Насосно-компрессорная труба: рецепт долголетия. Дипломная работа: Техническое перевооружение цеха по ремонту насосно-компрессорных труб Экономическая оценка проекта

Введение

1. Анализ состояния техническое перевооружение участка цеха по обслуживанию и ремонту НКТ

2. Техническая часть

2.1 Назначение, техническая характеристика НКТ

2.2 Устройство и применение НКТ

2.3 Применение НКТ

2.4 Характерные отказы НКТ

2.5 Расчёт НКТ на прочность

2.6 Характеристика цеха по обслуживанию и ремонту НКТ

2.7 Оборудование цеха по обслуживанию и ремонту НКТ

2.8 Внедрение нового оборудования для обслуживания и ремонта НКТ

3. Экономическая часть

3.1 Расчет экономического эффекта внедрения нового оборудования

3.2 Расчет экономической эффективности проекта

3.3 Сегментация рынка данной отрасли

3.3.1 Маркетинговая стратегия

3.3.2 Стратегия на развитие услуги

4 Безопасность жизнедеятельности

4.1Вредные и опасные факторы производства

4.2 Методы и средства защиты от вредных и опасных факторов

4.3 Инструкции по технике безопасности и охране труда для работника цех по обслуживанию и ремонту НКТ

4.4 Расчет освещения и вентиляции

4.5 Экологическая безопасность

4.6 Пожарная безопасность

5 Заключение

6 Список литературы

Аннотация

В данной дипломной работе проведен анализ производственной деятельности участка по обслуживанию и ремонту насосно-компрессорных труб (НКТ) на предприятии нефтяного машиностроения, в части описания состояния с ремонтом НКТ, описания маркетинговой стратегии развития данного сегмента рынка, организации производственного процесса, разработки технологии ремонта НКТ, выбора инструмента, режимов обработки, типа оборудования, экономического обоснования внедрения нового оборудования или технологии, описания безопасных условий труда и экологических требований. Разработаны мероприятия по модернизации производственного процесса. Все предложенные мероприятия обоснованы, рассчитан общий экономический эффект, который получит предприятие в результате их реализации.

Введение

Рано или поздно в жизни любой насосно-компрессорной трубы (если она еще не рассыпалась от коррозии) наступает день, когда ее эксплуатация уже невозможна по причине сужения внутреннего диаметра или частичного разрушения резьбы. На переднем крае борьбы с вредными отложениями на НКТ и коррозией находятся нефтедобывающие компании. Не имея возможности повлиять на защитные качества уже находящихся в эксплуатации труб, нефтедобывающие компании либо отправляют такие трубы в лом, либо удаляют из НКТ все отложения и заново нарезают резьбу с помощью специального оборудования в составе ремонтных комплексов.

Различные варианты оснащения таких цехов на ремонтных базах нефтедобывающих компаний предлагают несколько российских предприятий - НПП «Техмашконструкция» (Самара), «УралНИТИ» (Екатеринбург), Игринский трубно-механический завод (Игра) и др.

В России 120 тыс. скважин, и чистят трубы далеко не везде. Кроме того, никакие методы очистки непосредственно на скважине не избавляют от постепенного загрязнения НКТ отложениями.

Нефтяники на ремонтных базах эксплуатируют до 50 комплексов по очистке и ремонту НКТ – от самых примитивных до весьма совершенных.

Данный дипломный проект является учебным документом, выполненным по учебному плану на завершающем этапе обучения в высшем учебном заведении. Это самостоятельная выпускная комплексная квалификационная работа, главной целью и содержанием которой является проектированиеучастка по обслуживанию и ремонту насосно-компрессорных труб (НКТ) на предприятии нефтяного машиностроения.

Работа предусматривает решение маркетинговых, организационно-технических и экономических вопросов, защиты окружающей среды и охраны труда.

Также, в работе ставится задача изучения и решения научно-технических проблем, имеющих важное производственное значение для развития современных технологий в области нефтяного машиностроения.

В процессе работы над дипломным проектом студент обязан проявить максимум творческой инициативы и быть ответственным за содержание, объем и форму выполняемой работы.

Целью данного дипломного проекта является разработка проектаучастка по обслуживанию и ремонту насосно-компрессорных труб (НКТ) на предприятии нефтяного машиностроения.

К задачам проекта относятся:

Описание состояния проблемы;

Описание маркетинговой стратегии развития данного сегмента рынка;

Описание конструктивных особенностей НКТ;

Описание производственного процесса, технологии ремонта НКТ, инструмента, оборудования;

Разработка и экономическое обоснование комплекса мероприятий, направленных на повышение эффективности производственного процесса.

Описания безопасных условий труда и экологических требований

1.Анализ состояния техническое перевооружение участка цеха по обслуживанию и ремонту НКТ

Защита насосно-компрессорных труб (НКТ) от коррозии и вредных отложений асфальтенов, смол и парафинов (АСПО) резко увеличивает срок их службы. Лучше всего это достигается применением труб с покрытиями, однако многие нефтедобытчики предпочитают «старый добрый» металл, игнорируя успехи российских новаторов.

Не имея возможности повлиять на защитные качества уже находящихся в эксплуатации труб, нефтедобытчики применяют разные способы удаления АСПО, в первую очередь химический (ингибирование, растворение) как наименее затратный. С определенной периодичностью в затрубное пространство закачивается раствор кислоты, которая смешивается с нефтью и удаляет новообразования АСПО на внутренней поверхности НКТ. Химическая чистка также нейтрализует коррозионное разрушающее воздействие на трубу сероводорода. Такое мероприятие не мешает добыче нефти, а состав ее после реагирования с кислотой меняется незначительно.

Кислотная и другие виды обработки НКТ, конечно, применяются для их текущей очистки на скважине, но ограниченно - в России 120 тыс. скважин, и чистят трубы далеко не. Кроме того, никакие методы очистки непосредственно на скважине не избавляют от постепенного загрязнения НКТ отложениями».

Помимо химического метода очистки труб, иногда используется механический (скребками, опускаемыми на проволоке или штангах). Другие методы, а это депарафинизация с помощью волнового воздействия (акустического, ультразвукового, взрывного), электромагнитный и магнитный (воздействие на флюид магнитными полями), тепловой (прогрев НКТ горячей жидкостью или паром, электротоком, термохимическая депарафинизация) и гидравлический (штуцированиесечений трубопроводов для инициации выделения газовой фазы - специальными и гидроструйными устройствами) применяются еще реже ввиду их относительной дороговизны.

Нефтяники на ремонтных базах эксплуатируют до 50 комплексов по очистке и ремонту НКТ – от самых примитивных до весьма совершенных, а значит, они востребованы. При сильном загрязнении или повреждении НКТ коррозией (в случае если нефтедобывающая компания не имеет соответствующего оборудования для их восстановления) трубы отправляются на ремонт в специализированную компанию. Трубы, не удовлетворяющие требованиям технических условий и не имеющие соответствующих параметров, отбраковываются. Пригодные для ремонта трубы подвергаются отрезке резьбовой части, которая изнашивается сильнее всего. Нарезается новая резьба, навинчивается новая муфта и маркируется. Восстановленные трубы увязываются в пакет и отправляются поставщику.

Существуют различные технологии восстановления и ремонта НКТ. К наиболее современным относится технология восстановления и ремонта НКТ по технологии нанесения на резьбу твёрдого слоя специального антизадирного покрытия (НТС).

