Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды обсадных труб и правила их использования

Виды обсадных труб и правила их использования

Термин «обсадная труба» — специфический и применяется не часто, поскольку такие изделия используются далеко не во всех сферах деятельности человека. Применяются обсадные трубы во время работ по бурению скважин, поэтому обычно с ними сталкиваются или рабочие добывающих компаний, или собственники частных домов, не имеющих выхода к центральным водоснабжающим коммуникациям. Тем не менее, иметь понятие об этой продукции не помешает любому потенциальному владельцу коттеджа.

Еще совсем недавно сталь использовалась, когда требовалась обсадная колонна для автономной скважины. Её долговечность более 40 лет. Толщина её стенки — 5 миллиметров. Но главное то, что сталь отлично себя чувствует даже на подвижных грунтах, в отличие от ПВХ. Основной недостаток в том, что она ржавеет. Поэтому для очистки воды требуется дополнительная фильтрация. К тому же цена на сталь достаточно высока. Но, несмотря на это, он обладает одним неоспоримым преимуществом, в отличие от ПНД: например, она незаменима при бурении на известняковом грунте внутри обсадной колонны.

Асбестоцементные обсадки используются достаточно давно. Они обладают долговечностью и неплохой безопасностью. Однако они имеют и свои недостатки. Основной из них в том, что в волокнах асбестоцемента содержится хризотил. Он способствует накоплению в организме человека вредных веществ. Без тщательной фильтрации воды они могут вызвать проблемы со здоровьем. К тому же этот материал сложен при монтаже.

Принцип работы

Общий принцип работы данным инструментом заключается в том, что долото обеспечивает диаметр бурения больше обсадной трубы и тянет её за собой. После завершения бурения породразрушающий инструмент изменяет свои габариты до внутреннего диаметра обсадной трубы и без труда извлекается из скважины.

Принцип работы на основе долота типа «РД».

Буровое долото «РД» изображено на рисунке выше, состоит из корпуса (1) в котором установлены два сегмента (2). Рабочая поверхность сегментов армирована твердосплавными штырями. Корпус долота имеет хвостовик, предназначенный для соединения с пневмоударником.

Долото, воспринимая ударные нагрузки от пневмоударника, производит разрушение породы. Благодаря тому, что долото вращается совместно с буровым ставом, происходит равномерное разрушение забоя. В процессе бурения долото перемещает в скважину обсадную трубу (4) через стартовую втулку (3).

Инструкция

Коротко, инструкция к российской обсадной системе:

Видео

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание долота заключается в своевременной замене изношенных сегментов для поддержания изделия в исправном состоянии.

Долото считается непригодным при поломке или выпадении более 50% штырей периферийного ряда и износе рабочей поверхности штырей до 2/3 их диаметра.

Для замены изношенных сегментов необходимо:

Технологическая оснастка обсадных колонн

Она представляет собой специальные приспособления и устройства, благодаря которым обсадные колонны, секции и потайные колонны погружаются в скважину.

К таким устройствам и приспособлениям относятся:

  1. Башмачные направляющие пробки. Их установка осуществляется на нижней части обсадной колонны, во время погружения которой в скважину пробки играют роль направления. Если проигнорировать установку башмачной пробки или осуществить ее с нарушением технологии, то это может привести к нежелательным последствиям, заключающимся в загрязнении ствола скважины и закупорку нижней части колонны. Если это произойдет, то в дальнейшем колонну будет невозможно зацементировать. Для изготовления башмачных пробок может использоваться различный материал. На сегодняшний день применяются башмачные пробки из дерева, бетона и чугуна. Деревянные башмачные пробки, в свою очередь, могут быть крестообразными или точечными. Наиболее популярными выступают чугунные пробки.
  2. Башмак. Имеет вид толстостенного короткого патрубка. Монтируется на первой трубе. Башмак имеет такой же наружный диаметр, как и муфта. Без башмака может смяться торец нижней трубы обсадной колонны во время ее погружения в скважину.
  3. Обратные клапаны. Предотвращают самозаполнение обсадной колонны раствором во время ее погружения. Это способствует существенному сокращению нагрузки на вышку. Монтаж обратных клапанов осуществляется с четким соблюдением расстояния, которое составляет от 2 до 12 м от башмака.
  4. Упорные стоп-кольца. Позволяют установить цементировочную пробку. Их толщина колеблется в пределах 10-20 мм. Материалом для их изготовления, главным образом, служит чугун.
  5. Турбулизаторы. Используются при недостаточно хорошем центрировании колонны. Основной целью турбулизаторов является замена бурового раствора на цементный. Их конструкция представляет собой плотно закрепленный на обсадной трубе корпус с упругими лопастями.
  6. Центрирующие фонари. Участвуют в процессе вытеснения бурового раствора. Применяется два вида данных фонарей – пружинные разборные и жесткие неразборные.
  7. Скребки. С помощью их применения счищается со скважинных стенок глинистая корка во время погружения обсадной колонны, тем самым улучшая взаимодействие цементного раствора и породы. Местом установки скребков служат те же, что и для центрирующих фонарей.
  8. Пакеры. В случае разделения нефтегазовых пластов от водоносных малыми пропластками глинистых включений, толщина которых колеблется в пределах 6-8 м, существует опасность их прорыва в результате воздействия разных давлений. Именно в таких местах устанавливаются пакеры.
Читать еще:  Особенности выполнения проектов для разноуровневых потолочных покрытий из гипсокартона

