Расстояние между параллельными плоскостями после испытания на сплющивание

Группа прочности стали	D/S	Расстояние между плоскостями
Д К,Е Л	>16	0,65 D 0,70 D 0,80 D
Д К,Е Л	<16	(0,98 - 0,02 D/S) D (l,18-0,03D/S)D (1,28-0,03 D/S)D

Профиль и размеры профиля резьбы обсадных труб долж­ны соответство­вать величинам, указанным на рис. 1.2.6 и в табл. 1.2.11 [5, 6].

Рис. 1.2.6. Профиль резьбы обсадных труб по ГОСТ 632

Таблица 1.2.11

Размеры резьбовых соединений обсадных труб по гост 632

Условный диаметр, мм	Наружный диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Средний диаметр резьбы в основной плоскости, мм	Диаметр резьбы у торца трубы, мм		Общая длина резьбы, мм	Муфта
				наружный	внутренний		Наружный диаметр, мм	Длина, мм
114	114,3	7...9	112,566	110,542	106,922	76	133	159
127	127,0	7...9	125,266	122,648	119,028	85,5	146	165
140	139,7	7...11	137,966	135,130	131,510	89	159	171
146	146,1	7...11	144,316	141,105	137,485	95	166	177
168	168,3	8...14	166,541	163,111	159,491	98,5	188	184
178	177,8	8...14	176,066	172,448	168,828	101,5	196	184
194	193,7	8...14	191,941	188,105	184,485	105	216	190
219	219,1	9...12	217,341	212,911	208,291	114,5	245	196
245	244,5	9...14	242,741	237,936	234,316	120,5	270	196

Оси резьбовых концов муфты должны совпадать. Отклоне­ния от соосности не должны превышать 0,75 мм в плоскости торца и 3 мм на длине 1 м.

Резьба муфт должна оцинковываться или фосфатироваться. Проверка резь­бы осуществляется калибрами.

Обсадные трубы с высокогерметичными соединениями при­меняются в основ­ном для глубоких газовых скважин, а также при аномально высоких плас­то­вых давлениях. Выпускаются вы­сокопрочные и высокогерметичные трубы марок ОТТМ1, ОТТГ1, ТБО-4, ТБО-5.

Трубы ОТТГ1, ТБО-4 и ТБО-5 помимо высокой прочности соединения при действии осевых нагрузок обеспечивают герме­тичность при давлении газа до 50 МПа (500 кгс/см²).

В трубах ОТТГ1, ТБО-4 и ТБО-5 соединения идентичны и обеспечивают пол­ную взаимозаменяемость при использовании этих труб. Трубы ОТТГ1, ТБО-4 и ТБО-5 отличаются способом выполнения концов. Трубы ОТТГ1 соеди­няют­ся с помощью муфт, трубы ТБО-4 (безмуфтовые) имеют высадку наружу, тру­бы ТБО-5 (безмуфтовые) имеют наружную высадку только с одного конца, где выполняется муфтовая часть соединения, так же как для труб ТБО-4, а дру­гой конец полностью соответствует трубе ОТТГ1 (рис. 1.2.7 и 1.2.8).

Наружный диаметр соединений труб ТБО-4 и ТБО-5 на 9...12 мм меньше на­руж­ного диаметра муфт обсадных труб по ГОСТ 632-64.

При необходимости уменьшения габаритных размеров соедине­ний труб ОТТГ1 муфты к ним могут быть выполнены с умень­шенным наружным диаметром.

Герметичность соединений труб ОТТГ1, ТБО-4 и ТБО-5 обес­печивается коническими уплотнительными поверхностями, рас­положенными со стороны тор­ца трубы.

Резьбовая часть этих соединений соответствует резьбовому соединению труб ОТТМ1. Переход с труб ОТТМ1 на трубы того же диаметра типа ОТТП, ТБО-4 и ТБО-5 может осуществляться без переводников.

Рис. 1.2.8. Профиль резьбы ОТТГ1, ТБО-4 и ТВО-5

Рис. 1.2.7. Соединение обсадных труб ОТТМ1, труб ОТТГ1

В соединении предусмотрен контакт по внутренним упор­ным торцам, фиксирующий заданный натяг при закреплении соединения. Основные размеры труб ОТТП, ТБО-4 и ТБО-5 и их резьбовых соединений приведены в табл. 1.2.12 и 1.2.13 [5].

