, добавив пункт с особенностями применения конструкций.
Марка стали |
Предел текучести (МПа) |
Предел прочности (МПа) |
Примечания |
ТМК150 DW |
1035 |
1138 |
Высокая прочность, устойчива к агрессивным средам |
Н40 |
276 |
552 |
Низкопрочная сталь для легких условий |
J55 |
379 |
517 |
Широко применяется, базовые характеристики |
К55 |
379 |
517 |
Улучшенная версия J55 |
L80Tnn 1 |
552 |
655 |
Для высоких температур и коррозионных сред |
N80 |
552 |
655 |
Для средних и глубоких скважин |
С90 |
621 |
724 |
Высокая коррозионная стойкость |
R95 |
655 |
758 |
Для глубоких скважин с высокими нагрузками |
Т95 |
655 |
758 |
Коррозионно-стойкая сталь премиум-класса |
Р110 |
758 |
896 |
Для скважин с экстремальным давлением |
Q125 |
862 |
965 |
Для сверхглубоких скважин |
Q135 |
931 |
1034 |
Максимальная прочность, сложные условия |
L80S |
552 |
655 |
Специально для H2S-сред |
ТМК 140 DW |
965 |
1035 |
Оптимизирована для тяжелых условий |
Важнейшим моментом в соединении труб между собой является резьба. Именно этот узел чаще всего становится слабым местом и проблемной зоной всей конструкции. Цилиндры соединяются между собой путем свинчивания резьбы на концах. Для удобства приведем таблицу с типом соединений и преимуществами каждого из них.
Тип соединения |
Особенности применения |
Преимущества |
BC (Buttress Connection) |
Стандартное соединение с высокой несущей способностью. |
Простота конструкции, высокая устойчивость к осевым нагрузкам. |
TMK UP FMC |
Для скважин с умеренными нагрузками. |
Надежная герметичность, простота сборки. |
TMK UP CS |
Используется в сложных условиях, включая глубокие скважины. |
Высокая коррозионная стойкость, герметичность под давлением. |
TMK UP GF |
Скважины с повышенной температурой и давлением. |
Высокая устойчивость к деформации, надежная герметизация. |
TMK UP PF |
В условиях сложных нагрузок и вибрации. |
Улучшенная герметичность, увеличенная долговечность. |
TMK UP PF ET |
Для работы в агрессивных средах. |
Защита от коррозии, стабильность при температурных перепадах. |
ОТТМ |
Эксплуатация на средних глубинах. |
Простота конструкции, высокая прочность. |
ОТТГ |
Для глубоких скважин и сложных условий. |
Улучшенные герметизирующие свойства, стойкость к нагрузкам. |
TMK UP CWB |
Скважины с высоким давлением. |
Превосходная герметичность, высокая устойчивость к нагрузкам. |
TMK UP Centum |
Для сверхглубоких и высокотемпературных скважин. |
Максимальная надежность, адаптация к экстремальным условиям. |
TMK UP Simplex |
Простые скважины с минимальными требованиями к герметичности. |
Легкость в использовании, экономичность. |
TMK UP Momentum |
Для глубоких и высоконагруженных скважин. |
Повышенная герметичность, устойчивость к высоким нагрузкам. |
TMK UP Momentum FL |
Сложные среды с высоким содержанием газа. |
Герметичность при высоком давлении, устойчивость к химическим воздействиям. |
TMK UP Momentum GT |
Агрессивные среды и сложные геологические условия. |
Герметичность при температурных перепадах, высокая долговечность. |
ГОСТ 632-80 регламентирует основные характеристики и требования к насосно-компрессорным трубам, используемым в нефтегазовой отрасли. Они применяются для эксплуатации скважин и транспортировки нефти, газа и пластовых вод.
Используя ГОСТ 632-80 определяют:
Диаметры труб:
Резьбовые соединения:
Марки стали:
Механические свойства:
Различают 6 групп прочности.
Применяются в легких условиях эксплуатации, таких как небольшие глубины и стабильные породы. Они рассчитаны на минимальные нагрузки и практически не используются в агрессивных средах, что делает их оптимальным решением для скважин с низкими требованиями к прочности.
Подходят для эксплуатации на средней глубине, где температуры и давления остаются в умеренных пределах. Их прочностные характеристики позволяют справляться с умеренными механическими нагрузками, обеспечивая надежность работы в стандартных условиях.
Находят применение в условиях повышенных механических нагрузок, характерных для средних и глубоких скважин. Группа К обеспечивает устойчивость к умеренному пластовому давлению и температурным колебаниям, что делает ее востребованной при добыче углеводородов в сложных породах.
