Обсадные трубы с трапецеидальной резьбой (особенности и элементы конструкции, достоинства и недостатки).

Муфтовые соединения с резьбой трапецеидального профиля. Прочность соединения можно существенно повысить, если треугольный профиль резьбы с большим углом при вершине заменить трапецеидальным с малыми углами наклона боковых граней. В последние годы применяются трубы, на которых нарезана трапецеидальная резьба с конусностью l/16, шагом 5,08 мм, глубиной 1,6 мм и углами наклона граней профиля 3 и 10° (рис. 28). Посадка резьбы осуществляется по внутреннему и наружному диаметрам ее. При свинчивании от руки муфты с трубой осевой натяг должен быть равен 14±3 мм; после докрепления соединения машиной торец муфты должен совпадать с последней риской на трубе или не доходить до нее не более чем на 5 мм; диаметральный натяг при этом составит 0,75 мм.

Ось резьбы

Линия, параллельная оси резьбы

Рис. 28. Трапецеидальная кониче­ская резьба

Трубы с такими соединениями в СССР имеют шифр ОТТМ1 (обсадные трубы с трапецеидальной резьбой, с муфтами). По данным ВНИИБТ, прочность на растяжение резьбовых соединений ОТТМ1 на 25—50% выше, чем соединений с резьбой треугольного профиля по ГОСТ 632—64.

Трубы с муфтовыми соединениями повышенной герметичности имеют шифр ОТТГ1. Они снабжены резьбой такого же профиля, что и трубы ОТТМ1, но отличаются от последних, во- первых, наличием уплотнительных поверхностей — наружной у ниппельного конца трубы и внутренней — в срединной части муфты; во-вторых, тем, что резьбовое соединение закрепляется до упора торца трубы в срединный выступ муфты (рис. 29). При таком закреплении соединения создается посадка по уплотнительным коническим поверхностям и по внутреннему и на­ружному диаметрам резьбы, точно фиксируется заданный диаметральный натяг (---'0,5 мм), устраняется зазор между соединяемыми деталями, чем достигается более высокая герметичность. Отклонения по конусности гладких уплотнительных по­верхностей трубы и муфты на длине 14 мм не должны превы­шать ±0,03 мм.

Рис. 29. Соединение обсадных труб ОТТГ1

Безмуфтовые соединения с резьбой трапецеидального профиля. Существуют безмуфтовые соединения труб с утолщенными концами и труб с постоянной по длине толщиной стенок.

Трубы с утолщенными концами разработаны в двух вариантах. В трубах ТБО-4 (трубы безмуфтовые обсадные) утолщены оба конца; на одном из концов нарезана наружная, а на другом—внутренняя коническая трапецеидальная резьба. В трубах ТБО-5 утолщен только один конец, на котором нарезана внутренняя резьба; на другом, неутолщенном, конце име­ется наружная резьба. Профиль и размеры трапецеидальных резьб на трубах ТБО такие же, как и на трубах ОТТМ1.

На концах труб ТБО имеются такие же гладкие конические уплотнительные поверхности, как и на трубах ОТТГ1 (рис. 30). Соединения закрепляются до упора торцов. Трубы ТБО и ОТТГ1 можно соединять друг с другом без дополнительных переводников.

Рис. 30. Конструкции соединений труб с тра­пецеидальной резьбой:

а— резьба; б—уплотнительная часть соединения

Трубы ТБО и ОТТГ1 рекомендуется использовать для укомплектования участков обсадных колонн с избыточным внутрен­ним давлением до 50 МПа.

Безмуфтовые трубы ОГ-1м/с постоянной по длине толщиной стенок снабжены на одном конце наружной, а на другом — внутренней конической резьбой трапецеидального профиля. Конусность резьбы l/12; шаг—5,08 мм; рабочая высота профиля 1,4 мм; боковые грани профиля наклонены под углами 3 и 30° (рис. 31). Резьбовое соединение закрепляется до упора торцов. Посадка резьбы происходит по внутреннему диаметру ее; кроме того, для увеличения жесткости муфтового конца предусмотрена посадка по срезанным вершинам профи­ля на участке от начала сбега резьбы на ниппельном конце трубы до упорного уступа,v

По данным ВНИИБТ, прочность соединений ОГ-1м при растяжении составляет около 50% прочности тела трубы в ненарезанной части, а герметичность при использовании смазок Р-2, Р-402 достигает при гидравлическом испытании 35 МПа.

Характерной особенностью обсадных колонн, составленных из труб ОГ-1м, является постоянство наружного диаметра по всей длине.

Требования к обсадным трубам.

Посадка резьбы осуществляется по боковым сторонам профиля. Герметичность соединения создается уплотнением в зазорах резьбовой смазкой при свинчивании механическим способом. Для обычных обсадных труб с диаметром не более 219 мм и муфт к ним отклонения по наружному диаметру не должно превышать 1 %, для труб большего диаметра - 1,25 %; отклонения по толщине стенки должно быть не более минус 12,5 %; по массе отдельной трубы - не более плюс 9 % или минус 6 %. Овальность для труб до 219 мм -e< 1,6; для труб > 219 мм - e< 2. Обсадные трубы изготавливают из углеродистых и легированных сталей, в которых содержание серы и фосфора не должно превышать 0,045 % каждого, а содержание мышьяка - не более 0,15 %. Обсадные трубы в зависимости от предела прочности стали выпускают следующих типов (марок) - Д, К, Е, Л. Трубы и муфты к ним, как правило, должны изготовлять из стали одинаковой группы прочности. Согласно ГОСТу 632-80 все обсадные трубы диаметром до 219 мм и менее и 50 % труб большего диаметра после навинчивания и закрепления муфт должны на заводе подвергаться испытанию гидравлическим давлением - опрессовке. Обсадные трубы должны быть прямыми. Если между концами трубы туго натянуть нить, стрела прогиба на расстоянии одной трети длины трубы от каждого из ее концов не должна превышать 1,3 мм на каждый метр длины этого участка.

Для крепления скважины применяют трубы, называется обсадными, которые выпускаются по ГОСТ 632-80. Трубы изготавливают бесшовные, цельнотянутые. Длина труб, в среднем, около 10 м.

Требования:

-овальность не более 2%;

-разностенность не более -6;+9%;

-отклонение по массе по длине трубы не более 5%

-прогиб менее 1,3мм на 1 м длины