Бурение скважин на воду | Технология | Оборудование | Цены | Фото и видео | Техническая литература
    
   




ОБСАДНЫЕ ТРУБЫ
 

Техническая литература:

Колодцы

Схема гидрогеологических областей и районов СССР

Словарь по гидрогеологии А-Г

Словарь по гидрогеологии Д-О

Словарь по гидрогеологии П-Я



Справочник по бурению скважин на воду

Станок для бурения БУР-50:
Бурение скважин

 

Книга БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ

Оглавление книги - Бурение скважин на воду

Глава III. Крепление скважин

2. ОБСАДНЫЕ ТРУБЫ
Для крепления скважин применяют бесшовные металлические обсадные трубы муфтового соединения (ГОСТ 632—64). Трубы изготовляют из стали марок С, Д, К, Е, Л, М и Р, которые удовлетворяют следующим требованиям (табл.5).
Обсадные трубы изготовляют с короткой, нормальной и удлиненной резьбой. Длина труб от 9,5 до 13,0 м, допускается поставка труб в количестве до 20% длиной от 8,0 до 9,5 м и не более 10% длиной от 5 до 8 м.
Обсадные трубы по ГОСТ 632—64 выпускают с короткой, нормальной и удлиненной резьбой. Обсадные трубы с удлиненной резьбой применяют для бурения глубоких скважин.
Для небольших глубин в случае необходимости трубы с толщиной стенки 12 мм могут быть перенарезаны на безмуфтовое соединение труба в трубу. Для крепления наблюдательных скважин, имеющих, как правило, диаметр бурения менее 150 мм, используют обсадные трубы геологоразведочного стандарта по ГОСТ 6238—52.
Скважины большого диаметра крепят стальными электросварными трубами по ГОСТ 10706—63. Такие трубы соединяют газовой или электрической сваркой с помощью продольных металлических планок. Трестом «Союзшахтоосушение» разработана технология сварки труб на специальном стеллаже. Для сварки труб применяют электроды ОМУ-1 марки Э-50. Расход электродов составляет около 1,8 кг на 1 кг наплавленного металла. Крепление скважин трубами большого диаметра ставит весьма сложные задачи в связи с тем, что современное буровое оборудование не приспособлено для этих целей. Институтом ВИОГЕМ (г. Белгород) разработаны два типа гидравлических подъемников грузоподъемностью 100 и 300 т, которые можно применять соответственно с установками УВБ-600, А-50 и БУ-75Бр, БУ-125Бр.
Для крепления скважин можно использовать бесшовные горячекатаные стальные трубы (ГОСТ 8732—58). Во многих водохозяйственных организациях для крепления скважин освоены и успешно применяются асбестоце-ментные трубы (Логинов, Шуссер, 1975).
Асбестоцементные трубы рекомендуется использовать для крепления скважин на глубину до 350—400 м, главным образом при вращательном способе бурения. Асбестоцементные трубы, выпускаемые промышленностью для прокладки напорных трубопроводов и водопроводных сетей, рассчитаны на давление 0,3; 0,6; 0,9 и 0,12 МПа. Для крепления скважин используют трубы, рассчитанные на давление не ниже 0,6 МПа, т. е. трубы ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12. Трубы ВТ-6 применяют до глубины 30—40 м.
Основные типоразмеры асбестоцементных труб приведены в таблице 6.
Примечания. 1. Условный проход асбестоцементных труб соответствует внутреннему диаметру чугунных труб, чугунные фасонные чагги которых используют в асбестоцементных трубопроводах.
2 В числителе указана масса труб длиной 2950 мм, в знаменателе — труб длиной 3950 мм.
3 При отсутствии железобетонных труб больших размеров по требованию заказчика после согласования с планирующими органами допускается изготовление по республиканским техническим условиям асбестоцементных труб марок ВТ-3 и ВТ-6 с условным проходом 600, 700, 900 и 1000 мм с цилиндрическими асбесто-цементными муфтами под зачеканку.
4 Асбестоцементные трубы, как правило, завод-изготовитель поставляет в условных метрах. Для пересчета количества асбестоцементных труб и муфт в условные метры используют переводные коэффициенты
Перед спуском колонн скважину прорабатывают долотом соответствующего размера. До глубины 100—150 м асбестоцементные трубы опускают с поддержкой за верхний конец, при больших глубинах — на бурильных трубах с нижней поддержкой. Для этих целей в нижней части колонны устанавливают стальной опорный несущий поддерживающий башмак (рис. 9), спуск колонны труб можно вести и на опорных башмаках других конструкций (Лерман, Во-лодько, 1968). После спуска колонны бурильные трубы левым вращением отсоединяют от опорного башмака и извлекают из скважины