Виды труб и критерии выбора

Обсадные трубы делятся на несколько видов в зависимости от материала изготовления:

  • пластиковые (ПВХ, НПВХ);
  • металлические;
  • асбестоцементные.

Каждый материал обладает определенным сроком эксплуатации, а также оказывает влияние на качество колодезной воды. Чтобы определиться с выбором материала, нужно более подробно изучить особенности каждого.

Сталь для укрепления обсадного канала используется довольно часто, особенно в артезианских скважинах, характеризующихся большой глубиной. Стальные изделия прочные и надежные, при правильной установке и обслуживании могут прослужить несколько десятков лет. Обсадная труба для скважины из канализационной стальной трубы – распространенное явление.

Отрицательно сказываются на конструкции подвижки пластов грунта. Также материал подвержен коррозии, из-за чего качество колодезной воды ухудшается. Чтобы избежать подобной проблемы, нужно отдавать предпочтение нержавеющей стали, но расходы на обустройство скважины ощутимо возрастут.

Большой срок службы и отличные характеристические особенности свойственны асбестоцементным изделиям. Однако имеется довольно обширный перечень недостатков:

  • Недостаточная прочность на большой глубине, где давление слоев почвы достигает критических отметок.
  • Асбест, несмотря на то что находится в связанном состоянии с цементом, по истечении времени может начать разлагаться на компоненты, оказывающие отрицательное воздействие на качество и вкус воды.
  • Из-за большой толщины стенок обсадных колец диаметр скважины нужно бурить больше, что негативно сказывается на стоимости работ.

Асбестоцементные изделия лучше использовать для обсадки скважин с глубиной не более 15 метров.

Все чаще встречается обсадка скважины пластиковыми трубами. Обусловлено это тем, что изделия из полиэтилена низкого давления или поливинилхлорида имеют прекрасные качества, применяемые в разных коммуникациях.

  • В сравнении с предыдущими аналогами, стоимость изделий значительно ниже.
  • Материал не боится коррозии, на его поверхности не образуется налет.
  • Изделия не разлагаются, не оказывают негативного влияния на качество воды.
  • Благодаря высокой прочности и надежности обеспечен длительный эксплуатационный срок.
  • Применение современных способов соединения деталей обеспечивает герметичность канала.
  • Из-за маленького веса обсадку монтировать легче.

Использование пластиковых труб ограничено глубиной. Как правило, их используют для скважин до 50 метров. Диаметр зависит от потребляемых объемов воды и глубины.

Использование стальных обсадных конструкций

Для перспективы длительной эксплуатации в скважинах трубопроводов и использования глубоких стволов, применяются обсадные трубы. Если длина такой трубы составляет около 1,2 до 2,5 м, то пропорциональное значение годового износа будет равно 0,1 мм. Все детали подобного устройства крепятся между собой сваркой или муфтами. При этом обязательным условием является вертикальное положение и отсутствие каких-либо искривлений.

Данный вид труб нашел свое предназначение в скважинах артезианского типа и прочих глубинных включений общим размером от 50 до 300-м. Повышенный спрос на обсадные системы обусловливается простотой монтажных работ, отличной прочностью, качественной герметичностью и быстрым наращиванием. Трубы, изготовленные с размером 127, 146 и 168 мм, как нельзя лучше подходят в геологических и нефтяных разработках.

Основная цель обсадной системы

При освоении различных скважин, стальные обсадные трубы служат своеобразным передающим устройством вращающего потенциала породоразрушающему оборудованию. Делается это для того, чтобы укрепить в процессе бурения стены скважины вдобавок они выполняют функцию перевозчика нефтяных продуктов на поверхность.

