Меню

Колонны насосно компрессорных труб муфтами

Насосно-компрессорные трубы, их назначение и маркировка. Эксплуатация

НКТ служат для извлечения жидкости и газа из скважин, нагнетания воды, сжатого воздуха (газа).

  • при добыче нефти, газа и газового конденсата,
  • при поддержании пластового давления,
  • при утилизации пластовых вод,
  • при КРС и текущем ремонте скважин (ТРС).

НКТ применяются в суровых условиях эксплуатации: постоянное давление, высокие механические нагрузки, воздействие на стенки агрессивных сред, что приводит к коррозии и эрозии.

Для обеспечения герметичности и надежности скрепление НКТ производится резьбовым соединением.

  • гладкие,
  • гладкие по ГОСТ 633-80,
  • гладкие высокогерметичные,
  • гладкие высокогерметичные по ГОСТ 633-80,
  • гладкие с узлом уплотнения,
  • гладкие высокогерметичные,
  • с высаженными наружу концами АРИ 5СТ, на которых нарезают наружную резьбу, а на один конец навинчивают соединительную муфту,
  • с повышенной пластичностью,
  • с повышенной хладостойкостью.

На расстоянии 0,4 — 0,6 м от конца труб, со стороны муфт, выбивают клеймо — маркировку.

Она указывает на: условный диаметр трубы, мм; группу прочности стали; толщину стенки, мм; товарный знак; месяц и год выпуска.

Трубы гладкие и муфты к ним изготавливают из стали групп прочности К, Е, Л, М, а трубы с высаженными концами — из стали групп прочности Д, К, Е, Л, М.

Поверхность их резьбы покрывают смазкой, обеспечивающей герметичность соединения и предохраняющей от задиров и коррозии.

Безмуфтовые насосно-компрессорные трубы (НКБ) обеспечивают герметичность соединений при давлении до 50 мПа.

Концы их имеют высадку наружу; соединение обладает большой прочностью.

Герметичность соединений обеспечивается коническими уплотнительными поверхностями, расположенными за резьбой со стороны меньших диаметров.

В соединении труб применена трапецеидальная резьба.

Муфтовые насосно-компрессорные трубы (НКМ) обеспечивают герметичность соединений при давлении до 50 мПа.

Прочность соединений составляет до 90% прочности тела трубы.

В соединении труб применена трапецеидальная резьба.

Насосно-компрессорные трубы из алюминиевых сплавов.

Устойчивы к воздействию сероводородной коррозии, что исключает применение ингибиторов коррозии.

Благодаря небольшой массе, удельная прочность алюминиевых труб в 2,5 раза выше, чем стальных.

Это позволяет составлять колонну в 2,5 раза длиннее, по сравнению с колонной из стальных труб.

Насосно-компрессорные трубы с защитными покрытиями применяют для предотвращения отложений в них парафина, солей и гипса, а также для защиты от коррозии.

При использовании этих труб уменьшается число потребных текущих ремонтов скважин, увеличивается срок их службы.

Внутреннюю поверхность НКТ покрывают жидким стеклом, эмалями, эпоксидными смолами или лаками.

Наиболее распространено остекловывание труб.

Стеклопластиковые НКТ. Применяются в нагнетательных скважинах системы ППД; утилизационных скважинах;газлифтных скважинах;добывающие скважины с УЭЦН.

Эксплуатация НКТ. В процессе эксплуатации следует соблюдать следующие правила:

Для погрузки, перевозки и разгрузки труб следует применять механизированные трубовозки.

Запрещается перевозить трубы волоком, нельзя допускать, чтобы при перевозке они провисали и изгибались.

Также нельзя сбрасывать их на землю, необходимо пользоваться краном.

Трубы следует укладывать на площадке, подложив под них деревянные бруски для предохранения от провисания и загрязнения.

Нельзя укладывать НКТ на землю.

На резьбовую часть каждой трубы должно быть навинчено предохранительное кольцо.

С целью проверки состояния труб перед подъемом с мостков через трубу необходимо пропустить шаблон длиной 0,5 — 1,0 м и диаметром на 2 — 3 мм меньше внутреннего ее диаметра.

Нижний конец трубы нужно поддерживать, следя за выходом шаблона.

