Составная насосно-компрессорная труба
Полезная модель «Составная насосно-компрессорная труба» относится к области производства трубной продукции, а именно, насосно-компрессорных труб (НКТ), изготовляемых в результате реализации технологических процессов выпуска новых или ремонта бывших в эксплуатации НКТ.
Качество новых и ремонтируемых труб определяется нормативно-технической документацией, регламентирующей техническое состояние труб, в том числе размеры труб, допускаемые отклонения от номинальных размеров и т.д. Одним из важных показателей качества труб является их длина. Нормативной документацией на изготовление новых НКТ (1.2) установлены предельные длины труб в диапазоне 6,1-10,0 м, а для ремонтируемых труб длина не должна быть меньше 5,5 м (3). Применение НКТ меньшей длины считается экономически не выгодным, так как укорочение труб однозначно приводит к увеличению резьбовых соединений, считающихся наиболее «слабым» звеном насосно-компрессорных колонн (НКК) ввиду возможных коррозионных и механических поражений резьбовых соединений и, как следствие, их разгерметизации и отказам в эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Отрицательные технико-экономические факторы применения укороченных НКТ возможно избежать, если изготовление труб осуществлять в составном варианте с использованием двух или более укороченных труб.
На концах укороченных труб выполняется резьба с нанесением на поверхность резьбы герметизирующего полимеризационного материала, укороченные трубы соединяются друг с другом соединительными муфтами, после чего создаются условия для полимеризации клея-герметика и осуществляются испытания гидравлическим давлением.
Техническое решение полезной модели «составная насосно-компрессорная труба» реализуется последовательным выполнением технологических операций, приведенных выше. Технический результат заявленного объекта состоит в создании новой конструкции составной НКТ, состоящей из двух или более частей, каждая из которых короче 5,5 м., соединенных друг с другом резьбовыми соединениями с применением соединительных муфт и полимеризационного герметизирующего материала.
Экономический результат от применения заявленного объекта состоит в сокращении затрат на изготовление труб по сравнению с затратами при изготовлении или ремонте НКТ по существующим технологиям.
Заявка на выдачу патента РФ полезная модель «Составная насосно-компрессорная труба» относится к изделиям трубной продукции, а именно, к насосно-компрессорным трубам, применяемым в нефтяной и газовой промышленности при добыче жидких и газообразных углеводородов. Традиционная конструкция новых насосно-компрессорных труб (НКТ) хорошо известна в мировой практике добычи нефти и природного газа, она с исчерпывающей полнотой описана в нормативных актах на изготовление указанных труб, в том числе в национальном стандарте Российской Федерации ГОСТ Р 52203-2004 (1) и в стандарте API-5CT «Трубы обсадные и насосно-компрессорные» (2) (Американская система единиц).
К числу основных технических требований к качеству НКТ стандартами устанавливается требование, ограничивающее их минимальную длину - для новых труб установлена минимальная длина - 6,1 м., а для ремонтных труб - 5,5 м.
Укороченные трубы, длина которых менее установленного норматива, как правило, используются в качестве металлолома, что нельзя признать экономически целесообразным.
Использование НКТ укороченной длины также считается экономически не выгодным и не целесообразным по следующим причинам:
- Применение укороченных труб однозначно приводит к увеличению количества резьбовых соединений НКТ, выполняемых в промысловых условиях - наиболее уязвимых элементов насосно-компрессорных колонн в коррозионном отношении, в процессе эксплуатации которых коррозионная среда (добываемый продукт) под высоким давлением проникает в микроскопические зазоры резьбовых соединений труб, что приводит к разрушению резьбовых соединений НКТ, их разгерметизации и обрывам насосно-компрессорных колонн по резьбовым соединениям НКТ;
- Увеличение резьбовых соединений НКТ, выполняемых в промысловых условиях в процессе выполнения спуско-подъемных операций (при монтаже или демонтаже насосно-компрессорных колонн), приводит к значительному увеличению времени и материальных затрат на выполнение спуско-подъемных операций, связанных с выполнением сви нчивания и развинчивания НКТ в процессе выполнения ремонтных работ на нефтяных и газовых скважинах.
