3 Выбор типа обсадных труб и их характеристика

Обсадную колонну составляют из обсадных труб, изготовляемых в широком ассортименте в соответствии с ГОСТ 632-80. Он определяет номинальные размеры (наружный диаметр) обсадных труб, их ассортимент по толщинам стенок,

механические характеристики сталей для изготовления труб, допуски в отклонении размеров от номинальных, конструкции резьбовых соединений и маркировку труб.

Трубы каждого размера изготовляют с несколькими толщинами стенок. При этом наружный диаметр обсадных труб остается постоянным и варьирование толщиной стенки трубы достигается изменением ее внутреннего диаметра. Для изготовления труб используют углеродистые и легированные стали с различными механическими характеристиками, данные по ним приведены в таблице 4.

Обсадные трубы обычно соединяются между собой с помощью муфт на резьбе. По длине резьбы различают соединения с нормальной и удлиненной резьбой. С удлиненной резьбой выпускают трубы номинального диаметра от 114 до 245 мм. Соединение с удлиненной резьбой обладает более высокой прочностью по сравнению с нормальной. Муфты изготовляют из стали той же группы прочности, что и трубы; для труб диаметром свыше 245 мм они могут изготовляться из стали ближайшей группы с пониженными механическими свойствами.

Таблица 4 - Механические характеристики сталей для изготовления обсадных труб.

Характеристика	Группа прочности
	С	Д	К	Е	Л	М	Р
Временное сопротивление на растяжение, МПа	540	625	685	735	785	880	1080
Предел текучести, МПа	310	490	490	540	635	735	930

Для повышения прочности резьбового соединения разработана и применяется конусная трапецеидальная резьба. Ее используют в муфтовых трубах, выпускаемых под шифром ОТТМ 1, ОТТГ1 и в безмуфтовых трубах типа ТБО-4 и ТБО-5. Различие в конструкции соединений труб ОТТМ 1 и ОТТГ 1 состоит в том, что концы труб второго типа имеют уплотнительный поясок, который входит в плотный контакт с внутренней поверхностью муфты и тем самым обеспечивает повышение герметичности. Трапецеидальная резьба позволила повысить прочность соединения на 25-50 %, по сравнению с соединениями с треугольной резьбой.

Безмуфтовые трубы ТБО-4 и ТБО-5 отличаются тем, что соединяются непосредственным свинчиванием трубы с трубой, а концы труб в месте нарезки резьбы высаживаются: у труб типа ТБО-4 - оба конца, у труб типа ТБО-5 - только один конец, предназначенный для внутренней резьбы. Резьбовое соединение у труб ТБО имеет торцовые контактные поверхности, которые служат для обеспечения герметичности обсадной колонны.

Выпускаются также безмуфтовые трубы ОТТМ размером от 114 до 273 мм, у которых трапецеидальная резьба нарезается на концах без высадки. Торцы труб в резьбовом соединении имеют узорные поверхности. Прочность на растяжение труб типа ОТТМ в месте соединения составляет всего 50 %, от прочности в гладком теле. В связи с этим их можно использовать для комплектования потайных колонн или устанавливать в нижней части обсадной колонны.

Непрерывный рост глубин скважин ужесточает условия эксплуатации обсадных колонн. В глубоких скважинах они оказываются под действием значительных гидравлических давлений и высоких температур окружающей среды. В связи с этим возрастают требования к обсадным колоннам с точки зрения их прочности и герметичности. Эти требования определяют две основные задачи в усовершенствовании обсадных колонн: повышение прочности резьбовых соединений, повышение герметичности соединений обсадных труб.

Механическая прочность обсадных труб по телу и в резьбовом соединении характеризуется страгивающей нагрузкой, критическим давлением смятия, критическим сопротивлением трубы внутреннему давлению.