Перед свинчиванием трубы необходимо металлической щеткой тщательно очистить от грязи резьбу, как муфты, так и ниппеля и смазать резьбы специальной смазкой.

Ударять ручником (кувалдой) по муфте в целях облегчения свинчивания или отвинчивания труб не разрешается.

При подъеме из скважины трубы следует укладывать на мостки с деревянными подкладками между рядами.

В СССР в разных республиках изготавливались НКТ следующих конструкций:

муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля (ГОСТ 633-80) (рисунок);

муфтовые гладкие высокогерметичные с конической резьбой трапецеидального профиля (тип НКМ по ГОСТ 633-80) (см. рисунок);

муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью (ТУ 14-3-1282-84) (см. рисунок);

муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля с узлом уплотнения из полимерного материала (ТУ 14-3-1534-87) (см. рисунок).

Синарский трубный завод (СинТЗ), 623401, г. Каменск-Уральский, Свердловской обл.;

Первоуральский новотрубный завод (ПНТЗ), 623112, г. Первоуральск, Свердловской обл., ;

Нижнеднепровский трубопрокатный завод (НДТЗ), 320060, г. Днепропетровск-60, ул. Столетова, 21;

Азербайджанский трубопрокатный завод (АзТЗ), 373200, г. Сумгаит, Азербайджан;

Руставский металлургический завод (РМЗ), 383040, Грузия, г. Рустави, ул. Гагарина, 12.

Читайте также:  Сортамент труб для наружных тепловых сетей

Насосно-компрессорные трубы и муфты к ним изготавливаются из сталей групп прочности Д, К и Е, механические свойства которых приведены в табл.

СинТЗ — трубы размерами 60 и 73 мм;

Геометрические параметры труб приведены в табл, предельные нагрузки, соответствующие пределу текучести материала — в табл. 98.

Предельные нагрузки для НКТ типа НКМ, соответствующие пределу текучести материала труб, приведены в табл. 99.

Трубы насосно-компрессорные гладкие с резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью ТУ 14-3-1282-84) изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 633-80 (исполнение Б) из стали группы прочности Д, обработанной (рафинированной) синтетическим шлаком.

Источник

Конструкция колонн насосно-компрессорных труб

Полезная модель относится к области горного дела, к соединениям труб посредством муфт с эластичными уплотнительными кольцами, и может быть использована при добыче нефти. Техническая сущность предложенного решения заключается в том, что в известной конструкции колонн насосно-компрессорных труб, содержащих трубы стандартной длины, соединенные между собой стальными муфтами посредством треугольной конической трубной резьбы с расточкой у торцов и уплотнительным кольцом в ней, трубы выполнены из стеклопластика с утолщенными стенками на концах, а резьбовые соединения труб и стальных муфт — со специальной треугольной конической с закругленными вершинами выступов и оснований резьбой с диаметром, увеличенным на типоразмер относительно диаметра труб, и снабжены у каждого торца дополнительной расточкой с эластичным уплотнением. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 1. Применение стеклопластиковых труб в комплексе с успешно используемой технологией спуско-подъемных операций. 2. Повышение надежности лифтовых колонн нефтедобывающих скважин с точки зрения охраны недр, снижение стоимости работ по текущему и капитальному ремонту скважин. 3. Снижение затрат электроэнергии при подъеме жидкости из скважины благодаря уменьшению гидравлических потерь в подвеске. 4. Снижение затрат энергии на спуско-подъемные операции при текущем и капитальном ремонте скважин вследствие неизменности стандартных технологий при снижении удельного веса монтируемого оборудования. 2 фиг. ил.

Полезная модель относится к области горного дела, к соединениям труб посредством муфт с эластичными уплотнительными кольцами, и может быть использована при добыче нефти.

Известны конструкции колонн насосно-компрессорных труб, содержащие трубы стандартной длины, соединенные между собой стальными муфтами посредством треугольной конической трубной резьбы (Нефтепромысловое оборудование. Справочник. Под ред. Е.И.Бухаленко — М., Недра, 1990 — 559 с. ил.).

Основную часть сортамента насосно-компрессорных труб, применяемых в нефтяном деле, составляют стальные трубы, в которых применяются самоуплотняющаяся резьба, которая имеет недостаточный уровень герметизации. При этом необходимо отметить высокую степень коррозии стальных труб и, вследствие этого, их малый ресурс.

