1.5Обсадные трубы и их соеденения.

Обсадную колонну составляют из стальных цельнокатаных труб, соединенных друг с другом с помощью резьбы или сварки. Обсадные трубы для нефтяных и газовых скважин изготовляют в состветствии с ГОСТ 632-80. По конструкции все трубы можно разделить на две группы. Основную группу составляют трубы, изготовляемые в виде полого цилиндра круглого поперечного сечения с постоянной по длине толщиной стенки. Вторую группу - трубы изготовляемые в форме цилиндра такого же сечения, утолщенного на одном конце наружу. Трубы с постоянной по длине толщиной стенки соединяют друг с другом в колонну муфтами. Трубы с утолщенными концами соединяют без помощи муфт, ввинчивая неутолщенный конец одной трубы а утолщенный конец другой. Стандартом предусмотрено 5 разновидностей соединений обсадных труб, четыре из которых - муфтовые: с короткой треугольной резьбой; с удлиненной треугольной резьбой, с трапецеидальной резьбой (ОТТМ); высокогерметичные с трапецеидальной резьбой (ОТТГ). Пятая разновидность - высокогерметичные безмуфтовые соединения ТБО с трапецеидальной резьбой. Согласно ГОСТ 632-80 обсадные трубы с короткой треугольной резьбой могут быть 19 размеров с условным диаметром в диапазоне от 114 до 508 мм. Ассортимент труб с соединениями других разновидностей меньше. По точности и качеству трубы могут быть двух исполнений - А и Б; исполнение "А" более точное. Трубы могут иметь небольшую овальность. ГОСТом предусмотрено изготовление труб одного условного диаметра с разными толщинами стенок (от 5.2 до 16.5 мм - в зависимости от диаметра, группы прочности и конструкции соединения). Наиболее широк ассортимент труб из стали группы прочности "Д". С увеличением группы прочности, как и с увеличением сложности конструкции соединения, а также стоимости трубы ассортимент сокращается. Согласно стандарту обсадные трубы должны изготовляться из сталей 7 групп прочности. После изготовления трубы с навинченными муфтами и безмуфтовые трубы подвергают гидравлическому испытанию. Давление гидравлического испытания рассчитывают так, чтобы приведенное напряжение в теле труб с условным диаметром по 219 мм исполнения "Б" было равно 80% от предела текучести, а в теле труб большего диаметра - 60 %.

1.6.Прочностные характеристики и соеденении обсадных труб.

В процессе эксплуатации на обсадные колонны могут действовать высокое наружные и внутренние избыточные давления, а также осевые растягивающие ( а иногда - сжимающие) силы. Поэтому обсадные трубы должны обладать достаточной сопротивляемостью по отношению к таким силам. Если на наружную поверхность трубы создавать равномерное давление жидкостью, в теле трубы возникнут напряжения сжатия; наибольшими они будут на внутренней поверхности, наименьшими – на наружной. Если труба тонкостенная, то при увеличении напряжений она, деформируясь, при некотором значении напряжения, не превышающем предела пропорциональности, может потерять устойчивость круглой формы поперечного сечения. Толстостенная же труба, деформируясь, разрушится как только приведенное напряжение превысит предел прочности материала. В бурении за характеристику сопротивляемости трубы смятию под действием равномерного наружного давления принимают так называемое критическое давление Ркр, то есть такое избыточное наружное давление, при котором напряжение на внутренней поверхности овальной разностенной трубы достигает предела текучести. Действительная сопротивляемость всегда несколько больше критического давления. Если осевое напряжение растяжения превышает 50 % предела текучести, то уменьшение сопротивляемости смятию может достигать 10 %. Если внутреннюю поверхность трубы нагружать равномерным давлением, последняя может быть разорвана, как только приведенной напряжение превысит предел прочности. За прочностную характеристику сопротивляемости трубы разрыву принимают то избыточное давление в ней, при котором приведенное напряжение на внутренней поверхности становится равным пределу текучести. В обсадных трубах с треугольной резьбой наиболее опасные напряжения от действия осевой растягивающей силы возникают в сечении по первому витку резьбы полного профиля. За прочностную характеристику таких труб принимают ту осевую силу, при которой приведенное напряжение на наиболее нагруженной стороне профиля резьбы в указанном сечении достигает предела текучести. Эту силу называют страгивающей нагрузкой. Прочность на растяжение труб с трапецеидальной резьбой характеризуют тремя величинами; одна из них - та осевая нагрузка Ртек, при которой напряжение в сечении по телу трубы за пределами резьбы достигает предела текучести; вторая - та осевая нагрузка Рвыр, при которой происходит вырыв трубы из муфты; третья – та осевая нагрузка Рраз, при которой труба может оборваться в сечении во впадине резьбы первого витка полного профиля. При расчетах за допустимую осевую нагрузку для таких труб принимают наименьшую из величин Ртек/1,3; Рвыр/1,8 и Рраз/1,8.