Обсадні труби
“Протилежність правильного висловлювання – хибне висловлювання.
Але протилежністю глибокої істини може бути інша глибока істина.
Обсадні труби. Обсадна колона
Обсадна колона - призначена для кріплення свердловин, а також ізоляції продуктивних горизонтів при експлуатації; складається з обсадних труб шляхом їх послідовного звинчування (іноді зварювання). Обсадні труби, що застосовуються під час буріння нафтових і газових свердловин, виготовляються в осн. із сталі з двома нарізаними кінцями та нагвинченою муфтою на одному кінці (іноді безмуфтові з розтрубним кінцем). Різьблення труб виконується конічною, трикутною або спец. трапецеїдального профілю. Для створення герметичності при високих тисках нафти і газу (більше 30 МПа) застосовуються з'єднання з ущільнювальними елементами. B CCCP обсадні труби випускаються за зовнішнім діаметром від 114 до 508 мм, довжиною 9,5-13 м. Товщина стін труб залежно від діаметрів 5-16 мм. Розрізняють сім груп міцності обсадних труб: Д, K, E, Л, M, R, T з межею плинності 379-1065 МПа. На кожній трубі наноситься маркування із зазначенням діаметра, групи міцності, товщини стінки, номера труби та дати випуску.
Труба обсадна: особливості застосування та експлуатації
Обсадну трубу виготовляють із вуглецевих та легованих сталей. Бувають також поліпропіленові обсадні труби, дерев'яні та азбестоцементні. Раніше найбільший попит мали металеві обсадні труби, зараз досить популярні і труби з пластику. Вони мають свої переваги - наприклад, здатність витримувати великі навантаження, міцність і довговічність, термін служби до п'ятдесяти років.
Ці труби застосовуються для кріплення нафтових та газових свердловин. Використання обсадних трубзапобігає обсипанню стінок свердловини при влаштуванні нафтових та газових свердловин у нестійких ґрунтах.
Особливості експлуатації обсадної труби
На обсадну трубу виявляється три види навантажень – розтяг, внутрішній та зовнішній тиск. Розтяг виникає під впливом власної ваги обсадних колон. Напруга, як правило, відповідає різниці внутрішнього та зовнішнього тиску. При дії тільки внутрішнього або зовнішнього тиску виникають напружені умови роботи обсадних труб. У нафтовій та газовій промисловості застосовуються як обсадні, так і колонкові труби. Обсадна труба використовується для кріплення нафтових і газових свердловин під час їх буріння і для подальшого використання, а також для буріння свердловин при пошуку води, корисних копалин і т.д. Обсадна труба опускається в свердловину, щоб стінки не давали пухким шарам породи обсипатися. Таким чином, обсадна труба щільно прилягає до стінок самої свердловини. Коли верхні шари породи пробурені, свердловину опускають колону обсадних труб, а між ними і стінкою свердловини заливають бетон, щоб труби закріпилися. Потім цю колону опускають іншу колону труб, менших в діаметрі, для подальших робіт або безпосередньо використання. У кожному окремому випадку обсадна труба повинна бути чітко встановленого розміру і діаметра.
Вимоги до обсадних труб
Вони не повинні виходити за товщиною стінок та діаметром за межі, встановлені правилами. Якщо виготовляється обсадна труба зі звичайною точністю, то непрямолинійність (на 1 м) не повинна бути більше 0,7 мм (при діаметрі 33,5-89 мм) і 1 мм (при діаметрі 108 -146). При виготовленні обсадних труб з підвищеною точністю їхня непрямолінійність не повинна перевищувати 0,3 мм або 0,5 мм при діаметрі33,5-89 мм та 108 -146 мм відповідно.Застосовується обсадна труба так: вона опускається в свердловину таким чином, щоб її стінки не давали пухким шарам породи обсипатися. Таким чином, обсадна труба щільно прилягає до стінок самої свердловини. Коли верхні шари породи пробурені, свердловину опускають колону обсадних труб, а між ними і стінкою свердловини заливають бетон, щоб труби закріпилися. Потім цю колону опускають іншу колону труб, менших в діаметрі, для подальших робіт або безпосередньо використання. Обов'язково потрібно дотримуватися чітко встановлених розмірів та діаметр обсадної труби.
Обсадні труби для кріплення свердловин при бурінні на тверді п. в. випускаються в осн. із сталі (безніпельні та ніпельні). Безніпельні труби діаметром від 33,5 до 89 мм, ніпельні - від 25 до 146 мм (для відбору керна випускаються тільки ніпельні діаметром 25-146 мм). Товщина стін труб залежно від діаметра 3-5 мм, довжина труб 1,5- 6 м. Труби виготовляються трьох груп міцності Д, K, M з межею плинності 380-750 МПa. Вони поставляються з нагвинченими ніпелями. На кожній трубі вказуються діаметр і група міцності матеріалу. Різьблення труб захищається від пошкоджень оберігає. ніпелями та кільцями. Застосовуються O. к. трьох видів: Кондуктори, проміжні та експлуатац. колони. Проміжні колони призначені для кріплення стін ниж. інтервалів свердловин. Кондуктори і проміжні колони зазвичай цементуються, але можуть бути і знімними (напр., при бурінні деяких геол.-розвідувальних свердловин або глибоких свердловин для боротьби зі зносом спущених попередніх проміжних колон). Експлуатац. колона перекриває продуктивні обрії. Через перфораційні отвори в колоні в свердловину надходять нафта і газ, які переміщуються догирлом по колоні насосно-компресорних труб. O. к. піддається впливу зовнішнього тиску рідини, газу пластах, горн. порід, вплив яких брало особливо позначається в глинистих і соляних відкладах; впливу внутр. тиску нафти, газу, а також бурового розчину, власної маси та зусилля натягу колон, обумовленого впливом темп-ри та тиску, та ін. Довжини, діаметри та число O. до. визначаються геол. умовами буріння (градієнтом тиску гідравліч. розриву пласта, пластовими тисками, стійкістю розбурюваних порід та ін.), рівнем техніки та технології стр-ва свердловин, умовами попередження та ліквідації можливих ускладнень та аварій та ін. Діаметр експлуатац. колони та глибина свердловини є осн. параметрами визначення діаметра проміжних колон. При виборі конструкцій колон враховується економічність споруди з урахуванням тривалості експлуатації. Ha ниж. ділянці O. к. встановлюються зворотний клапан, турбулізатори, ліхтарі, що центрують, та ін. для забезпечення надійного цементування. Діаметри експлуатац. колон 114-168 мм, проміжних колон 178-503 мм. Довжина O. к. досягає до 7000 м, а маса 350-400 т. Для спуску колон використовується вежа, лебідка, талева система, а також механізми для підвішування спущеної колони в гирлі свердловини.
В останні десятиліття для облаштування складних нафтових та газових свердловин, продовження терміну служби обсадних труб, підвищення ефективності роботи та надійності обсадних колон активно використовується комплексне обладнання для цементування обсадних колон – зворотні та диференціальні клапани, центратори колон, елеватори тощо. Нижче наведено фотографії та малюнки для облаштування обсадних колон, нафтових та газових свердловин.