Известна также конструкция колонн насосно-компрессорных труб, содержащих трубы стандартной длины, соединенные между собой стальными муфтами посредством треугольной конической трубной резьбы с расточкой у торцов и уплотнительным кольцом в ней (Патент РФ №2294477 на изобретение «Соединение обсадных колонн или насосно-компрессорных труб с конической резьбой на концах в нефтяных и газовых скважинах» МПК 7: F16L 19/00, опубл. 27.02.2007 г. — прототип).

Недостатком известного устройства, взятого нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является недостаточная герметизация и невозможность использования с трубами из стеклопластика вследствие недостаточной устойчивости витков резьбы на срез под действием осевой нагрузки от веса колонны.

Задачей, решаемой использованием предложенной полезной модели, является повышение несущей способности и ресурса использования колонн насосно-компрессорных труб, изготовленных из стеклопластика.

Техническая сущность предложенного решения заключается в том, что в известной конструкции колонн насосно-компрессорных труб, содержащих подвеску труб стандартной длины, соединенных между собой стальными муфтами посредством треугольной конической трубной резьбы с увеличенным шагом и закругленным профилем резьбы с проточкой канавки на концевой части трубы и применением эластичного уплотнения в ней, подвеска труб выполнена из стеклопластика с утолщенными стенками на концах, а резьбовые

соединения и стальные муфты для них выполнены на больший диаметр типоразмера трубы.

Применяемые стальные муфты с наружными геометрическими размерами стандартных муфт по ГОСТ 633-80 позволяют производить спуско-подъемные операции без изменения применяемой технологии, инструмента и приспособлений.

Выполнение труб из стеклопластика обеспечивает снижение гидравлических потерь при перекачивании жидкости по трубе, утолщенные стенки концов трубы позволяют увеличить долговечность концов труб которые контактируют с ключами при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений, снижение веса колонн и обеспечение возможности нарезки соединительной резьбы большего на типоразмер диаметра и шага, чем диаметр трубы позволяет увеличить несущую способность резьбового соединения.

Читайте также:  Труба выхлопная т 150 под ямз

Выполнение резьбовых соединений в виде специальной треугольной конической с закругленными вершинами выступов (по типу резьбы, применяемой фирмой «Амерон») и оснований резьбой с диаметром, увеличенным на типоразмер относительно диаметра труб, обеспечивает уменьшение зон опасных разрушающих напряжений в теле трубы.

На фиг.1 изображено заявленное устройство (вид сбоку, продольный разрез); на фиг.2 — продольный разрез стенки трубы заявленного устройства; на фиг.3 — вид по А на фиг.2.

Конструкция колонн насосно-компрессорных труб включает непосредственно трубу 1 с муфтой 2, соединяемых между собой и с другими трубами посредством резьбы 3. У торцов трубы 1 размещены уплотнительные кольца 4, располагаемые в кольцевой выточке 5. Трубы 1 выполнены из стеклопластика.

Вершины и основания витков 6 резьбы 3 выполнены закругленными. Резьба 3 имеет диаметр, на типоразмер превышающий диаметр трубы и, благодаря наличию наружного утолщения 7. Например, труба диаметром 2,5 дюйма снабжается резьбой 3 дюйма.

Предлагаемое устройство монтируется в скважине путем последовательного свинчивания труб 1 с муфтами 2. При этом низ колонн может быть оборудован погружными насосами, для подъема жидкости из скважины по полости колонны насосно-компрессорных труб 1 или пакером при закачке воды в нагнетательные скважины.

Выполнение труб 1 из стеклопластика обеспечивает снижение веса и металлоемкости колонн, благодаря чему уменьшается нагрузка на устьевое оборудование, тем самым улучшая условия его эксплуатации, и снижаются гидравлические сопротивления при перекачивании жидкости по трубе, чем экономится энергия на извлечение полезного ископаемого из скважины и значительно увеличивается срок службы труб из-за снижения скорости коррозиии труб по сравнению со стальными.

Выполнение резьбовых соединений 3 в виде специальной треугольной конической с закругленными вершинами выступов 6 и оснований резьбой обеспечивает уменьшение зон опасных разрушающих напряжений в теле трубы, чем повышается степень его герметичности и надежности.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

1. Применение подвесок стеклопластиковых труб без изменения технологии спуско-подъемных операций, инструмента и приспособлений.