Ремонт НКТ по технологии НТС осуществляется в соответствии с (ТУ 1327-002-18908125-06) и обеспечивает сокращение совокупных затрат на содержание фонда НКТ в 1,8 – 2 раза за счет:

Восстановления резьбы у 70% труб без отрезания резьбовых концов и укорачивания тела трубы;

Увеличения более чем в 10 раз (гарантии до 40 СПО для фондовой НКТ и свыше 150 СПО для технологической НКТ при условии соблюдения РД 39-136-95) ресурса износостойкости резьбы отремонтированных труб по сравнению с ресурсом резьбы новых труб;

Сокращения в 2-3 раза объемов закупки новых НКТ за счет повышения ресурса восстановленных труб и сокращения отходов ремонтной деятельности.

2.Техническая часть

2.1 Назначение, техническая характеристика НКТ

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) применяются в процессе эксплуатации нефтяных, газовых, нагнетательных и водозаборных скважин для транспортировки жидкостей и газов внутри обсадных колонн, а также для ремонтных и спускоподъемных работ.

Трубы НКТ соединяются между собой при помощи муфтовых резьбовых соединений.

Резьбовые соединения насосно-компрессорных труб обеспечивают:

Проходимость колонн в стволах скважин сложного профиля, в том числе в интервалах интенсивного искривления;

Достаточную прочность на все виды нагрузок и необходимую герметичность соединений колонн труб;

Требуемую износостойкость и ремонтопригодность.

Насосно-компрессорные трубы изготавливаются в следующих исполнениях и их комбинациях:

С высаженными наружу концами по ТУ 14-161-150-94, ТУ 14-161-173-97, АРI 5СТ;

Гладкие высокогерметичные по ГОСТ 633-80, ТУ 14-161-150-94, ТУ 14-161-173-97;

Гладкие с узлом уплотнения из полимерного материала по ТУ 14-3-1534-87;

Гладкие, гладкие высокогерметичные с повышенной пластичностью и хладостойкостью по ТУ 14-3-1588-88 и ТУ 14-3-1282-84;

Гладкие, гладкие высокогерметичные и с высаженными наружу концами коррозионностойкие в активных сероводородсодержащих средах, имеющие повышенную коррозионную стойкость при солянокислой обработке и являющиеся хладостойкими до температуры минус 60°С по ТУ 14-161-150-94, ТУ 14-161-173-97.

По требованию заказчика трубы с узлом уплотнения из полимерного материала могут изготавливаться с повышенной пластичностью и хладостойкостью. По соглашению сторон трубы могут изготовляться коррозионностойкими для сред с низким содержанием сероводорода.

Удалить АСПО на скважине

На переднем крае борьбы с вредными отложениями на НКТ и коррозией находятся нефтедобывающие компании. Не имея возможности повлиять на защитные качества уже находящихся в эксплуатации труб, нефтедобытчики применяют разные способы удаления АСПО, в первую очередь химический (ингибирование, растворение) как наименее затратный. С определенной периодичностью в затрубное пространство закачивается раствор кислоты, которая смешивается с нефтью и удаляет новообразования АСПО на внутренней поверхности НКТ. Химическая чистка также нейтрализует коррозионное разрушающее воздействие на трубу сероводорода. Такое мероприятие не мешает добыче нефти, а состав ее после реагирования с кислотой меняется незначительно.

«Кислотная и другие виды обработки НКТ, конечно, применяются для их текущей очистки на скважине, но ограниченно - в России 120 тыс. скважин, и чистят трубы далеко не везде, считает Иосиф Лифтман, главный инженер проекта ОАО " УралНИТИ" (Екатеринбург). - Кроме того, никакие методы очистки непосредственно на скважине не избавляют от постепенного загрязнения НКТ отложениями».

Помимо химического метода очистки труб, иногда используется механический (скребками, опускаемыми на проволоке или штангах). Другие методы, а это депарафинизация с помощью волнового воздействия (акустического, ультразвукового, взрывного), электромагнитный и магнитный (воздействие на флюид магнитными полями), тепловой (прогрев НКТ горячей жидкостью или паром, электротоком, термохимическая депарафинизация) и гидравлический (штуцирование сечений трубопроводов для инициации выделения газовой фазы - специальными и гидроструйными устройствами) применяются еще реже ввиду их относительной дороговизны.

Распределение отказов в НКТ по видам (рис. ОАО «Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод», Украина)

Все эти мероприятия отвлекают финансовые средства и замедляют (кроме химического способа) процесс добычи нефти. Поэтому усилия трубной промышленности по выпуску неметаллических НКТ и специальных, с защитными покрытиями их внутренней поверхности и особенно муфт, встречают понимание нефтедобытчиков.

Хотя в последнее время, в связи с резким снижением доходности нефтедобычи, интерес к новым технологиям изготовления труб стал сугубо теоретическим, есть и исключения. «На сегодняшний день по ряду скважин, где наиболее выражено коррозионное воздействие, мы используем стеклопластиковые трубы, которые прошли успешное испытание у нас в 2007-2008 годах, - говорит Алексей Крякушин, зам. начальника Управления добычи нефти и газа ОАО " Удмуртнефть" (Ижевск). - Производители труб с полимерными, силикатно-эмалевыми покрытиями постоянно предлагают свою продукцию, но если она стоит в два раза больше, а служит дольше только в 1,5 раза (условно говоря), то и покупать ее нет смысла. В любом случае это вопрос экономической эффективности».

Надо отметить, что «Удмуртнефть» - одно из немногих предприятий, регулярно испытывающих и применяющих новые типы НКТ в своей производственной деятельности.

Восстановление НКТ

Рано или поздно в жизни любой трубы (если она еще не рассыпалась от коррозии) наступает день, когда ее эксплуатация уже невозможна по причине сужения внутреннего диаметра или частичного разрушения резьбы. Нефтедобывающие компании либо отправляют такие трубы в лом, либо удаляют из НКТ все отложения и заново нарезают резьбу с помощью специального оборудования в составе ремонтных комплексов. Различные варианты оснащения таких цехов на ремонтных базах нефтедобывающих компаний предлагают несколько российских предприятий - НПП «Техмашконструкция» (Самара), «УралНИТИ» и др.

«Соли мало кто чистит, трубные склады некоторых компаний забиты непригодными НКТ, - рассказывает Иосиф Лифтман. - В поставляемый нами комплексно-механизированный цех по очистке и ремонту НКТ входит все необходимое оборудование, в том числе для очистки труб от АСПО и солей, дефектоскопии, обрезки изношенных резьбовых соединений и нарезки новых, нанесения новой маркировки. Также мы разработали отдельный технологический блок для удаления солей и особо вязких АСПО. Возможно и нанесение диффузионного цинкового покрытия на отдельном оборудовании.

Нефтяники на ремонтных базах эксплуатируют до 50 комплексов по очистке и ремонту НКТ - от самых примитивных до весьма совершенных, а значит, они востребованы. Только нашим предприятием поставлено 20 таких цехов. Когда трубы несколько лет назад стали дорожать, стало нецелесообразно покупать новые НКТ, дешевле было ремонтировать старые, поэтому наблюдался рост спроса на нашу продукцию. Сейчас металл подешевел с 45-50 тыс. руб. за тонну НКТ до 40-42 тыс. руб. Это не такое критичное снижение, но спрос на оборудование упал. Комплексный цех стоит около 130 млн. руб., его окупаемость при полной загрузке составляет 1-1,5 года в зависимости от уровня оплаты труда персонала. Ремонт одной НКТ обходится в 5-7 раз дешевле, чем закуп новой, а ресурс отремонтированной трубы - 80%. Вообще, ресурс работы НКТ зависит от глубины скважины, загрязненности нефти и т.п. В некоторых скважинах трубы стоят по 3-4 месяца, и их уже надо доставать, в других, которые выдают почти чистое топливо, они могут работать и 10 лет».

