Обсадная колонна. Резьба или сварка?

Меня часто спрашивают клиенты: а какое соединение обсадных труб лучше? Сварное или резьбовое?

Думаете, ответ очевиден? Резьбовое? Как бы, не так! Вернее, это лишь отчасти так. Попробуем сначала сами разобраться в этом вопросе.

Каким способом соединить обсадные колонныИтак, что мы имеем?

Колонна 159мм или 133мм с толщиной стенки 5 мм (а скорее 4,5мм).

Задача – нарезать резьбы на трубах.

Путь решения – на одном конце трубы режем наружную резьбу, на другом внутреннюю.

Так? Теперь совсем немного математики. Резьба наружная должна заходить во внутреннюю. Из этого практический вывод: прежде чем нарезать резьбу надо убрать лишний металл. По 2 мм. (для наружной резьбы утоньшить стенку трубы снаружи, для внутренней – изнутри). Сколько остается? Правильно! 3 мм!!! Считаем дальше? Мы подготовили конец трубы к нарезке резьбы. Режем? Сколько? Высота витка резьбы должна быть не меньше  1,25 мм. Сколько остается? 1,75 мм. Теперь кое-что из металлообработки: есть такое понятие – допуски и посадки

Допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров (размеров, массовой доли, массы), задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. Назначается (выбирается) исходя из технологической точности или требований к изделию (продукту). Любое значение параметра, оказывающееся в заданном интервале, является допустимым.В российских стандартах допуск — абсолютная величина.

Токарь режет резьбы на трубах с допуском. Буровику в поле надо эти резьбы соединить. Одна в другую. Поэтому не остается там наших 1,75 мм! В лучшем случае 1,5 мм. И это мы не берем в расчёт овальность труб, их возможное несоответствие ГОСТУ (разнотолщинность стенок и т.д.) Только идеальные материалы и условия токарной обработки.

Почему не 3 мм? Ведь стенок-то две: внутренняя и наружная! А потому что, нельзя нам резьбу защитить от коррозии смазкой на основе нефтепродуктов: скважина на воду! Категорически недопустимо.

Как Вы уже поняли, труба с толщиной стенки в 1,5 мм (в самом тонком месте) не может обеспечить необходимую прочность, долговечность, а впоследствии и герметичность скважины.

Казалось бы, очевидный  ответ привел в тупик. Что делать? Заглянем в учебники?

Книга И.А. Сергиенко «Бурение и оборудование геотехнологический скважин» (изд. Недра, 1984г) (наша скважина на воду – это частный случай геотехнологической скважины).

Страница 77:

… В практике сооружения технологических скважин находят применение два вида соединений металлических обсадных колонн – резьбовое, муфтовое и с помощью электросварки. Трубы из нержавеющей стали соединяются в колонну только при помощи сварки. Применение электродуговой сварки по сравнению с резьбовыми соединениями позволяет уменьшить металлоемкость скважин, упростить их конструкцию, повысить герметичность колонны…

Вот такой вот неочевидный ответ: Колонна должна соединяться резьбовым МУФТОВЫМ или сварным соединением.

Но всё же, давайте попробуем разобраться  о каком именно резьбовом соединении шла речь?

Итак, у нас есть ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним. (Правда, в этом ГОСТе нет ни 133мм, ни 159мм трубы). Зато, есть хотя бы общее представление о требованиях к резьбовому соединению обсадных труб.

На  обсадной трубе нужно нарезать (или накатать) только наружную резьбу. Без значительного ущерба для её толщины. А вот соединять трубы друг с другом придется посредством муфт – короткого куска трубы большего диаметра (168 для 159 трубы, и 146 для 133), но только с внутренней резьбой. Только такое резьбовое муфтовое соединение труб  может обеспечить Вашей скважине необходимую прочность и долговечность.

PS. Пытливый читатель ГОСТа 632-80 может заметить, что резьбы на муфтовых соединениях тоже не простые. Это не цилиндрическая резьба. Это коническая резьба треугольного профиля. Такую резьбу может нарезать далеко не каждый токарь. Даже имея подходящий труборезный станок. И требования к исходному материалу (труба ?159мм или ?133 мм) тоже должны соответствовать этому ГОСТу. В условиях существующей конкуренции на рынке бурения артезианских скважин, немногие компании могут себе позволить такие дорогие и качественные материалы. Это безусловно сказывается на цене скважины.

С уважением, Ваш генеральный директор Центра геотехнологии                               Бежко И.В.Игорь Бежко