Скважины, закрепленные асбестоцементными трубами, цементируют на всю длину, т. е. до устья. Если водоносный горизонт вскрывают через закрепленную колонну, то на колонне бурильных труб устанавливают резиновые протекторы и бурение ведут при пониженном осевом давлении и на первой (минимальной) частоте вращения. Это объясняется тем, что асбестоцементные трубы весьма хрупки и не выдерживают динамических нагрузок. Транспортировка асбестоце-ментных труб также требует мер предосторожности против ударных нагрузок.
Асбестоцементные трубы соединяют между собой с помощью муфт. Муфты изготовляют из асбестоцемента, пластмассы и стали. Предпочтительнее использовать стальные муфты, так как они при прочих равных условиях имеют меньший наружный диаметр и, следовательно, могут быть использованы в скважинах меньшего диаметра. Соединение труб с муфтой может быть резьбовое и на заклепках. Научно-исследовательским институтом асбестоцемента и институтом «Укрги-проводхоз» разработан способ соединения труб с помощью асбестоцементных муфт на ленточной резьбе. Герметичность обеспечивается применением битумной смазки (Лерман, Володько, 1968). Глубина спуска таких колонн достигает 200 м.
Получила распространение конструкция соединения асбестоцементных труб с помощью фанерных муфт с использованием резиновых прокладок, предложенная В. М. Гаврилко.
Спуск колонны в этом случае осуществляют на бурильных трубах с нижней поддержкой.
Все большее применение получают трубы из термопластов и стеклопластиков. Полимерные трубы характеризуются высокой стойкостью к коррозии, небольшой плотностью и более низкими гидравлическими сопротивлениями. Вместе с тем эти трубы имеют и недостатки — старение и ползучесть, особенно в условиях солнечной радиации.
Технические характеристики труб из термопластов приведены в таблицах 7, 8, 9.
Трубы из термопластов соединяют с помощью муфт из металла и термопласта на резьбе и заклепках. Наиболее простым и достаточно надежным является соединение путем сварки.
Трубы из стеклопластиков имеют механическую прочность, близкую к прочности стали. Содержание стекловолокна в этих трубах составляет 60—74%
Прочность стеклопластика зависит от направления укладки волокна и может разниться в продольном и поперечном направлении в 15—20 раз. Трубы из стеклопластика в 2—3 раза дороже стальных. При температуре выше 100—120°С эти трубы значительно снижают свои прочностные свойства и устойчивость. Кроме того, они имеют низкую герметичность, поэтому требуется дополнительная футеровка их эпоксидными смолами и другими веществами.
Соединение стеклонластиковых труб может быть резьбовое с помощью муфт и ниппелей. При таком способе возможно перерезание продольных волокон и значительное снижение прочности соединения. Более совершенным является изготовление специальных полукруглых резьб путем намотки их и склеивания с трубой, а также склеивание концов труб с металлическими муфтами.
Трубы из стеклопластиков имеют хорошее сцепление с цементным камнем, особенно при пескоструйной обработке.
Максимальные напряжения растяжения в трубах при их спуске наблюдаются, когда колонна находится в подвешенном состоянии. В глубоких скважинах масса таких колонн и напряжения в теле труб могут быть значительными, поэтому для их снижения в нижней части устанавливают обратные клапаны и внутрь колонн доливают воду. Такие колонны как бы находятся во взвешенном состоянии. В дальнейшем клапаны разбуривают.
Расчет колонн на осевые нагрузки ведут по формуле Ф. И. Яковлева, позволяющей определить усилие, при котором расстраивается резьбовое соединение. В нижней части колонна испытывает сминающее напряжение, особенно в глубоких скважинах и при опорожнении внутренней полости колонны. Величину допустимых сминающих условий определяют по формуле Г. М. Саркисова.

Цементная оболочка вокруг обсадной трубы снижает сминающие давления на 10,6—82,3% (Владимиров, 1974).
Толщину стенок и материал обсадных труб подбирают так, чтобы по всей длине колонна была одинаково прочной.
При расчете обсадной колонны на осевые нагрузки для колонн диаметром до 168 мм при длине до 3500 м коэффициент запаса прочности принимают равным 1,5— 1,6, для колонн диаметром выше 168 мм и всех длин и колонн диаметром до 168 мм и при длине свыше 3500 м — 1,7—1,8. При расчете фильтра на сминающую нагрузку для скважин с неустойчивыми стенками коэффициент запаса прочности принимают равным 1,3, а в скважинах с устойчивыми стенками — 1,15.
При расчете колонны на смятие коэффициент запаса принимают равным 1,15, для участков колонн, перекрывающих высокотемпературные соленосные отложения, запас прочности принимают равным 1,3. Для труб группы прочности Див случае применения цементов, отвечающих требованиям ГОСТ 1581—63, запас прочности принимают равным 1,05—1,10 (Владимиров, 1974).