При сильном загрязнении или повреждении НКТ коррозией (в случае если нефтедобывающая компания не имеет соответствующего оборудования для их восстановления) трубы отправляются на ремонт в специализированную компанию. «Трубы, поступающие от заказчика, проходят гидротермическую обработку с целью очистки их поверхности от АСПО, - рассказывает Владимир Прозоров, главный инженер ООО " Игринский трубно-механический завод", ИТМЗ (пос. Игра, Удмуртия). - Трубы, не удовлетворяющие требованиям технических условий и не имеющие соответствующих параметров, отбраковываются. Пригодные для ремонта трубы подвергаются отрезке резьбовой части, которая изнашивается сильнее всего. Нарезается новая резьба, навинчивается новая муфта и маркируется. Восстановленные трубы увязываются в пакет и отправляются поставщику».

«Гидронефтемашем» (Краснодарский край) для удаления отложений с природными радионуклилидами опробован гидромеханический метод очистки. Его преимущества: возможность удаления комплексных отложений (солевых, с органическими соединениями нефти) без ограничений по химическому составу, прочности и толщине отложений; исключение деформирования и разрушения очищаемых НКТ.

Различные напыления

Внутреннее диффузионное цинковое покрытие (ДЦП) имеет высокую адгезию к железу и низкую к парафинам. Слоистая конструкция, образованная в результате взаимной диффузии атомов цинка и железа, показала высокую коррозионную и эрозионную стойкость, улучшенную герметичность резьбовых соединений (допускается до 20 операций свинчивания-развинчивания) и увеличенный в 3-5 раз срок их службы.

Внедрению таких НКТ в практику еще несколько лет назад препятствовала ограниченная длина труб (6,3 м), которые можно было обрабатывать на российском оборудовании, что увеличивало число стыков и снижало срок эксплуатации всего объекта. «В 2004 году мы ввели в действие производство по диффузионному оцинкованию труб в г. Орске (Оренбургская область), - рассказывает Андрей Сакардин, коммерческий директор ООО " Проминнтех" (Москва). - Стало возможным наносить ДЦП на трубы нефтяного сортамента длиной 10,5 м. По сравнению с полимерными, ДЦП не склонно к старению, обладает высокой твердостью и износостойкостью, не требуют периодической принудительной очистки. Цинковая составляющая обеспечивает покрытию достаточную пластичность, протекторные свойства и выступает как твердая смазка. Такие трубы легко транспортировать без повреждения покрытия, в отличие от труб с неметаллическими покрытиями, особенно эмалевыми или стеклоэмалевыми.

НКТ с цинковым покрытием сейчас эксплуатируются " Лукойлом", " Роснефтью" и другими компаниями. Однако в связи с падением цен на сырье денег у добывающих компаний стало намного меньше, поэтому и спрос на трубы с ДЦП снизился».

Помимо относительно высокой цены, можно отметить и технические недостатки таких труб - это шероховатость цинкового покрытия и его неприменимость на скважинах, нефть которых имеет щелочную реакцию. В итоге ситуация складывается так, что цинковое покрытие наносится сейчас исключительно на муфты и реже - на резьбу самой НКТ. «Новые муфты с термодиффузионным цинкованием уже предлагаются трубными заводами, изготовляющими муфты, и такая продукция востребована, - утверждает Иосиф Лифтман. - Можно сказать, что выпуск таких муфт стал стандартной опцией. Все зависит от глубины скважины и нагрузки на резьбы, для мелких скважин применение таких муфт не так актуально, как для глубоких. Вообще, все виды напылений имеют повышенную хрупкость, за исключением диффузионного цинкового, который не портит металл трубы и обладает антизадирными свойствами».

Резьба с напыленным металлическим порошком (фото ООО «ИТМЗ»)

Игринский трубно-механический завод освоил метод воздушно-плазменного напыления металлических порошков (смесь вольфрама, кобальта, молибдена и латуни) на резьбу НКТ без изменения геометрии и свойств металлической основы, с целью придания ей улучшенных эксплуатационных свойств износо-коррозионностойкости. Покрытие ниппельной части резьбы заметно повышает страгивающую нагрузку. При испытании на растяжение НКТ 73Ч5.5-Д фактическая нагрузка составила 560 кН, а усилие растяжения до полного разрушения - 704 кН, что превышает норматив по группе прочности Е.

Но в связи с оптимизацией расходов «нефтедобытчикам стало невыгодно покупать НКТ с плазменным напылением на резьбу, - делится Владимир Прозоров. - Технология достаточно дорогая и востребована сейчас только специализированными организациями, которые занимаются ремонтом скважин - например, ЗАО " КРС" (ОАО " Удмуртнефть"). При ремонте часто повторяется процесс подъема-опускания подвесок, и резьбовая часть труб подвергается сильному износу. Поэтому нужны термоупрочненные резьбы, что и достигается напылением на них металлического порошка. Обычная же НКТ, в общем, не требует этого».

Силикатно-эмалевое покрытие
С технической точки зрения эмалирование - процесс адгезии силикатной эмали на поверхности металла, при этом прочность сцепления полученного композита выше прочности самой эмали. К достоинствам труб с эмалевым покрытием относятся широкий температурный диапазон эксплуатации (от -60°С до +350°С), высокая стойкость к абразивному износу и стойкость к коррозионному воздействию.

Фрагменты эмалированных НКТ (фото ЗАО «Эмант»)

Технологии нанесения эмали не позволяют наносить ее на муфты, но можно использовать фосфатирование [создание на поверхности изделий из углеродистой и низколегированной стали пленки нерастворимых фосфатов толщиной 2-5 мкм, предохраняющей металл, при дополнительном нанесении лакокрасочного покрытия, от коррозии, - прим. EnergyLand.info], либо термодиффузионное оцинкование, что нивелирует этот недостаток.
«Фосфатированные муфты предусмотрены ГОСТ 633-80, и их обычно и используют. Наша компания использует ДЦП-муфты собственного производства, и только если клиент просит удешевить товар, навинчиваем фосфатированные», - говорит Дмитрий Боровков, Генеральный директора ЗАО «Эмант» (Москва).
«Силикатно-эмалевые трубы (эмНКТ) дороже " черных", спектр их применения достаточно узок, но в экстремальных условиях усложненной добычи, где по коррозии обычные НКТ стоят менее года или где для очистки от АСПО приходится скребковать внутреннюю поверхность трубы несколько раз в сутки, эмНКТ - кардинальное решение проблемы и однозначно себя окупают, -уверен Александр Переседов, зам. Генерального директора ЗАО " Эмант". - Считается, что силикатно-эмалевые НКТ не применяются в комплексе со станком-качалкой, который истирает это покрытие, но это неверно».