Таблица 1.2.12

Размеры труб ОТТМ1

Условный диаметр трубы, мм	Наружный диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости, мм	Общая длина резьбы, мм	Длина резьбы до основной плоскости, мм
114	114,3	6...9	111,100	74	42
127	127,0	6...9	123,800	76	44
140	139,7	7...11	136,500	80	48
146	146,0	7...11	142,850	80	48
168	168,3	7...12	165,075	84	52
178	177,8	7...14	174,600	88	56
194	193,7	7...14	190,475	92	60
219	219,1	7...12	215,875	98	66
245	244,5	7...14	241,275	98	66
273	273,1	7...12	269,850	98	66
299	298,5	8...12	295,250	98	66
324	323,9	9...12	320,650	98	66
340	339,7	9...12	336,525	98	66

Натяг резьбы трубы проверяют относительно торца трубы. Измерительная плоскость резьбового и гладкого калибров-ко­лец должна совпадать с торцом трубы или выступать над торцом не более чем на 2,5 мм для труб диаметром до 194 мм и не более чем на 3,0 мм для труб диаметром свыше 194 мм.

Натяг при ручном свинчивании муфты с трубой равен 14 мм. При докреплении машинным способом торец муфты должен совпадать с концом сбега резьбы (последней риской на трубе) или не доходить до конца сбега не более чем на 5 мм (1 нитка).

Разрушающая нагрузка для труб ОТТМ1 определяется как наименьшая из подсчитанных, исходя из условий разрушения по телу трубы в опасном сечении и условий выхода резьбы из зацепления вследствие уменьшения поперечных размеров трубы от удлинения при растяжении.

Разрушающую нагрузку по телу трубы в опасном сечении, находящемся на расстоянии 14 мм от конца сбега резьбы, опре­деляют по формуле:

, (1.2.1)

где D — номинальный наружный диаметр трубы; s — номи­нальная толщина стен­ки; σ_в — наименьший предел прочности при растяжении.

Таблица 1.2.13

Размеры муфт ОТТМ1

Условный диаметр трубы, мм	Наружный диаметр D, мм	Длина l, мм	Диаметр фаски у торца муфты d0 , мм	Ширина торцовой плоскости, мм	Внутренний диаметр резьбы муфты в основной плоскости dвн, мм	Внутренний диаметр резьбы в плоскости торца муфты, мм
114	133	170	116,5	6,0	111,100	112,225
127	146	174	129,2	6,0	123,800	124,925
140	159	182	141,9	6,5	136,500	137,625
146	166	182	148,3	6,5	142,850	143,975
168	188	190	170,5	7,0	165,075	166,200
178	198	198	180,0	7,0	174,600	175,725
194	216	206	195,9	7,5	190,475	191,600
219	245	218	221,3	8,5	215,875	217,000
245	270	218	246,7	8,5	241,275	242,400
273	299	218	275,3	8,5	269,850	270,975
299	324	218	300,7	8,5	295,250	296,375
324	351	218	326,1	9,5	320,650	321,775
340	365	218	342,0	9,5	336,525	337,650

Разрушающую нагрузку при выходе резьбы из зацепления подсчитывают по формуле

, (1.2.2)

где h₁ — глубина резьбы; σ_в — наименьший предел текучести при растяжении; d_c — средний диаметр тела трубы в опасном сечении, равный D — (s + h₁/2); Δ — диаметральный натяг свин­ченного соединения (см); E₁ — модуль упроч­не­ния, принимае­мый равным 50 ГПа для стали группы прочности Д, 35 ГПа — для стали группы прочности К и Е и 25 ГПа — для стали групп прочности Л и М; h — рабочая высота профиля (см); μ₁— коэф­фициент Пуассона для пласти­чес­кой области, принимаемый равным 0,5; φ — угол трения, принимаемый рав­ным 11°; β — угол наклона стороны профиля, воспринимающей растягиваю­щую нагрузку; l — длина резьбы, находящаяся в зацеплении, l = (L — 0,014 м); L — общая длина резьбы.

Обсадные трубы вместе с цементным кольцом герметизируют затрубное пространство скважин, разобщая пласты между собой и с внутренней полостью обсадной колонны. Поэтому часто выполня­ются расчеты прочности системы обсадные трубы — цементное коль­цо — порода. Такие расчеты необходимы, в частности, при проверке прочности и герметичности системы в случае изменения температу­ры скважины в процессе эксплуатации (при термическом воздей­ствии, резком охлаждении скважины и отборе горячей жидкости).

Обсадные трубы применяются иногда вместо НКТ, когда про­ходные сечения последних недостаточны, например при отборе 5000...7000 м³/сут воды из скважин большого диаметра. Недостат­ком труб при таком применении является неприспособленность их резьб к периодическим разъединениям и соединениям. Расчет обсадных труб в этом случае выполняется так же, как и НКТ.

Бурильные трубы также иногда применяются для этой цели. По сравнению с обсадными они более металлоемкие, но зато имеют резьбы, приспособленные для периодических свинчива­ний и развинчиваний.