В зависимости от поставленной задачи обсадные трубы делятся на следующие типы:

  • насосно-компрессорные;

Трубы насосно-компрессорные (НКТ)

  • бурильные;

Трубы бурильные нефтяного сортамента НКТ

  • трубы утяжелено — бурильные;

Утяжеленные бурильные трубы

  • ведущие либо рабочие бурильные;

Труба бурильная ведущая квадратного сечения (ВБТ)

  • обсадные.

Обсадные трубы из пластика с резьбой

Труба в колоннах

Когда бурильная скважина только разрабатывается, все детали труб крепятся друг к другу специальными резьбовыми соединениями, образуя в процессе обсадные колонны. Они, в свою очередь включают:

  • муфты, состоящие из буровой колонки либо башмака;
  • непосредственно саму обсадную трубу;
  • бурильные замки.

Замки отличаются структурой резьбы:

  1. левые, которые имеют трубную и левую замковую резьбу;
  2. правые, соответственно с правой трубной и замковой соединительной резьбой.

Эти колонны производят со следующей целью:

  • они помогают удерживать все добытые элементы непосредственно в скважине;
  • препятствуют обвалу стен пробуренной скважины;
  • являются специфическим разделителем пластов грунтовых пород и поступления воды из конкретных участков;
  • не дают самым верхним участкам трескаться и держат немалое давление пластов;
  • в скважине такие колонны, являются неким безопасным барьером (кожухом) для дорогостоящего бурительного инвентаря.

Подсчитать диаметр всего механизма можно с определенного объема воды на глубине скважины, не забывая при этом размеры насосного агрегата, ведь диаметр взаимосвязан с мощностью насоса. Поэтому при достаточно сильной насосной системе, диаметр изделия будет пропорционально больше обычного. Что касается диаметра подобного механизма, то он будет равняться первоначальному размеру у известняка.

Технический регламент ГОСТ 632 80 , предъявляемый к стальным обсадным трубам

Все детали для промышленного производства выполняются строго по требованиям стандартов, прописанных в нормативах ГОСТ 632 80 , каковые включают:

  • все размерные параметры соединительных частей;
  • средство испытания, которое было к ним применено;
  • класс прочности изделия;
  • максимальная точность при выполнении резьбы;
  • безошибочность производства;
  • длина отдельной детали;
  • обязательно толщина;
  • размер поперечного сечения.
Читать еще:  Опрессовка металлопластиковых труб основные моменты

Типоразмеры обсадной трубы ГОСТ 632-80

Подробности

Показатели

Характеристика труб из металла

Изделия из разного рода металла отличаются прочностью, долгим сроком эксплуатации, равный свыше пятидесяти лет. Трубы имеют резьбу, гарантирующая герметичное соединение элементов.

К недостаткам можно отнести неустойчивость к коррозийным образованиям, образование ржавчины, которая проникает в воду. Трубы тяжелые, поэтому их монтаж усложняется необходимостью применения техники. Изделия имеют высокую цену.

Характеристика труб из асбоцемента

Трубопрокаты, выполненные из асбоцемента, не реагирует на воздействие агрессивных солей, не образуют коррозию. Материал безопасен для применения, практичен в эксплуатации, длительный срок службы изделий. Для монтажа требуется спецтехника. Изделия хрупкие, соединяются методом стыка, потому что нет резьбы. Трубы требуют периодической чистки, которую сложно проводить, потому что поверхность пористая. Для этого понадобится осушить полностью скважину.

Внимание! Асбоцементный материал нельзя устанавливать в артезианских источниках при наличии в грунте известняка.

Характеристика пластиковых изделий

Трубы могут изготавливаться из поливинилхлорида, полипропилена. Изделия широко применяют для обустройства скважин. Пластиковые трубопрокаты имеют герметичность во время соединения. Изделия имеют невысокую цену, не подвергаются образованию коррозии. Обсадная пластиковая труба имеет малый вес, поэтому ее монтаж прост. Трубу можно устанавливать в агрессивной среде.

К недостаткам относят подверженность к механическим воздействиям, не выдерживает динамические нагрузки. Если скважина имеет большую глубину, то изделия из пластика не советуют устанавливать. ПВХ трубы применяют в щадящих условиях эксплуатации.

Внимание! В качестве обсадной трубы в автономной системе водоснабжения пластиковые трубы считаются лучшим вариантом по соотношению качества с ценой.