НКТ с покрытием из фритты ЭСБТ-9 (фото ООО «Советскнефтеторгсервис»)

«Патент на эмНКТ принадлежит лично мне и используется только ЗАО " Эмант", - продолжает Дмитрий Боровков. - На скважинах со штанговыми глубинными насосами эмНКТ применял ЛУКОЙЛ-Коми. Эффект очень высок, но наши трубы дороги, и их рентабельно применять на весьма узком сегменте остро-проблемных скважин с высоким дебитом. Там, где " черные" НКТ, хотя и в коррозионном исполнении, превращаются в сито менее чем за 100 суток, эмНКТ стоит уже более четырех лет. Правда, таких бедовых скважин не так много, к нашему сожалению, но разница во времени эксплуатации уже составила 16 раз.
В Западной Сибири считается, что скважина парафинистая, если в нее опускают скребок каждые две недели. Но, например, в Коми нефть настолько вязкая, что есть месторождения где ее в шахтах добывают. А если извлекают по НКТ, то скребок в " черных" трубах опускают от 10 до 16 раз в сутки, плюс низкая температура в забое (не выше 40єС), т.е почти сразу происходит кристаллизация парафина. В эмНКТ скребок опускается один раз в сутки для извлечения отложений из муфтового кармана. Сейчас нами освоено производство труб с резьбой НКМ (никелевый сплав), что позволит снять и эту проблему. Также нефтяникам мы предлагаем в комплект к нашим трубам эмалированные скребки, так как в условиях добычи высоковязкой нефти обычный скребок сам быстро превращается в тампон».
Между тем ООО «Советскнефтеторгсервис» (Набережные Челны) также разработало технологию нанесения однослойного внутреннего силикатно-эмалевого покрытия на основе фритты [богатый кремнеземом стеклянный состав, обожженный на малом огне до спекания (но не сплавления) массы, - прим. EnergyLand.info] марки ЭСБТ-9 толщиной не менее 200 мкм, которое было успешно испытано Уральским институтом металлов (Екатеринбург).
«В результате эксплуатации НКТ с эмалевым покрытием на месторождениях ООО " ЛУКОЙЛ - Коми" с октября 2004 года по январь 2007 года из 583 НКТ (группа прочности Д) отбраковано 41 (7%), в то время как при использовании обычных труб отбраковывается до 25-30%, - говорит Сахиб Шакаров, директор ООО " Советскнефтеторгсервис". - Основной характерный дефект эмалевого покрытия - его разрушение в районе резьбовой (ниппельной) части НКТ. Это обусловлено отсутствием контроля усилий свинчивания НКТ при спускоподъемных операциях, заклиниванием резьбы в результате чрезмерного усилия затягивания (при работе с эмалированными НКТ обязательно применение ключей с динамометрами).
После эксплуатации на сложных месторождениях ООО " ЛУКОЙЛ - Коми" НКТ с эмалевым покрытием в течение 400 суток и более, удовлетворительная средняя наработка НКТ с эмалевым покрытием составила 416-750 суток, НКТ без покрытия 91-187 суток. В настоящее время имеются наработки ОАО " Уральский институт металлов" по ремонту НКТ с эмалевым покрытием на нефтяных месторождениях».

Полимерное покрытие

Для создания такого покрытия применяется два типа пластмасс: термопластичные (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, фторопласт и т.д.) и термореактивные (фенопласты, эпоксидные, полиэфирные). Такие покрытия имеют высокую коррозионную стойкость (в т.ч. в высокоминерализованных средах) и длительный срок службы.

«Анализ применения НКТП (НКТ с полимерным покрытием) показывает, что такие трубы имеют высокие защитные свойства при эксплуатации как в нагнетательных, так и в добывающих скважинах, - считает Олег Мулюков, начальник службы научно-технической информации Бугульминского механического завода (ОАО " Татнефть"). - Причина возникновения дефектов покрытия в большинстве случаев - нарушение правил эксплуатации (режимов тепловой обработки, кислотных промывок и т.д.). Анализ причин ремонтов нагнетательных скважин, оборудованных НКТП, показывает, что они обычно не связаны с состоянием покрытия. При обследовании самых первых труб, 1998 и 1999 годов выпуска, после их эксплуатации признаков химической деструкции покрытий обнаружено не было, только сколы - на торцах труб (возникающие при спуске-подъеме). Вспучивание покрытия зафик¬сировано на НКТП после их пропаривания при температуре выше 80°С, что недопустимо по техноло¬гическому регламенту.

НКТП комплектуются высокогерметичными муфтами (ВГМ) с применением полиуретановых уплотнительных колец, значительно повышающих надежность резьбовых соединений в агрессивных средах».

Фрагменты НКТ с внутренним полимерным покрытием (фото ОАО «БМЗ»)

Повысить верхний температурный предел эксплуатации для полимерных покрытий удалось компании «Плазма» (также из Бугульмы), которая разработала внутреннее полиуретановое покрытие PolyPlex-P и наладила его нанесение на НКТ. «Покрытие надежно работает в течение длительного срока при температурах среды до +150°С, имеет высокую коррозионной стойкостью к агрессивным пластовым жидкостям, - рассказывает Александр Чуйко, технический директор компании " Плазма". - После полимеризации покрытие имеет очень гладкую поверхность, что обеспечивает хорошую защиту от АСПО и солей, значительно снижает гидравлическое сопротивление стенок трубы. Износостойкость полиуретана в несколько раз выше, чем нержавеющей стали.

Характерное свойство покрытия - очень высокая эластичность, оно практически нечувствительно к любым деформациям НКТ, в том числе к изгибу на любой угол и кручению. Покрытие не склонно к сколам и трещинообразованию, экологически чисто. Что важно, при очистке и ремонте НКТ допустимы кратковременная (до 1000 часов) обработка паром с температурой до 200°С и кислотная промывка».

НКТ с внутренним покрытием PolyPlex-P (фото Кирилла Чуйко, ООО «Плазма»)

Некоторые нефтедобывающие компании, рассчитывая сэкономить, самостоятельно занялись нанесением полимерных покрытий на трубы. Например, ОАО «Татнефть» использует порошковые и жидкие составы на основе эпоксидных смол отечественного производства, которые имеют экономичные режимы отверждения и соответствуют экологическим требованиям. Покрытие труб выдерживает транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, не осыпается при захвате инструментом в ходе спускоподъемных операций, не отслаивается при тепловой обработке до 60°С.

В целом гладкая пленка внутреннего покрытия значительно снижает гидравлическое сопротивление и, как следствие, энергозатраты на подъем нефти на поверхность. Применение НКТП позволяет увеличивать межремонтный период на скважинах с парафинопроявлениями в среднем в четыре раза. Пониженная адгезия АСПО с покрытием позволяет обходиться практически без применения высокотемпературных обработок, а отложения в виде подвижной тонкой корки легко удаляются при гидроструйной промывке.

Полимерные трубы: под гнетом металла

Чисто полимерные (стеклопластиковые) трубы высокого давления считаются альтернативой металлическим, поскольку они позволяют полностью избежать коррозии. Стеклопластики характеризуются низкой плотностью и теплопроводностью, не намагничиваются, обладают антистатическими свойствами, высокой стойкостью к температуре и агрессивным средам.

Крупные производители - ООО НПП «Завод стеклопластиковых труб» (Казань), ОАО «РИТЭК» (Москва) и «Роснефть».

«Отложение парафинов на внутренней поверхности стеклопластиковой трубы (СПТ) в 3,6 раза ниже, чем на металле (это в статике), - говорит Сергей Волков, ген. директор ООО НПП " ЗСТ". - Удельная прочность СПТ в 4 раза выше, чем у стали. По опыту эксплуатации, а это около 600 скважин (1500 км), спуск труб не представляет проблем и выполняется на обычном оборудовании. Для соединения НКТ используем стандартную трубную резьбу с восемью нитками на дюйм (в этом вопросе, можно сказать, достигнуто совершенство). Для соединения с металлическими трубами, имеющими 10 ниток, используется переводник. Производство стеклопластиковых труб требует высокой технологической культуры. Полимеры - совершенно новый уровень качества, это будущее трубной промышленности».

Закачивание сточной сернистой воды по СПТ под давлением 100 атм в нагнетательную скважину системы поддержания пластового давления (фото ОАО «Татнефтепром»)

АСПО при хорошей динамике нефтедобычи также почти не откладывается на поверхности НКТ, поскольку полимер не имеет адгезии с парафинами. Но в случае необходимости можно проводить химическую промывку трубы как кислотными, так и щелочными составами.