2. Повышение надежности лифтовых колонн нефтедобывающих скважин и уменьшение объемов работ по текущему и капитальному ремонту скважин за счет этого.

3. Снижение затрат электроэнергии при подъеме жидкости из скважины благодаря уменьшению гидравлических потерь в подвеске.

4. Снижение стоимости спуско-подъемных операций при текущем и капитальном ремонте скважин за счет использования стандартных технологий.

Конструкция колонн насосно-компрессорных труб, содержащая подвеску труб стандартной длины, соединенных между собой стальными муфтами посредством треугольной конической трубной резьбы с увеличенным шагом и закругленным профилем резьбы с проточкой канавки на концевой части трубы и применением эластичного уплотнения в ней, отличающаяся тем, что подвеска труб выполнена из стеклопластика с утолщенными стенками на концах, а резьбовые соединения и стальные муфты для них выполнены на больший диаметр типоразмера трубы.

Источник

Насосно-компрессорные трубы – зачем они нужны?

При эксплуатации нефтяных и газовых скважин, по которым транспортируются жидкие и газообразные вещества, активно используются насосно-компрессорные трубы (НКТ). О них и пойдет речь в данной статье.

1 Насосно-компрессорные трубы – характеристики и классификация

При помощи данных труб, работающих в условиях агрессивных сред, с коими они постоянно взаимодействуют, и серьезных механических нагрузок, газ и жидкости могут доставляться до поверхности скважин от продуктивной зоны. НКТ-изделия, кроме того, оберегают от эрозии и коррозионных явлений, асфальтенов и парафиновых наложений обсадные трубы за счет того, что используются в качестве изолятора транспортируемых потоков от стен скважины. Их также применяют для проведения специальных спуско-подъемных и ремонтных работ.

В связи со всем вышесказанным можно выделить четыре главных свойства, коими обязательно должны обладать описываемые изделия. К таковым относят:

  • проходимость труб в сложных местах стволов скважин (например, на участках сильного искривления);
  • безупречную герметичность соединений колонн изделий;
  • высокую износостойкость;
  • достаточную прочность.

НКТ устанавливаются в скважину с применением пакеров (фиксирующие элементы) после того, как были смонтированы и зацементированы обсадные трубы. Соединение отдельных секций НКТ-труб, которые могут иметь длину до 11,5 метров, осуществляется при помощи муфт. Сечение насосно-компрессорных изделий может варьироваться в достаточно-таки широких пределах от 50,8 до 139,7 миллиметров (соответственно, от 2 до 5,5 дюймов).

Классифицируются рассматриваемые трубы по нескольким характеристикам. Одна из них – вид выкачиваемого флюида. В зависимости от него изделия могут быть предназначены для:

  • газо- и водонагнетающих скважин;
  • нефтяных скважин;
  • скважин по добыче тяжелой нефти (иначе говоря – битума);
  • газовых скважин.

Отечественный стандарт на насосно-компрессорные трубы (ГОСТ 633–80) подразделяет изделия на три типа:

  • гладкие муфтовые трубы треугольного профиля с конической резьбой с высокими показателями хладостойкости и пластичности;
  • гладкие с узлом уплотнения;
  • высокогерметичные гладкие муфтовые изделия трапецеидального профиля с конической резьбой;
  • гладкие муфтовые треугольного профиля с конической резьбой.
Читайте также:  Как заполнить трубу песком

Аналогом российского Государственного стандарта является API 5CT – нормативный документ США, который принят в ряде стран мира.

2 Колонны НКТ – особенности монтажа, важные свойства

Насосно-компрессорные изделия в отличие от обсадных труб допускается демонтировать для осуществления их ремонта или замены определенного участка трубопровода. Причем выполнять данную операцию извлечения можно 2–3 раза за время эксплуатации изделий. В связи с этим при проектировании НКТ-колонн (они представляют собой несколько последовательно соединенных труб) инженеры учитывают необходимость их эффективного, быстрого и безопасного монтажа, а также возможность оперативной переустановки или удаления в случае потребности.