Особенности размеров

Чтобы скважина имела высокие эксплуатационные качества, требуется установка обсадной трубы. Трубы для обсады должны быть из материала с лучшими техническими характеристиками, чтобы источник служил долго. Для правильного выбора диаметра трубопроката, надо учитывать показатель расхода воды. По нормативам расход равен 0.7 кубометров в час.

Данный объем рассчитан для использования воды в быту и хозяйстве. Для определения диаметра также учитывают объем производительности насосного оборудования. Приведем пример: при максимальном расходе ресурса четыре кубометра следует установить оборудование с сечением до восьми сантиметров. К этому значению следует добавить примерное расстояние насосного устройства от стенок трубы обсады, около пяти миллиметров.

Таким образом, размер трубы по внутреннему сечению равен сумме диаметра насоса и пять миллиметров. Для насоса в девяносто миллиметров, требуется труба с сечением в девяносто пять миллиметров. Если стенки трубы по толщине равны пяти миллиметрам, то диаметр трубы будет равен 95 плюс 5, умноженное на 2, итого сто пять миллиметров.

Внимание! Обсадная труба выпускается стандартного размера: 89 миллиметров, 108 миллиметров, 114 миллиметров, 125 миллиметров, 133 миллиметров.

Для вышеуказанного примера подойдет размер обсады в 108 миллиметров. Рекомендуется при выборе трубы рассчитывать, на какую глубину будет закладываться обсада. Ее опускают в скважину, пока не появится вода. По достижению водного ресурса, бурить источник прекращают, внешний конец трубы закрепляют. Стандартная длина для обсадных труб минимум 9.5 метра, максимум 13 метров, имеющих нормальную либо удлиненную резьбу.

Разновидности

Разновидности изделий внесены в специальную таблицу требований. По нормативам трубы должны иметь соответствующую толщину, диаметр. Стандартной точностью для труб является показатель, равный 0.7 миллиметров на метр погонный. Если размер трубы по диаметру лежит в пределах 33.5 миллиметров до 89 миллиметров, согласно табличка, это трубы от ста восьми до ста сорока шести миллиметров.

Внимание! Поливинилхлоридные изделия для источников имеют синий цвет и сечение минимум девяносто миллиметров, максимум двести двадцать пять. Если скважина глубокая, то толщина стенок увеличивается до тринадцати миллиметров, вместо пяти.

Иногда обсадную трубу в единую конструкцию соединяют из частей. Выделяют разные способы стыковки:

-с помощью сварки,

Сварку применяют редко, она считается жестким видом соединения. Метод имеет много отрицательных моментов:

-требует физических сил, квалифицированных специалистов.

-требует системы удержания.

-образование коррозии на швах.

-сложно выдержать вертикаль.

-трубу сложнее продвигать в источник.

Подвижный метод стыковки подходит для всех типов материала из пластика, стали. Верхнюю деталь вставляют в нижнюю, имеющую раструб. Данный метод применяют в неглубоких скважинах.

Внимание! Метод подвижного соединения применяют редко, потому что детали могут смещаться, что нарушает герметичность.

Резьбовые соединения считаются самыми прочными. Способ соединения позволяет соединять в одну конструкцию детали из пластика и стали. Если резьба на трубах с внешней стороны, то используют муфту для соединения. Если резьба есть с двух сторон, то элементы прикручивают между собой.

Трубы из пластика и стали имеют резьбу внутри изделия. для стыковки требуются ниппели. С применением металлических деталей можно увеличить диаметр проходки, полимерных – диаметр шурфа. Во втором случае диаметр скважины не изменяется в большую сторону.

Плюсы и минусы обсадных труб из непластифицированного поливинилхлорида

Установка труб НПВХ для скважин помогает укрепить стенки и тем самым обеспечить длительный срок службы системы.

Читать еще:  Шпаклевка гипсокартона – плюсы и минусы как подготовить состав

К числу преимуществ обсадных колонн относятся:

  • устойчивость к коррозии;
  • длительный срок службы (большинство изделий рассчитаны на 50 лет эксплуатации);
  • хорошие гигиенические показатели, обусловленные химической инертностью ПВХ, даже по отношению к солям металлов в почвенных водах;
  • устойчивость к воздействию агрессивных химических соединений, включая щелочи и кислоты;
  • ускорение буровых работ, в том числе за счет возможности применения обсадных труб меньших диаметров при аналогичном уровне пропускной способности;
  • небольшой вес при высокой прочности (это позволяет проводить работы по установке таких изделий своими силами без применения спецтехники);
  • гладкая внутренняя поверхность, что означает отсутствие риска зарастания илом и другими аналогичными отложениями;
  • устойчивость к механическим воздействиям (конструкции могут выдерживать большое давление со стороны грунтов и почвенных вод, не деформируясь);
  • высокая степень экологической безопасности (изделия не выделяют токсичных веществ, что позволяет использовать их для скважин, из которых берется питьевая вода);
  • низкая стоимость самих изделий и небольшие расходы на транспортировку и монтаж.