Нанесение любого покрытия - это в своем роде промежуточный вариант защиты металла от коррозии для увеличения срока службы НКТ. Однако полностью избавиться от проблемы разрушения межфазного слоя и стыка трубы с помощью нанесения покрытий нереально. Другое дело, что вечного в любом случае ничего нет, и достигнутое качество НКТ с полимерными и силикатно-эмалевыми покрытиями пока устраивает большинство нефтедобытчиков. Кроме того, «борьба с коррозией - самостоятельный бизнес, он всегда будет нам противостоять, - считает Сергей Волков. - Интересы металлургов активно лоббируются теми, кто занят борьбой с коррозией, а, значит, на ней зарабатывает. Это большая и устойчивая группа предприятий, коллективов, снабженческих фирм, подрядных организаций, даже целых городов, которая имеет многомиллиардные обороты, науку, долю в бюджетах всех уровней и т.д. Против нашей продукции - и технологические обычаи, привычки, даже система подготовки кадров».

«Стальные НКТ занимают примерно 90% всего парка труб, применяемых на добыче нефти, - говорит Иосиф Лифтман. - Металл ничто не заменит, и не потому, что он дешев - прочность трубы НКТ при механических нагрузках, особенно в наклонных и глубоких скважинах, не может обеспечить никакой пластик. Труба ведь подвергается не только коррозии, но и серьезным механическим нагрузкам. Поэтому пока все НКТ с покрытиями и стеклопластиковые можно считать экзотикой. На фонтанной добыче нефти их, наверное, можно применять, но при других способах вряд ли, причем оправдает ли дороговизна таких НКТ их применение, неизвестно. Металлу нет равноценной замены. Даже в особо коррозионных скважинах с повышенным содержанием сероводорода, где не выдерживает отечественные НКТ, ставят трубы из импортной сверхдорогой стали вместо стеклопластиковых».

«Нельзя согласиться с утверждением, что металлу альтернативы нет, - возражает Сергей Волков. - Стеклопластик и металл, трубы с покрытиями занимают определенные ниши. К примеру, на некоторых скважинах для систем поддержания пластового давления уже сегодня альтернативы нет именно стеклопластику. Когда и в каких объемах он будет применяться - во многом зависит от технической, технологической и организационной культуры нефтяных компаний. У нас не возникает проблем с фирмами, например, Казахстана, которые много общаются и сотрудничают с западными коллегами. Там мы не занимаемся " ликбезом", а ведем профессиональный разговор. Многое зависит и от позиции государства в области технического регулирования и промышленности композиционных материалов. Провозглашен приоритет нанотехнологий, но надо создать рыночную потребность в таких продуктах, особенно в области конструирования материалов с заранее заданными свойствами - например, без нанотехнологии мы бы и не создали надежных соединений труб. Если сегодня промышленность, рынок не готовы принять композиты, то будут ли они способны принять продукты нанотехнологий, которые потребуют более высокой культуры?»

Неудачи тоже важны

Несколько лет назад в России еще выпускались НКТ, футерованные полиэтиленом, и трубы со стеклоэмалевым покрытием. Первые не нашли широкого применения из-за низкой прочности защитного покрытия, повышенных затрат на монтаж и ремонт вследствие сложности крепежей, склонности к просачиванию газов под покрытие. Пробные партии таких труб изготовило ООО «ИТМЗ», применялись они ОАО «Удмуртнефть».

«Очагов коррозии при этом не возникало, у трубы оставалась сухая и чистая поверхность, - рассказывает Владимир Прозоров. - Максимальный срок работы подвески ограничивался постоянным давлением в скважине. Как только давление падало по эксплуатационным причинам, происходило " схлопывание" полиэтилена, который перекрывал проходное отверстие в трубе. В качестве эксперимента использовали TUX100 (лучший п/э того времени, предназначенный специально для газовиков). В настоящее время эта технология не востребована».

Остеклованные трубы также уже не делают, несмотря на высокие защитные свойства покрытия. Пробные партии таких труб применялись ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь». Причина снятия их с производства - крайне низкая устойчивость к кручению, изгиб и температурным деформациям, неремонтопригодность в условиях нефтепромысла. Были даже случаи разрушения стеклоэмали при разгрузочных работах.

Для справки

Параметры НКТ определяются ГОСТом 633-80:
внешние диаметры, мм: 48, 60, 73, 89, 102, 114;
длина, мм: 5500-10500.

Количество оборудования определяется объемом выпускаемой продукции. Для выполнения операций по п.п. 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 13 (см. таблицу 3.6) предусмотрено автоматизированное оборудование.

Цех оборудован автоматизированной транспортно-накопительной системой, обеспечивающей транспортировку труб между технологическим оборудованием и создание межоперационных заделов, а также автоматизированной компьютерной системой учета выпуска труб "АСУ-НКТ" с возможностью ведения паспортизации труб.

Рассмотрим оборудование цеха:

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ ЛИНИЯ МОЙКИ ТРУБ

Предназначена для очистки и мойки внутренней и наружной поверхностей НКТ перед их ремонтом и подготовкой для дальнейшей эксплуатации.

Мойка осуществляется высоконапорными струями рабочей жидкости при этом достигается необходимое качество мойки НКТ без подогрева рабочей жидкости, за счет скоростного динамического воздействия струй. В качестве рабочей жидкости применяется вода без химических добавок.

Мойке могут подвергаться НКТ, имеющие парафино-нефтяные загрязнения и отложения солей при засорении канала трубы до 20% площади.

Допускается мойка с повышенным объемом загрязнения при снижении производительности линии.

Отработанная рабочая жидкость проходит очистку, обновление состава и снова подается в камеру мойки. Предусмотрено механизированное удаление загрязнений.

Линия работает в автоматическом режиме с управлением от программируемого командо-контроллера.

Преимущества:

- достигается высокая производительность и необходимое качество мойки без подогрева рабочей жидкости, обеспечивается экономия энергозатрат;
- не происходит коагуляция и слипание удаляемых загрязнений, снижаются затраты на их утилизацию и очистку оборудования;
- улучшаются экологические условия процесса очистки НКТ за счет уменьшения выделения вредных паров, аэрозолей и тепла, что приводит к улучшение условий труда работающих.

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемых НКТ, мм 60,3; 73; 89

Длина обрабатываемых НКТ, м 5,5 ... 10,5

Количество одновременно моющихся НКТ, шт. 2

Давление моющей жидкости, МПа до 25

Насосы высокого давления:

- исполнение антикоррозионное с керамическими плунжерами
- количество рабочих 2шт.
- количество резервных 1шт.
- производительность насоса, м 3 /час 10

Материал моющих форсунок твердый сплав

Потребляемая мощность, кВт 210

Емкость баков отстойника и расходного, м 3 50

Габаритные размеры, мм 42150 Ч 6780 Ч 2900

Масса, кг 37000

КАМЕРА СУШКИ ТРУБ

Предназначена для сушки НКТ, поступающих в камеру после операции мойки или гидроипытаний.

Сушка осуществляется горячим воздухом, подаваемым под напором с торца трубы, проходящим по всей длине, с последующей рециркуляцией и частичной очисткой от паров воды.

Поддержание температуры осуществляется автоматически.