Указанные недостатки, связанные с применением укороченных НКТ, возможно устранить, если изменить конструкцию НКТ, выполнив ее в составном варианте из двух или более укороченных труб, длина каждой из которых менее 5,5 м., соединенных друг с другом соединительными муфтами, на резьбовые части которых наносится полимеризационный герметизирующий материал.
Пример 1.
1.1 Подобрали три трубы длиной соответственно 2 м., 3 м. и 4 м., группы прочности «Д» полностью отвечающих техническим требованиям к качеству труб согласно ГОСТ Р 52203-2004 (кроме длины).
1.2 На концах всех укороченных труб выполнили резьбу в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52203-2004.
1.3 На резьбовые концы труб нанесли полимеризационный герметизирующий материал.
1.4 Укороченные трубы соединили друг с другом соединительными муфтами, качество которых соответствовало требованиям ГОСТ Р 52203-2004. Общая длина составной трубы составила 9 м.
1.5 Осуществили полимеризацию клея-герметика, обеспечив выдержку труб в течение 24 часов при температуре 15-20°C.
1.6 По описанной технологии изготовили еще две составные (НКТ), длиной 9-10 м.
1.7 Все три составных НКТ испытали внутренним давлением 45,7 МПа (467 кгс/см2), что полностью соответствует величине испытательного давления для новых НКТ группы прочности «Д» согласно ГОСТ Р 52203-2004.
Приведенный пример 1 показывает, что техническое решение полезной модели «Составная насосно-компрессорная труба» реализуется последовательным выполнением технологических операций изготовления составных НКТ, в том числе: подбором укороченных труб удовлетворяющих всем техническим требованиям стандартов на изготовление НКТ (кроме длины), нарезанием резьбы на концах укороченных труб, нанесением на резьбу выполненную на концах укороченных труб, полимеризационного герметизирующего материала, соединением укороченных труб друг с другом с помощью соединительных муфт с таким расчетом, чтобы общая длина составной НКТ была длиной в пределах 9-10 м., созданием условий для полимеризации клея-герметика, испытанием составных НКТ внутренним гидравлическим давлением, соответствующим величине испытательного давления для новых НКТ, установленного соответствующими стандартами. Защита резьбы крайнего конца составной части НКТ осуществляется колпачком, как это выполняется и на стандартизированных трубах.
Технический результат заявленного объекта состоит в создании новой конструкции с оставной насосно-компрессорной трубы, состоящей из двух или более укороченных труб, соединенных друг с другом резьбовыми соединениями с применением соединительных муфт и полимеризационного герметизирующего материала, надежная работоспособность которых подтверждена гидравлическим испытанием составной НКТ, внутренним давлением, величина которого не менее нормативного, установленного стандартами для новых НКТ.
Резьбовые соединения укороченных труб, благодаря применению полимеризационного герметизирующего материала, полностью исключает проникновение коррозионной среды в резьбовые соединения составных НКТ, а следовательно их коррозионное разрушение и разгерметизацию.
В процессе эксплуатации экономический эффект от заявленного объекта заключается в использовании укороченных труб (5,5 м и менее) при изготовлении составных НКТ длиной 9-10 м, затраты на изготовление которых значительно меньше стоимости новых труб, а их потребительская стоимость не уступает характеристикам новых насосно-компрессорных труб.
Технология изготовления составных насосно-компрессорных труб не имеет существенно новых технологических параметров в сравнении с технологией производства новых НКТ. Конструкция составных НКТ не препятствует их эксплуатации в промысловых условиях.
На этом основании можно считать, что организация массового производства и применения составных НКТ по традиционному направлению использования новых труб не встретит никаких затруднений.
Схематичное изображение составной НКТ в статическом состоянии показано на прилагаемом рисунке.
Составные НКТ могут использоваться в условиях, определенных ГОСТ 15150, группа 5.
Составная насосно-компрессорная труба, на концах которой выполнена резьба и на один из них навернута муфта, отличающаяся тем, что составная насосно-компрессорная труба состоит из двух или более укороченных труб, на концах которых выполнена резьба с нанесением на ее поверхность полимеризационного герметизирующего материала, и соединенных друг с другом соединительными муфтами с таким расчетом, чтобы общая длина составной насосно-компрессорной трубы была в пределах 9-10 м.
РИСУНКИ
