Виды обсадных труб

Обсадная труба – конструкция цилиндрической формы, которая может быть изготовлена из различных материалов: в основном сталь или пластик. Она монтируется непосредственно в пробуренную скважину, защищая ее от осыпания грунта и других негативного факторов возможного повреждения.

Назначение обсадных труб

Обсадные конструкции широко востребованы для различных отраслей промышленности и частного строительства:

• Защиты нефтяных скважин;
• Защиты газовых скважин;
• При бурении скважин в качестве направляющих;
• Обустройство питьевых колодцев в частном секторе и т.д.;
• В качестве стенок при опускании и подъеме насосного оборудования.

Основная задача обсадных труб – защитить пробуренную ранее скважину от возможного засыпания. Для этого их помещают в шахту от начала и до конца эксплуатационного периода. Также важно, чтобы они обеспечивали требуемые прочностные характеристики, выдерживали давление со стороны почвы, с учетом возможных перенапряжений. После опробования этого продукта можно сделать вывод, что при правильном подборе материала, формы и положения конструкции, обсадка способна эксплуатироваться до 50 лет и более.

Еще один важный показатель – герметичность. Обсадная колонна должна предотвращать попадание влаги внутрь скважины. Это особенно касается грунтов, в которых залегает большое количество подземных источников.

Из каких материалов изготавливается обсадная труба?

Для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик, обсадные трубы могут изготавливаться из различных материалов:

• Чугун;
• Сталь;
• Асбестоцемент;
• Пластик.

Выбор конкретного материала изделия зависит от его функционального предназначения. А наиболее распространенными в данный момент являются обсадные трубы из полимеров. Такой материал дешевле в себестоимости, а также имеет ключевые преимущества в сравнении со стальными и чугунными аналогами. В их числе – гибкость, неподверженность коррозии, способность сохранять прочностные свойства на протяжении десятков лет непрерывной эксплуатации.

Типы обсадной трубы

В промышленности активно используются 3 основных вида обсадных конструкций:

• Пластмассовые (полимерные);
• Стальные;
• Асбоцементные.

Для нефтегазовых скважин ключевую роль в выборе материала играет не только глубина, но и особенности грунта. К примеру, немаловажным параметром является наличие и количество подземных источников, а также создаваемое ими давление на единицу площади. Чтобы выбрать оптимальное решение под конкретную скважину, рекомендуется заказать расчет у специалистов. Иначе можно повредить стенки шахты вместе с обсадными конструкциями и дорогостоящим инструментом.

Если обобщить, стальная или полимерная обсадная труба должна соответствовать следующим требованиям:

• Быть устойчива к давлению грунта (запас прочности не менее 30%);
• иметь длительный период эксплуатации (для этого важны параметры антикоррозионной стойкости, пропитки и т.д.);
• соответствие санитарно-гигиеническим нормам (в том случае, если обсадная колонна применяется для установки питьевого колодца).

Поскольку у каждого вида материала есть свои функциональные и эксплуатационные особенности, целесообразно их рассмотреть более подробно.

Асбестоцементные

Обсадные трубы из асбоцемента имеют основное преимущество в виде низкой себестоимости. При этом, к недостаткам изделий из таких материалов относят хрупкость, а еще их не рекомендуют применять в питьевых скважинах и колодцах, поскольку они выделяют канцерогены и прочие вредные примеси.

В современной промышленности встречаются асбоцементные колонны с модифицированным составом, которые является безопасным для здоровья человека. Поэтому применять их для частного домовладения можно, но стоит обратить внимание на наличие санитарного сертификата. Только информация о допустимости использования в скважинах с питьевой водой, позволяет применять такие трубы без опаски за здоровье.

Металлические

Металлические трубы отличаются повышенной прочностью и способны обеспечить требуемые функциональные качества даже под воздействием высоких нагрузок со стороны грунта. Наиболее распространенным вариантом металлических обсадных труб являются изделия из стали.

Согласно нашему опыту, бесшовные стальные трубы отличаются наивысшей прочностью среди аналогов, но и наиболее дороги в стоимости. Их главный недостаток – восприимчивость коррозии. Это не только снижает ресурс их эксплуатации, но и ухудшает функциональные свойства. К примеру, вода из источника со временем приобретает неприятные запах и привкус ржавчины, окисленного металла. Решить проблему можно с установкой фильтра, а это дополнительные затраты для конечного потребителя.

Различают два основных вида обсадной трубы из стали:

• Бесшовная;
• Сварная (имеющая шов в месте соединения).