Технические характеристики:

Производительность, труб/час до 30

Температура сушки, єС 50 ... 60; Время сушки, мин 15

Мощность калорифера нагревателя, кВт 60, 90

Количество отводимого воздуха, м 3 /час 1000

Количество рециркулируемого воздуха, м 3 /час 5000

Характеристика НКТ

- наружный диаметр, мм 60, 73, 89
- длина, мм 5500 ... 10500

Габаритные размеры, мм 11830 Ч 1800 Ч 2010

Масса, кг 3150

УСТАНОВКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАЧИСТКИ ТРУБ

Предназначена для механической очистки внутренней поверхности НКТ от случайных твердых отложений, не удаленных при мойке труб, при их ремонте и восстановлении.

Очистка выполняется специальным инструментом (подпружиненным скребком), вводимым на штанге в канал вращающейся трубы, с одновременной продувкой сжатым воздухом. Предусматривается отсос продуктов обработки.

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемых НКТ, мм

- наружный 60,3; 73; 89

Длина обрабатываемых НКТ, м 5,5 - 10,5

Количество одновременно обрабатываемых НКТ, шт. 2 (с любым сочетанием длин труб)

Скорость рабочей подачи инструмента, м/мин 4,5

Частота вращения трубы (Ж73мм), мин-1 55

Давление сжатого воздуха, МПа 0,5 ... 0,6

Расход воздуха на продувку труб, л/мин 2000

Суммарная мощность, кВт 2,6

Габаритные размеры, мм 23900 Ч 900 Ч 2900

Масса, кг 5400

УСТАНОВКА ШАБЛОНИРОВАНИЯ

Предназначена для контроля внутреннего диаметра и кривизны НКТ при их ремонте и восстановлении.

Контроль осуществляется прохождением контрольной оправки с размерами по ГОСТ 633-80, вводимой на штанге в отверстие трубы. Работа установки осуществляется в автоматическом режиме.

Технические характеристики:

Производительность установки, труб/час до 30

Диаметр контролируемых НКТ, мм

- наружный 60,3; 73; 89
- внутренний 50,3; 59; 62; 75,9

Длина контролируемых НКТ, м 5,5 - 10,5

Наружный диаметр шаблонов (по ГОСТ633-80), мм 48,15; 59,85; 56,85; 72,95

Усилие проталкивания шаблона, Н 100 - 600

Скорость перемещения шаблона, м/мин 21

Мощность привода перемещения, кВт 0,75

Габаритные размеры, мм 24800 Ч 600 Ч 1200

Масса, кг 3000

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ЛИНИЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Предназначена для неразрушающего контроля электромагнитным методом НКТ с муфтами при ремонте и восстановлении, с сортировкой их по группам прочности. Управление производится программируемым командо-контроллером. В состав линии входит установка дефектоскопии "УРАН-2000М". насосный компрессорный труба ремонт

По сравнению с существующим оборудованием линия имеет ряд преимуществ.

В автоматическом режиме осуществляется:

- наиболее комплексная дефектоскопия и контроль качества труб и муфт;
- сортировка и подбор по группам прочности НКТ и муфт;
- получение достоверных показателей качества как отечественных, так и импортных НКТ за счет использования в системе контроля прибора определения химсостава материала;
- определение границ дефектных участков трубы.

Технические характеристики:

Производительность линии, труб/час до 30

Диаметр контролируемых НКТ, мм 60,3; 73; 89

Длина контролируемых НКТ, м 5,5 ... 10,5

Количество контрольных позиций 4

Скорость перемещения НКТ, м/мин 20

Давление сжатого воздуха в пневмосистеме, МПа 0,5 - 0,6

Суммарная мощность, кВт 8

Габаритные размеры, мм 41500 Ч 1450 Ч 2400

Масса, кг 11700

Контролируемые параметры:

- сплошность стенки трубы;
- группы прочности трубы и муфты ("Д", "К", "Е"), определение химсостава материала;
- толщинометрия стенки трубы по ГОСТ 633-80.

Маркировка осуществляется лакокрасочным материалом по информации на мониторе установки дефектоскопии.

Данные контроля могут передаваться в автоматическую систему учета выпуска и паспортизации труб.

УСТАНОВКА ДЕФЕКТОСКОПИИ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ И МУФТ "УРАН-2000М"

Установка работает в составе автоматизированной линии дефектоскопии и предназначена для проверки качества НКТ по следующим показателям:

- наличие нарушений сплошности;
- контроль толщины стенки трубы;
- рассортировка по группам прочности "Д", "К", "Е" труб и муфт.

Состав установки:

- Измерительный контроллер;
- Рабочий стол контролёра;
- Датчик контроля группы прочности трубы; пультом управления и индикацией
- Датчик контроля группы прочности муфты; (монитором);
- Комплект датчиков дефектоскопии;

- Монитор устройства индикации;
- Комплект датчиков толщинометрии;
- Программное обеспечение;
- Блок обработки сигналов;
- Комплект рабочих образцов;
- Контроллер устройства индикации;

Установка работает в следующих режимах:

Контроль нарушений сплошности (дефектоскопия) по ГОСТ 633-80;

Контроль толщины стенки трубы по ГОСТ 633-80;

Контроль химического состава муфты и трубы;

Контроль группы прочности муфты и НКТ по ГОСТ 633-80;

Вывод результатов на устройство индикации с возможностью вывода на печать;

Техническая характеристика:

Скорость контроля, м/сек 0,4

Производительность установки, труб/час 40

Характеристика ремонтируемых труб, мм

Диаметр 60,3; 73; 89; длина 5500 ... 10500

Общие технические характеристики:

Базовые процессоры контроллера - 486 DХ4-100 и Pentium 100;

Оперативная память (ОЗУ) - 16 Мб;

Накопитель на гибком магнитном диске (НГМД) - 3.5I, 1.44 Мб;

Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) - 1.2 Гб;

Питание от сети переменного тока частотой 50 Гц;

Напряжение - 380/220 В; Потребляемая мощность - 2500 ВА;

Время непрерывной работы - не менее 20 часов;

Средняя наработка на отказ - не менее 3000 часов;

Устойчивость к механическим воздействиям по ГОСТ 12997-76.

СТАНОК МУФТОДОВЕРТОЧНЫЙ

Станок предназначен для довинчивания и отвинчивания муфт гладких НКТ. Довинчивание производится с контролем заданного крутящего момента (в зависимости от размера трубы).

Станок встраивается в токарный участок ремонта НКТ, но может быть использован автономно при наличии транспортных средств, обеспечивающих загрузку-разгрузку труб.

Управление станком осуществляется программируемым командо-контроллером.

Преимущества:

- конструктивная простота;
- простота и удобство переналадки на режимы довинчивания или

отвинчивания и на размер трубы;

Возможность транспортирования труб сквозь шпиндель и патрон.

Технические характеристики:

Производительность, труб/час до 40

Диаметр труб / наружный диаметр муфт, мм 60/73; 73/89; 89/108

Частота вращения шпинделя, мин -1 10

Максимальный крутящий момент, НЧм 6000

Привод шпинделя электромеханический

Давление сжатого воздуха, МПа 0,5 ... 0,6

Габаритные размеры, мм 2740 Ч 1350 Ч 1650

Масса, кг 1660

УСТАНОВКА ГИДРОИСПЫТАНИЯ

Предназначена для испытания внутренним гидростатическим давлением на прочность и герметичность НКТ с навинченными муфтами при их ремонте и восстановлении.

Герметичность испытываемой полости осуществляется по резьбам НКТ и муфты. Рабочая зона установки при испытаниях закрыта подъемными защитными экранами, что позволяет встраивать ее в технологические линии без специализированного бокса.

Работа установки осуществляется в автоматическом режиме с управлением от программируемого командо-контроллера.

Преимущества:

- повышенное качество контроля в соответствии с ГОСТ 633-80;
- надежность работы установки, предусматривается промывка канала трубы от остатков стружки;
- надежная защита производственного персонала при существенной экономии производственных площадей.

