ТРУБЫ
Трубы при добыче применяются для крепления стволов скважин и для образования каналов внутри скважин, подвески оборудования в скважине, прокладки трубопроводов по территории промысла.
Основные группы труб: 1 — насосно-компрессорные (НКТ); 2 — обсадные; 3 — бурильные;
4 — для нефтепромысловых коммуникаций.
При всех способах эксплуатации скважин подъем жидкости и газа на поверхность происходит обычно по НКТ, которые применительно к способам эксплуатации еще называют фонтанными, компрессорными, насосными, подъемными или лифтовыми.
Насосно-компрессорные трубы используются также для различных технологических процессов (например, для солянокислых обработок пластов, разбуривания цементных пробок и т.д.).
Ограничением при выборе диаметра проходных отверстий скважинного трубопровода служит скорость потока рабочей среды. Для нефтяных скважин она не должна превышать 10 м/с, а для газовых — 24 м/с. Это связано с резко увеличивающимся эрозионным износом трубопровода и устьевого оборудования. Иногда увеличивают диаметр трубопровода с целью обеспечения эрозионной и коррозионной стойкости.
|
|
В таблице 1 представлены основные размеры НКТ, предусмотренные существующим стандартами.
Таблица 1
Условный диаметр трубы, мм | |||||||||
Толщина стенки, мм | 3.5 | 3.5 | 4.0 | 5.0 | 6.5 ¸ 7.0 | 8.0 | 6.5 | 7.0 |
Отечественная промышленность выпускает НКТ диаметром 60, 73, 89, 114 мм и муфты к ним из стали группы прочности «Д», «К» и «Е». Механические свойства, которых приведены в таблице 2.
Таблица 2
Показатели | Группа прочности стали | |||
Д | К | Е | ||
Временное сопротивление sВ, МПа | ||||
Предел текучести sТ, МПа | не менее | |||
не более | — | |||
Относительное удлинение e, %, не менее | 14,3 | 12,0 | 13,0 |
Конструкции изготавливаемых НКТ следующие:
· муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля по ГОСТ 633-80 (рисунок 2, а);
· муфтовые гладкие высокогерметичные с конической резьбой трапецеидального профиля — тип НКМ по ГОСТ 63-80 (рисунок 2, б);
· муфтовые, гладкие с конической резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью то ТУ 14-3-1534-87 (рисунок 2, в);
· муфтовые, гладкие с конической резьбой треугольного профиля с узлом уплотнения из полимерного материала по ТУ 14-3-1534-87 (рисунок 2, г).
Рисунок 2 — Трубы насосно‑компрессорные муфтовые гладкие
а — с конической резьбой треугольного профиля; б — с конической резьбой трапециидального профиля;
в — с конической резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью;
г — с конической резьбой треугольного профиля с узлом уплотнения из полимерного материала
|
|
В соединении труб с треугольной резьбой (рисунок 2, а) применяется резьба конусностью 1:16 с углом профиля 60°. Прочность соединения до 70 % от прочности тела трубы. Соединение недостаточно герметично из-за несовершенства конструкции. Расчетные величины предельных давлений составляют 2/3 практических.
Трубы типа НКМ (рисунок 2, б) характеризуются равнопрочностью резьбового соединения с телом трубы и высокой герметичностью. Герметичность обеспечивается коническим и торцевым уплотнением типа «металл-металл». Увеличенный шаг резьбы позволяет ускорить сборку соединения в 2.5 раза по сравнению с треугольной резьбой.
Эксплуатационная долговечность НКТ гладких труб с резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью на 40 % выше, чем по ГОСТ 633-80.
НКТ гладкие с резьбой треугольного профиля с узлом уплотнения из полимерного материала отличаются высокой герметичностью и меньшим коррозионным износом резьбы. Эксплуатационные характеристики труб аналогичны по ГОСТ 633-80.
Длина насосно-компрессорных труб 5.5 ¸ 10.5 м. На толщину стенки установлен минусовой допуск в 12.5 % от толщины. Внутренний диаметр НКТ проверяется шаблоном. Шаблоны НКТ (размеры в мм):
наружный диаметр трубы | 48.3 ¸ 73.0 | 88.9 ¸ 114.3 |
разность диаметра шаблона и внутреннего диаметра трубы | 2.4 | 3.2 |
длина шаблона |
Насосно-компрессорные трубы заводом-изготовителем маркируются по ГОСТ 633-80 клеймением и краской.
Например, Синарский трубный завод. На каждой трубе, на расстоянии 0.4 ¸ 0.6 м от ее конца, снабженного муфтой, должна быть четкая маркировка (ударный способ, накатка): условный диаметр трубы, мм; номер трубы; группа прочности; толщина стенки трубы, мм (без запятой); товарный знак завода; месяц изготовления; год изготовления. На муфте клеймением наносится товарный знак завода и группа прочности.
НКТ могут быть изготовлены из алюминиевого сплава марки «Д 16». Такие трубы можно спускать глубже стальных, они более коррозионностойкие в сероводородосодержащих средах.
Эффективно применение фиберглассовых труб, а также безрезьбовых НКТ длиной по 6000 м на барабанах.
Для защиты НКТ от парафина и коррозии и снижения гидросопротивления на 20 ¸ 30 % применяются защитные покрытия (стекло, стеклоэмали, лакокрасочные материалы и др.).
Расчет НКТ на прочность определяют по параметрам:
· нагрузке, вызывающей страгивание резьбового соединения;
· эквивалентному напряжению, возникающему в опасном сечении трубы с учетом давления среды и осевой нагрузки;
· циклической переменной нагрузке;
· усилиям, вызывающим продольный изгиб трубы.