СПОСОБ РЕМОНТА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ Российский патент 2008 года по МПК E21B17/01 F16L55/18 

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.

Допускаемые минимальные толщины стенок, подлежащих восстановительному ремонту, мм.Номинальные размеры НКТ по ГОСТ 633-80Минимальная толщина стенки НКТБУ, ммМаксимальный допустимый износ толщины стенки НКТ БУ, ммНоминальный условный диаметр НКТ, ммНоминальная толщина стенки НКТ, мм605,03,21,8735,53,61,9896.54,42,1

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.

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.

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.