Технические характеристики:

Производительность, труб/час до 30

Диаметр НКТ, мм 60,3; 73; 89

Длина НКТ, м 5,5 - 10,5

Испытательное давление, МПа до 30

Рабочая жидкость вода

Время выдержки НКТ под давлением, сек. 10

Частота вращения заглушки и НКТ при свинчивании, мин-1 180

Расчетный момент свинчивания НЧм 100

Давление воздуха в пневмосистеме, МПа 0.5

Суммарная мощность, кВт 22

Габаритные размеры, мм 17300 Ч 6200 Ч 3130

Масса, кг 10000

УСТАНОВКА ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

Предназначена для измерения длины НКТ с муфтами и получения информации по количеству и суммарной длине НКТ при формировании пакетов НКТ после их ремонта.

Измерение производится с помощью перемещающейся каретки, имеющей датчик и преобразователь перемещений.

Работа установки осуществляется в автоматическом режиме с управлением от программируемого командо-контроллера. Схема измерения длины трубы согласно ГОСТ633-80;

Технические характеристики:

Производительность установки, труб/час до 30

Наружный диаметр НКТ, мм 60,3; 73; 89

Длина НКТ, м 5,5 - 10,5

Погрешность измерения, мм +5

Дискретность измерения, мм 1

Скорость перемещения каретки, м/мин 18,75

Мощность привода перемещения каретки, Вт 90

Габаритные размеры, мм 12100 Ч 840 Ч 2100

Масса, кг 1000

УСТАНОВКА КЛЕЙМЕНИЯ

Предназначена для маркирования НКТ после их ремонта.

Маркировка наносится на открытый торец муфты трубы методом последовательного выдавливания знаков. Содержание маркировки (изменяется по желанию программно): порядковый номер трубы (3 цифры), дата (6 цифр), длина трубы в см. (4 цифры), группа прочности (одна из букв Д, К, Е), шифр предприятия (1, 2 знака) и другие по желанию пользователя (всего 20 различных знаков).

Установка встраивается в участки по ремонту труб, имеющие оборудование для дефектоскопии и измерения длины труб, при этом обмен информацией и клеймение труб осуществляется в автоматическом режиме работы, с помощью программируемого контроллера.

Преимущества:

- обеспечивается большое количество информации и хорошее ее чтение, в том числе на трубах в штабелях;
- хорошее качество маркировки, т.к. клеймение выполняется на механически обработанной поверхности;
- сохранность маркировки при эксплуатации труб;
- простое и многократное удаление старой маркировки при ремонте труб;
- по сравнению с маркировкой на образующей трубы исключаются необходимость зачистки трубы и опасность возникновения микротрещин.

Технические характеристики:

Производительность, труб/час до 30

Диаметр НКТ по ГОСТ 633-80, мм 60, 73, 89; Длина НКТ, м до 10,5

Высота шрифта по ГОСТ 26.008 - 85, мм 4

Глубина отпечатка, мм 0,3 ... 0,5

Инструмент клейма твердосплавные ГОСТ 25726-83 с доработкой

Давление сжатого воздуха, МПа 0,5 ... 0,6

Габаритные размеры, мм 9800 Ч 960 Ч 1630; Масса, кг 2200

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА ТРУБ ДЛЯ ЦЕХА РЕМОНТА НКТ

Предназначена для цехов с поточными линиями ремонта НКТ по операциям с помощью командоконтроллеров.

С помощью персональных компьютеров, объединенных в локальную сеть с контроллерами, выполняются функции:

- учет поступающих пакетов НКТ в ремонт;
- формирование сменно-суточных заданий на запуск пакетов НКТ в обработку;

Текущий учет прохождения труб по важнейшим операциям потока, учет ремонта...

Изобретение относится к области горному делу, а именно к технике и технологии восстановления изношенных стальных насосно-компрессорных труб (НКТ БУ). Технический результат заключается в повышении коррозионной стойкости и несущей способности отремонтированных труб за счет их лейнирования. Способ включает радиационный контроль, очистку наружной и внутренней поверхностей труб от отложений и загрязнений, визуальный и приборный контроль качества, нарезание и контроль качества резьбы, испытание гидравлическим давлением, наворачивание муфт и предохранительных деталей, маркировку и упаковку труб в пакеты. Особенностью изобретения является то, что во внутреннюю полость трубы, предназначенной для ремонта, вводят тонкостенную электросварную трубу - лейнер, с предварительно нанесенным на ее наружную поверхность клеем-герметиком, а затем их подвергают совместному волочению в режиме раздачи путем протягивания оправки через внутреннюю полость лейнера. 1 табл.

Изобретение относится к области ремонта изделий из сталей и сплавов, бывших в эксплуатации, а именно к технике и технологии восстановления изношенных стальных насосно-компрессорных труб (НКТ).

В процессе эксплуатации НКТ подвергаются коррозионному и эрозионному износу, а также механическому истиранию. В результате воздействия на НКТ указанных факторов на их наружной и особенно внутренней поверхности образуются различные дефекты, в том числе изъязвления, каверны, риски, задиры и т.п., которые приводят к потере несущей способности труб, поэтому дальнейшее их использование по прямому назначению без соответствующего ремонта невозможно. В некоторых случаях и ремонт НКТ существующими способами не дает положительного результата из-за больших размеров дефектов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ ремонта насосно-компрессорных труб, разработанный ОАО «Татнефть», изложенный, например, в «Положении о порядке контроля качества, реставрации и отбраковке насосно-компрессорных труб».

Этот способ получил широкое применение во всех нефтяных компаниях России.

Известный способ ремонта НКТ устанавливает определенный порядок выполнения технологических операций восстановительного ремонта и технические требования к качеству НКТ, бывших в употреблении (НКТ БУ) и подлежащих ремонту. Восстановительный ремонт осуществляется в следующей последовательности: радиационный контроль труб; очистка их внутренней и наружной поверхности от асфальтовых, солевых, парафинистых отложений (АСПО), продуктов коррозии и других загрязнений; визуальный контроль; шаблонирование; дефектоскопия физическими методами; нарезание и контроль качества резьбы на концах труб (при необходимости); наворачивание муфт; измерение длины труб; испытание гидравлическим давлением; маркировка; упаковка и отправка труб потребителям. Основные технические требования к качеству труб, бывших в эксплуатации, направляемых на ремонт, устанавливают нормы к кривизне труб и ограничения к общему и локальному их износу. Дефекты и пороки НКТ БУ должны быть не более таких, при которых обеспечивается минимальная остаточная толщина стенки труб, указанная в таблице 1.

Если на поверхности отдельных участков трубы имеются недопустимые дефекты с размерами, превышающими допускаемые, то такие участки трубы вырезаются, но длина оставшейся части трубы должна быть не менее 5,5 м.

Недостатками указанного способа ремонта НКТ являются:

Существенное ограничение объемов НКТ БУ, направляемых на восстановительный ремонт из-за наличия недопустимых дефектов;

Необходимость отрезки части НКТ с недопустимыми дефектами (такие трубы или части труб утилизируются в металлолом);

Пониженный эксплуатационный ресурс отремонтированных НКТ БУ по сравнению с новыми НКТ.

Задачей заявляемого технического решения является повышение коррозионной стойкости и несущей способности изношенных насосно-компрессорных труб за счет их лейнирования, что позволит увеличить объем ремонтопригодных труб и использовать их по прямому назначению взамен закупки и использования новых НКТ. В настоящее время на замену изношенных насосно-компрессорных труб нефтяные компании России ежегодно направляют около 200 тыс.т труб.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ включает изготовление лейнера (трубы) по специальным техусловиям, нанесение на наружную поверхность лейнера и внутреннюю поверхность НКТ БУ герметизирующего материала, введение лейнера в НКТ БУ, его раздачу, создание условий для полимеризации герметизирующего материала преимущественно на эпоксидной основе.