В одной скважине допускается монтаж нескольких колонн НКТ, если добыча производится одновременно с разных горизонтов, либо всего одной. Как правило, установка больше двух колонн в одну скважину проектировщиками не предусматривается. Они чаще направляют свое внимание на то, чтобы скважины комплектовались такими трубами, которые бы могли долго эксплуатироваться и при этом не требовать регулярной замены.

Заметим, что современные изделия НКТ обычно выполняют несколько разных функций, которые позволяют:

  • осуществлять через насосные изделия кислотные работы, обнаружение воды, тестирование системы, измерение давления;
  • перфорировать при комплектации продуктивные горизонты;
  • снижать вероятность возникновения давления между обсадной колонной и трубой (то есть в кольцевом пространстве), обеспечивать циркуляцию выброса на поверхность.

Любая колонна НКТ на сегодняшний день должна:

  • обладать высокой прочностью на растяжение;
  • гарантировать оптимальный поток;
  • не поддаваться нагрузкам, которые образуются при проведении стимуляционных работ (гидроразрывочные мероприятия, кислотная обработка и пр.) в трубопроводе;
  • обеспечивать при транспортировке потока в закрытом состоянии его наибольшее давление (поверхностное);
  • иметь максимальный потенциал эрозии и коррозионный потенциал на протяжении всего времени эксплуатации газовой или нефтяной скважины;
  • комплектоваться надежными муфтами, способными выдерживать растягивающие и сжимающие усилия, а также не давать утечек

Если изделия соответствуют указанным требованиям, колонны способны служить до 20 лет без необходимости их извлечения из скважины.

3 Нюансы производства НКТ и их испытаний

Изготавливаются интересующие нас изделия из разных материалов:

  • стеклопластик: трубы из него обычно монтируются в скважинах с УЭЦН (насосы электроцентробежного типа), утилизационных и нагнетательных скважинах;
  • сталь марок 30ХМА, 30 (горячекатаные листы), 20 и некоторых других: если готовые металлические трубы имеют хотя бы малейшее отклонение от ГОСТ, их переплавляют;
  • сплавы на основе алюминия: дают возможность отказаться от введения в состав конструкций веществ, подавляющих коррозионные проявления, так как характеризуются высоким уровнем противодействия сероводородной коррозии. Небольшой вес алюминиевых труб позволяет также выполнять их большей длины по сравнению с традиционными металлическими конструкциями.

Многие производители, в том числе и российские, наносят на изделия НКТ специальные покрытия для защиты от коррозии, отложений солей, парафина, гипса, что повышает срок эксплуатации труб и уменьшает количество текущих и плановых ремонтных мероприятий. Покрытиями (лаками с особыми свойствами, эпоксидными смолами, жидким стеклом) обрабатывают внутреннюю поверхность колонн. Отметим, что нержавеющие трубы для обустройства скважин не применяются, поэтому изделия НКТ со спецпокрытиями – это единственный вариант защиты трубопроводов от негативных влияний.

Все насосные трубы подвергаются строгому контролю на:

  • коррозионное сульфидное растрескивание;
  • твердость;
  • растяжение;
  • гидроустойчивость;
  • ударную вязкость.

Если хотя бы по одному пункту испытания не пройдены, изделие отправляется на переработку, использовать его по назначению категорически запрещается.

4 Требования к эксплуатации НКТ

Высокие требования к качеству труб дополняются и особыми условиями их хранения, транспортировки, монтажа. Важно соблюдать следующие правила:

  • Не хранить изделия на земле, следует укладывать их на бруски из древесины, чтобы обезопасить от загрязнения и провисания. Желательно организовывать спецплощадки для складирования труб, если планируется их длительное хранение.
  • Перевозка должна производиться с применением трубовозок механизированного вида, а разгрузка (и погрузка) – с помощью крана. Нельзя транспортировать конструкции волоком.
  • Запрещено бить по муфте кувалдой, чтобы ускорить процесс отвинчивания либо свинчивания НКТ. Облегчить данные процедуры можно путем использования смазки для обработки резьбовых соединений и посредством очистки муфт и резьбы от грязи щеткой с металлическими щетинками.
  • На резьбу труб во время перевозки надевают предохранительные кольца.

Добавим, что, доставая трубы из скважины, их нужно складировать на мостки, между рядами которых устанавливаются деревянные подкладки.

Источник

Adblock
detector