Бесшовные изделия лучше по эксплуатационным свойствам, но значительно дороже. Для определенных задач, стальные конструкции покрываются защитным покрытием. Прежде всего, это защищает от коррозии и предотвращает образование ржавчины. Среди подобных труб выделяют следующие виды:

• Оцинкованные. Включения цинка обеспечивает стойкость к коррозии, но приводит к тому, что их нельзя использовать для питьевых колодцев. Все дело в химической активности элемента, которые попадает в воду и образует опасные химические соединения;
• Нержавеющие. Также, как и оцинкованные – хорошо защищены от ржавчины. Они лучше с точки зрения санитарно-гигиенических норм, но и стоят намного дороже. А еще нержавейка тяжело поддается обработке;
• Эмалированные. Красивые и нержавеющие трубы, которые не лишены недостатков. К основным минусам относят: проблемный монтаж/демонтаж, тонкие стенки, плохую сопротивляемость механическим нагрузкам (при высоком давлении труба сжимается и теряет функциональные свойства).

Пластиковые

Пластик считается наиболее востребованным типом материала при производстве обсадных труб. Среди неоспоримых преимуществ таких изделий:

• Высокая экологичность;
• Стойкость к коррозии и образованию ржавчины;
• Низкая себестоимость в сравнении с другими материалами (особенно нержавеющими трубами);
• Простой и удобный монтаж;
• Отличная герметичность соединений;
• Длительный срок эксплуатации (достигает 50 и более лет при правильной установке конструкции).

Минусами пластиковых обсадных труб являются:

• Воздействие к механическим нагрузкам (в сравнении с металлами пластик проще деформируется и меняет форму);
• Ограничения по глубине использования в скважинах (до 60 метров);

Самым бюджетным вариантом пластиковых труб являются изделий из полиэтилена. Они просты в изготовлении и не требуют сложного технологического процесса. Это делает возможным создания обсадных труб различного типоразмера и формы.

ПВХ

Хорошей альтернативой между стальными и пластиковыми обсадными трубами являются полимеры. Изделия из ПВХ по своим характеристикам во многом превосходят полиэтилен: более высокая прочность, возможность установки в скважинах глубиной до 300 метров.

Важно! При монтаже скважин различного назначения чаще всего применяются обсадные трубы с диаметром от 90 до 125 мм. Это связано с габаритами насосных устройств и инструмента, которые в настоящее время используют промышленные компании.

К недостаткам ПВХ конструкций можно отнести следующие пункты:

• Относительно невысокая прочность (лучше, чем у пластика, но хуже, чем у стали);
• Низкое сопротивление пониженным температурам;
• Проблемы с переработкой и утилизацией материала;
• Выделение вредных и опасных соединений при возгорании.

Какие соединения обсадных труб бывают

Обсадная колонна – это не цельное изделие, а набор отдельных элементов. Поэтому для их соединения используются специальные технологии, обеспечивающие простой монтаж и высокую герметичность стыков. Рассмотрим, какие варианты стыковки обсадных труб встречаются на практике, при создании нефтегазовых и питьевых скважин.

Резьбовое соединение

Основано на нагреве и раздаче высаженного конца (около 10 мм по диаметру на 200 мм длины). Далее на него наносится внутренняя резьба, которая соотносится с наружной резьбой, выполненной на противоположном торце. Соединение осуществляется посредством простого скручивания (резьбового свинчивания) пары элементов между собой и используется в тех случаях, когда нужно собрать две детали с высаженными концами.

Муфтовое соединение

На оба конца изделий наносят наружную резьбу. Далее используют муфты с внутренней резьбой, которыми соединяют две обсадные трубы в одну конструкцию. Для удобства последующей сборки, транспортировку и хранения отдельных деталей производится с муфтой, которая предварительно накручивается на один из концов. Другой конец закрывают пластиковым фланцем – заглушкой.

Сварное соединение

Данный тип соединения деталей используют крайне редко. Прежде всего, это связано с необходимостью обеспечения высокой точности работ (прямолинейное отклонение не должно превышать 0.7 мм в области стыка).

• Сварное соединение подразделяется на следующие виды:
• Раструбного типа;
• Встык;
• Стыковка посредством 2-ух раструбов;
• Муфтовое соединение;
• Ниппель-раструбное соединение;
• Двухраструбное соединение с центральным кольцом.

Основываясь на наших наблюдениях, наиболее эффективным и прочным типом сварки является двухраструбная стыковка. Раструбное и муфтовое соединение проще в реализации, но хуже с точки зрения механической прочности. Сам процесс сварки осуществляется над устьем скважины, с применением специального оборудования и подходящих под него сварочных электродов.

Также различают сварки: в защитной среде, в беззащитной среде и контактным способом. Особенности окружающей среды могут влиять на эксплуатационные характеристики полученных стыков.