В качестве лейнера используется сварная или бесшовная труба из черных, цветных металлов или сплавов, обладающих повышенной коррозионной стойкостью. Наружный диаметр лейнера определяется по формуле D лн =D вн.нкт -Δ, где D лн - наружный диаметр лейнера; D вн.нкт - фактический внутренний диаметр НКТ БУ с учетом реального их износа; Δ - кольцевой зазор между внутренним диаметром НКТ БУ и наружным диаметром лейнера. Зазор определяется исходя из практического опыта свободного введения лейнера во внутреннюю полость НКТ БУ, как правило, он колеблется в пределах 2-5 мм. Толщина стенки лейнера определяется из технической возможности его изготовления с минимальным значением и из экономической целесообразности его применения.

Пример 1. Как указано в описании к прототипу, для восстановления НКТ БУ ремонт осуществляется в следующей последовательности: радиационный контроль; очистка труб от АСПО, обработку; визуальный и приборный контроль качества; обработка концов труб с нарезанием резьбы и наворачиванием муфт; испытание гидравлическим давлением. Статистический анализ показал, что таким способом ремонта можно восстановить до 70% НКТ БУ, остальные трубы утилизируются в металлолом. НКТ БУ после ремонта показали, что их эксплуатационный ресурс на 15-25% меньше, чем у новых НКТ.

Пример 2. Трубы НКТ БУ, не отвечающие техническим требованиям, регламентированных существующей технологией (прототип) и указанных в табл.1, подвергли ремонту в следующей последовательности: радиационный контроль; очистка труб от АСПО, включая дробеструйную обработку. Визуальным и приборным контролем установили наличие каверн, задиров и изношенных частей на внутренней поверхности, выводящих толщину стенки НКТ БУ за пределы максимально допустимого отклонения. На опытных НКТ БУ в разных местах по длине сверлением были выполнены сквозные отверстия диаметром 3 мм. В качестве лейнера использовались сварные тонкостенные трубы из коррозионностойкой стали наружным диаметром 48 мм с толщиной стенки 2,0 мм. На наружную поверхность лейнера и внутреннюю поверхность НКТ БУ наносился герметизирующий материал толщиной 2 мм. На переднем и заднем концах НКТ БУ изготовлялись раструбы, введением в НКТ БУ конусной оправки соответствующих размеров и формы. На одном конце лейнера также выполнялся раструб с таким расчетом, чтобы внутренняя поверхность раструба заднего конца НКТ БУ плотно сопрягалась с наружной поверхностью раструба лейнера. Лейнер вводился в НКТ БУ с зазором между наружным его диаметром и внутренним диаметром НКТ БУ, равным около 2,0 мм. НКТ БУ с введенным в нее лейнером устанавливались в люнеты приемного стола волочильного стана. Протягиванием оправки через внутреннюю полость лейнера осуществлялось совместное деформирование (раздача) лейнера и НКТ БУ. Рабочая цилиндрическая часть оправки выполнялась с таким расчетом, чтобы наружный диаметр НКТ БУ после лейнирования увеличивался на 0,3-0,5% от его фактического диаметра до лейнирования. Протягивание оправки через совмещенные лейнер и НКТ БУ осуществлялось с помощью тяги, на одном конце которой закреплялась оправка, а другой конец устанавливался в захватах тянущей тележки волочильного стана. После раздачи лейнера и НКТ БУ осуществлялась полимеризация герметизирующего материала при температуре цеха. Все трубы опытной партии выдержали испытания на внутреннее давление в соответствии с ГОСТ 633-80. Стендовые испытаний НКТ БУ после указанного ремонта показали увеличение эксплуатационного ресурса в 5,2 раза по сравнению с новыми НКТ. Ремонтопригодность НКТ БУ повысилась по сравнению с прототипом и составила 87,5%.

Технический результат от применения заявляемого объекта заключается в повышении коррозионной стойкости и несущей способности изношенных НКТ БУ, увеличении объема восстановления НКТ БУ за счет повышения их ремонтопригодности. Экономический результат заключается в снижении затрат на обслуживание нефтяных скважин за счет использования НКТ БУ после ремонта по прямому назначению вместо приобретения дорогостоящих новых НКТ, увеличении надежности и долговечности биметаллических НКТ за счет придания трубам высокой коррозионной стойкости, обеспечиваемой коррозионной стойкостью материала лейнера.

Предварительные исследования доступной патентной и научно-технической литературы по фонду Уральского Государственного Технического Университета, г.Екатеринбург показали, что совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения является новой и ранее не использовались на практике, что позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а его промышленную применимость считаем целесообразной и технически осуществимой, что вытекает из полного его описания.

Способ ремонта бывших в употреблении насосно-компрессорных труб (НКТ БУ), включающий радиационный контроль, очистку наружной и внутренней поверхностей труб от отложений и загрязнений, визуальный и приборный контроль качества, нарезание и контроль качества резьбы, испытание гидравлическим давлением, наворачивание муфт и предохранительных деталей, маркировку и упаковку труб в пакеты, отличающийся тем, что во внутреннюю полость трубы, предназначенной для ремонта, вводят тонкостенную электросварную трубу - лейнер с предварительно нанесенным на ее наружную поверхность клеем-герметиком, а затем их подвергают совместному волочению в режиме раздачи путем протягивания оправки через внутреннюю полость лейнера.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Назначение, техническая характеристика насосно-компрессорных труб, их устройство и применение. Характерные отказы и методы их предотвращения и устранения. Оборудование цеха по обслуживанию и ремонту НКТ. Новые технологии и эффективность их применения.

дипломная работа , добавлен 07.01.2011

Анализ классификации оборудования, предназначенного для подъема продукции пласта из скважины, принципы и обоснование его выбора. Колонная и трубная колонка. Неполадки при работе фонтанных скважин и пути их устранения. Типы насосно-компрессорных труб.

дипломная работа , добавлен 13.07.2015

Определение параметров нефтепровода: диаметра и толщины стенки труб; типа насосно-силового оборудования; рабочего давления, развиваемого нефтеперекачивающими станциями и их количества; необходимой длины лупинга, суммарных потерь напора в трубопроводе.

контрольная работа , добавлен 25.03.2015

Основные способы устранения неполадок при компрессорной эксплуатации. Конструкции и принцип действия воздушных подъемников, методы снижения пусковых давлений, оборудование устьев компрессорных скважин. Расчет лифтов при различных условиях работы.

курсовая работа , добавлен 11.07.2011

Схема деформации металла на роликовых станах холодной прокатки труб, ее аналогичность холодной прокатке труб на валковых станах. Конструкция роликовых станов. Технологический процесс производства труб на станах холодной прокатки. Типы и размеры роликов.

реферат , добавлен 14.04.2015

Общая характеристика завода, состав основных производственных цехов, структура производства ВТ. Обоснование расширения сортамента производимых труб. Перевалка прокатных клетей. Технологический инструмент стана PQF. Расчет усилия металла на валок.

дипломная работа , добавлен 14.11.2014

Организация рабочего места. Понятие свариваемости сталей. Оборудование, инструменты и приспособления, используемые при газовой сварке. Материалы, применяемые для сварки. Технологический процесс сварки труб с поворотом на 90. Амортизация основных средств.

курсовая работа , добавлен 15.05.2013