Трубы НПВХ не лишены недостатков:

  • недостаточно высокий показатель прочности на изгиб;
  • необходимость точного соблюдения вертикального положения при монтаже.

Это несколько ограничивает сферу применения изделий.

2. Характеристики и применение

Обсадные трубы НПВХ 125 мм в России производят ряд предприятий: компания «Кормелл», ЗАО «Хемкор», группа компаний «Системы пластиковых трубопроводов» и др.

Их продукция соответствует требованиям стандартов ГОСТа 51613 — 2000 и ТУ 2248-001-517588796-2008, согласно которых обсадные трубы НПВХ должны обладать:

  • снаружи и изнутри гладкой поверхностью без пузырей, сколов, трещин и раковин. Допускается только наличие продольных полосок и волнистости незначительных размеров;
  • нейтральностью ко всем химическим средствам, которые используются в процессе регенерации скважин и обработки их для дезинфекции;
  • устойчивостью к ударным нагрузкам;
  • низким сопротивление потоку внутренней среды;
  • высокой кольцевой жёсткостью;
  • устойчивостью к коррозии;
  • низкой электропроводностью;
  • стойкостью к образованию водного камня;
  • внутренние поверхности практически не изнашиваются;
  • прочностью к боковому давлению и растяжению;
  • устойчивостью к осадку камня и загрязнений;
  • небольшим удельным весом.

Металлический трубный прокат также может без опасений подвергаться обработке всеми химическими средствами, устойчив к осадку камня и загрязнений, способен воспринимать ударные нагрузки, но дорогой и быстро выходит из строя под воздействием коррозии.

Если купить для водной скважины более доступные по цене обсадные трубы НПВХ, то они могут прослужить не менее 50 лет.

При этом гигиенические свойства питьевой воды из такой скважины с течением временем некоим образом не ухудшатся.

Кроме того, они обладают хорошей пропускной способностью и способствуют уменьшению диаметров трубопроводов, входящих вместе с ними в единую водопроводную или технологическую систему.

У обсадных труб НПВХ 125 мм высокий уровень допустимого напряжения, предел текучести не менее 49 МПа и плотность составляет 1,4 г/см³, вследствие чего при погружении в скважину на 30 м способны выдерживать нагрузку более 5 тонн.

Изделия из НПВХ, ПВХ доступны по цене, легко транспортируются и монтируются, не требуя применения тяжёлой грузоподъёмной техники.

2.1. Сфера использования

Обсадные трубы НПВХ 125 мм с толщиной стенки 4 — 7,5 мм используют для армирования скважин малых и средних глубин, например, для обеспечения дачного или приусадебного участка водой из подземных источников. С финансовой точки зрения автономное водоснабжение будет менее затратно, чем прокладка сетей большой протяжённости. Бурение и обсада скважины выполняется в течении 1 — 2 дней, материалы и устанавливаемое оборудование — не дорогие. Для примера, купить обсадные трубы НПВХ 125х5мм, длиной 3070 мм с раструбом Кормелл (Россия) в долларовом эквиваленте можно по цене 24 — 25 $, 125х7,5 той же длины по цене 35$.

Более толстостенную продукцию из НПВХ используют для укрепления технологических стволов, в тех случаях, когда их глубина превышает 100 м.

При обустройстве водозаборной скважины трубами НПВХ с резьбовыми раструбами строго соблюдают правило, в основе которого лежит постепенное уменьшение диаметров бурения, когда:

  • первую часть проходки в крепкой коренной породе на 3 — 5 м осуществляют буром диаметром 140 мм;
  • следующая часть скважины вскрывается до водоносного разлома буром 130 мм;
  • в пробуренный шурф погружают одну обсадную трубу Dn 125 мм, к ней посредством резьбы присоединяют следующий элемент, и так до выполнения полной обсады ствола. Надёжную герметичность колонне обеспечивают установкой в пазы всех узлов сочленения уплотнительных колец. В случае использования изделий под клеевое соединения, гладкий конец трубы при сборке нужно смазать двухкомпонентным клеевым составом на основе полимера UPVC и тетрагидрофурана и поместить в раструб нижней части колонны.

Для неглубокой скважины с легким насосом достаточно и пластикового оголовка с несущей способностью до 200 кг.

  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector