Класифікація труб для видобутку нафти та газу

До труб, які можна назвати нафтовими, належать дві великі категорії:

• Нафтопромислові труби;
• Труби для транспортування нафти.

Перша категорія, своєю чергою, включає ще кілька підвидів. До кожного з них діють свої стандарти.
Це:

• Обсадні труби;
• Бурильні;
• Насосно-компресорні.

Труби для видобутку нафти

Обсадні

Їхня функція зводиться до того, щоб утримати стінки свердловини від руйнування, зміщень пластів і, відповідно, руйнування обладнання нафтовидобутку та припинення трансферту нафти.
Діаметри таких труб лежать у межах 114 – 508 міліметрів; товщина стінок труби  від 5 до 16 мм.
Список нормативних документів, за якими може провадитися обсадна труба:

• ГОСТ 632-80;
• API 5CT та ін.

Варто згадати, що при видобутку нафти як обсадні можуть використовуватися як труби з нарізаним на обох сторонах відрізків внутрішнім і зовнішнім трубним різьбленням, так і з різьбленнями під муфту, і з розмудрюваними безмуфтовими з’єднаннями.

Під час транспортування різьби захищають від випадкових пошкоджень.
Важливо: через специфіку використання для всіх обсадних труб важливий мінімальний зовнішній діаметр муфт і розтрубів. Точніше, він має мінімально відрізнятись від зовнішнього діаметра труби.

Бурильні

Ця нафтова труба призначена власне для буріння: вона передає крутний момент з бурового обладнання на різці, які вгризаються в ґрунт, осадові породи, а то й скелю.
Список нормативних документів:

• ГОСТ Р 50278-92;
• API 5DP;
• API 7;
• Ту 39.0147016-63;
• Ту 14-162-13-95;
• Ту 14-161-175-98;
• Ту 14-157-24-92;
• Ту 14-3р-76-2004;
• Ту 14-3р-29-2007;
• Ту 1321-205-00147016-01.

Сортамент  вимоги бурильних труб зводяться до наступного:

• Бурильні нафтові труби виробляються від 60,3 до 139,7 міліметрів зовнішнім діаметром при товщині стінок 7,1-10,5 мм;
• Це виключно безшовні труби (логічно: величезні навантаження потребують максимальної міцності);
• Труби при виготовленні мають наварені замки; у зоні зварного шва не повинно бути дефектів, що виводять трубу за межі максимальних допусків за діаметром;
• Область зварного шва повинна пройти термообробку (просто кажучи, вона загартовується);
• Зварне з’єднання випробовується не тільки на якість шва, але й на вигин

Бурильні труби випускаються із вже привареними замками.
Суворість вимог зрозуміла: відламаний замок означає в кращому випадку тривалий простий обладнання на час вилучення бура, що залишився в свердловині. У гіршому –  необхідність буріння нової свердловини.

Насосно-компресорні

Щоб зрозуміти, чим зумовлені вимоги до насосно-компресорних труб, потрібно чітко уявляти, навіщо саме застосовується ця нафтова труба.
Власне, вона занурюється всередину свердловини і саме через неї назовні подається нафта.
Логічно припустити, що вона має бути:

• Міцний. Глибина свердловини може бути сотнями метрів. При такій протяжності навіть вага труби без будь-яких додаткових навантажень величезна, адже по ній ще й хитається нафта;
• Герметично з’єднаний з іншими ділянками трубопроводу. Думаю, причини пояснювати не потрібно.

Інакше можливі невеликі конфузи. На кшталт того, що кілька років тому став причиною зупинки Гольфстріму та кліматичних змін у Європі.
Список нормативних документів:

• ГОСТ 633-80;
• API 5CT;
• ГОСТ Р 52203-204.

Діапазон розмірів – 26,7 – 114,3 міліметра при стінках товщиною від 5 до 7 міліметрів.
Труби з’єднуються муфтами або прямим безмуфтовим з’єднанням: на одній трубі внутрішнє різьблення, на іншій зовнішня. З’єднання і тут повинні відрізнятися діаметром від самої труби.
Важливо: для забезпечення герметичності з’єднань труби обов’язково змащуються перед стикуванням.
Можливе доповнення мастила іншими ущільнювачами, проте саме змащення обов’язкове: воно заодно оберігає різьблення від задирів та корозії.
Труби обов’язково піддаються гідравлічним випробуванням. Знов-таки розрив труби створить промисловцям серйозні проблеми, тож витрати на випробування себе окупають.
Тиск, якими зазнають труби, представлені в таблиці:
Величини випробувальних гідравлічних тисків труб.

Труби для транспортування нафти

Навіщо служать нафтопровідні труби – зрозуміло з їхньої назви.
Що можна сказати про умови їхньої експлуатації?

• Тиск усередині нафтопроводу не перевищує 10-12 МПа. Чому так? Адже чим більший тиск на початку труби – тим більше через неї можна прокачати? Тому що нафта в’язка. Втрати на тертя об стінки однаково уповільнять її рух.
  Важливо, щоб вирішити цю проблему, на нафтопроводах ставлять підпірні насоси. Вони, якщо так висловиться, підштовхують потік нафти, надаючи йому додатковий імпульс.
• Внутрішнє середовище не провокує корозію металу;
• Один трубопровід великого діаметру побудувати набагато дешевше, ніж 10 — маленького, а якщо так — ми матимемо справу з трубами великого розміру.

Отже: труби без особливих вимог до міцності – це електрозварні. Безшовні труби для нафтопроводу також застосовуються, але відчутних переваг за більш високої ціни вони не дають.
Крім того, труби нафтопровідні не потребують внутрішнього антикорозійного покриття. Зовні нафтопроводи захищаються від іржі найчастіше простий у виробництві та дешевою бітумною мастикою.

Звичайні зварні труби середнього та великого діаметрів.

Діаметри – середній та великий, від 114 до 1420 міліметрів. Товщина стінок для електрозварювальних труб до 4 мм; для безшовних – до 32 міліметрів.
Один із стандартів (але не єдиний), за яким роблять труби для нафтопроводів – ГОСТ 20295-85. Він регламентує лише виробництво зварних труб.
Варто враховувати, що окремими ТУ виробляються і труби для районів Крайньої Півночі, які розраховані на вкрай низькі температури, і труби для підводних нафтопроводів, і купа інших специфічних нафтових труб.