Предназначены для работы в сложных условиях, таких как агрессивные среды и высокое пластовое давление. Их часто применяют в глубоких скважинах, где требуется высокая устойчивость к деформации и долговечность в нестабильных породах.
Разработаны для эксплуатации в экстремальных условиях: высокие температуры, значительные глубины и повышенные механические нагрузки. Их коррозионная стойкость и прочностные характеристики обеспечивают надежность даже в самых требовательных сценариях.
Используются в наиболее тяжелых условиях, таких как сверхглубокие скважины и агрессивные химические среды. Они обладают максимальной прочностью и устойчивостью к разрывным нагрузкам, что делает их идеальным выбором для работы на пределе возможностей.
По ГОСТ 632-80 определяют 4 вида резьбы. Для удобства приведем их в таблице со своими отличиями и особенностями эксплуатации на объектах.
Тип соединения |
Отличия |
Применение |
Короткая треугольная резьба |
Меньшая длина свинчивания, простота конструкции, умеренная герметичность. |
Используется в неглубоких стабильных скважинах, для временных соединений и вспомогательных конструкций. |
Удлиненная треугольная резьба |
Большая длина свинчивания, повышенная герметичность, устойчивость к давлению и растяжению. |
Подходит для средних и глубоких скважин, работы в условиях повышенного давления и температуры. |
ОТТГ |
Высокая герметичность благодаря уплотнительному профилю резьбы. |
Применяется в сложных условиях, в том числе при высоком давлении и температурах, где требуется надежная герметизация. |
ОТТМ |
Усовершенствованная версия ОТТГ с дополнительными уплотнительными элементами. |
Используется для сверхглубоких и агрессивных скважин, где важны максимальная герметичность и долговечность соединения. |
Область применения:
Размерный ряд:
Резьбовые соединения:
Группы прочности:
Материалы и марки стали:
“ ГОСТ 31446-2017 – более современный и международно ориентированный стандарт, тогда как ГОСТ 632-80 ориентирован на отечественный рынок и считается устаревшим”
Диаметр варьируется от 114 мм до 508 мм, выбирается в зависимости от диаметра выработки и эксплуатационных требований. Толщина стенки обычно составляет 6-16 мм, что обеспечивает устойчивость к внутреннему давлению и механическим нагрузкам.
Прочность определяется классом стали, например, J55, N80, P110, где P110 выдерживает нагрузку до 758 МПа. Выбор зависит от глубины скважины и величины горного давления. Использование недостаточно прочных труб повышает риск обрушения ствола скважины.
Трубы должны противостоять воздействию сероводорода (H₂S), углекислого газа (CO₂) и высокой минерализации флюидов. Для защиты используются хромсодержащие сплавы или антикоррозионные покрытия. Без учета коррозионной стойкости ресурс трубы может сократиться в 2-3 раза.
Стандартные варианты – это API-резьба (например, LTC, BTC), используются в большинстве компаний. Есть и премиальные соединения с газоплотностью, такие как VAM или Tenaris. Резьба гарантирует отсутствие протечек и предотвращает повреждение колонны.
Обсадная колонна устанавливается поэтапно: опускание труб в скважину с постоянным контролем осевой нагрузки и крутящего момента, соединение труб с соблюдением требуемого момента затяжки резьбы, проверка герметичности перед цементированием.
Цементирование выполняется одноступенчатым или многоступенчатым методом в зависимости от глубины скважины и геологических условий. Используются специальные цементные растворы, которые заполняют пространство между трубой и стенкой скважины, обеспечивая фиксацию колонны и изоляцию пластов.
Герметичность обсадной колонны напрямую зависит от точности исполнения резьбовых соединений и правильной затяжки. Неправильное соединение приводит к утечкам сырья и подобные ошибки могут стоить десятки миллионов рублей, не говоря уже о рисках возникновения аварий.
“Перед спуском обсадной колонны выполните магнитопорошковый контроль резьбовых соединений для выявления микротрещин”
Выбор обсадных труб — это стратегическое решение, определяющее срок службы скважины и её безопасность. Рассматривайте конструкцию как элемент системы, где прочность, тип соединений и условия эксплуатации работают в балансе. Инвестируйте время в анализ конкретных условий скважины — это позволит избежать дорогостоящих ошибок и оптимизировать затраты на долгосрочную эксплуатацию.
ОНИКС – поставщик с самым большим складским запасом продукции в РФ.
У нас 30+ партнеров-производителей