Насосно компрессорные трубы конструкция эксплуатация дефекты ремонт

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.

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;

ПНТЗ — 73 и 89 мм;

АзТЗ — 60, 89 и 114 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

Описание и характеристики насосно-компрессорных труб

Широкие эксплуатационные характеристики труб НКТ позволяют использовать изделия не только в нефтяной и газовой промышленности, но и в частном домостроении.

Они эффективны при выполнении ремонтных и спуско-подъемных задач. Отличаются размером, диаметром и весом. Могут обрабатываться специальным напылением, которое продлевает срок службы на 20 лет.

Выпуск и маркировка труб НКТ

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) представляют собой основной несущий элемент трубопроводов в разных сферах промышленности. В силу своего назначения и повышенных требований к эксплуатационным характеристикам, эти изделия должны соответствовать необходимым стандартам безопасности и иметь соответствующую маркировку.

Для обеспечения прочности продукции её вместе с соединительными муфтами изготавливают из прочной стали марок Д, Е, К, Л, М. Такие марки стали труб НКТ стоят дороже менее качественных аналогов, однако их использование помогает обеспечить необходимую для протяжённых и работающих в разных климатических условиях трубопроводов.

Выпуск таких труб в России осуществляется в соответствии с ГОСТом 633-80, предусматривающим изготовление следующих видов насосно-компрессорных труб:

1. Стандартные НКТ, выпускаемые с муфтами для соединения.
2. НКМ – марка продукции для создания участков трубопровода с повышенной герметичностью.
3. НКТ-В – трубы с вынесенной (высаженной) наружу резьбой.
4. НКБ – вид насосно-компрессорных труб без соединительных муфт.

Допускается производство согласно ТУ (техническим условиям), со следующими характеристиками труб НКТ:

1. Особая стойкость к низким температурам, позволяющая использовать изделия в регионах Крайнего Севера (ТУ 14- и ТУ 14-).
2. Повышенная устойчивость к воздействию вызывающих коррозию сред с повышенным содержанием сероводорода (H2S) и кислотных испарений различной природы (ТУ 14-161-150-94 и ТУ 14-161-173-97).
3. Улучшенная пластичность – такая продукция оснащена одним или несколькими соединительными элементами из пластика (ТУ 14-).

Что касается маркировки изделий, являющейся непременным условием выпуска НКТ, по правилам она, в виде клейма, должна быть расположена около торца изделия, на месте соединительной муфты.

Характерно для труб НКТ, что такое клеймо содержит сведения:

1. О дате изготовления продукции (год и месяц).
2. О толщине стенки и диаметре трубы НКТ (оба параметра представляются в миллиметрах).
3. О марке стали, из которой произведено изделие (обозначается одной из указанных выше букв).
4. Торговая марка предприятия-изготовителя.

Что такое НКТ?

Аббревиатура НКТ расшифровывается как насосно-компрессорная труба. С ее помощью выполняется широкий спектр работ от выкачки газа и жидкости из полости скважины до производства различных ремонтных работ внутри нее.

За счет изоляции потока от стенок скважины, она препятствует образованию коррозии, эрозии, а также возникновению отложений песка и асфальтенов. Размеры НКТ могут варьироваться от 50.8 до 139.7 мм в диаметре. Их назначение зависит от флюида, с которым они работают.

Таким образом, различают:

• модели для комплектации нефтяных скважин;
• модели для оборудования газовых скважин;
• модели для скважин нагнетающего типа;
• модели для оборудования скважин по добыче битума.

В одной скважине могут одновременно эксплуатироваться до нескольких колонн НКТ. Их главным отличием от традиционных обсадных труб является мобильность. Они могут быть извлечены из скважины, если нужна замена или ремонт. В то время как обсадные аналоги цементируются и устанавливаются стационарно. Также в последнее время используются модели, не нуждающиеся в замене.

Такая насосно-компрессорная труба выполняет следующие функции:

• возможность осуществлять кислотные работы, мерить давление, находить залегания вод;
• возможность осуществлять циркуляции выброса, предотвращать нарастание давления меду НКТ и обсадной колонной;
• возможность перфорирования горизонтов для комплектации.

Такое насосно-скважинное оборудование может достигать 20 лет эксплуатации без извлечения на поверхность грунта.

Виды компрессорной трубы

Насосно-компрессорная труба бывает двух видов:

Первый тип оборудования – безмуфтовая труба – эксплуатируется в условиях давления до 50 мПа. Именно до этого показателя оно сохраняет свои эксплуатационные характеристики и герметичность. Концы такой трубы характеризуются высадкой наружу, а ее соединения отличаются максимальной прочностью. Добиться высокой герметичности удается при помощи конических уплотнительных поверхностей. Они располагаются за трапецеидальной резьбой.

Муфтовая труба НКТ также работает под давлением не более 50 мПа. Показатели прочности ее соединений демонстрируют до 90% прочности ее тела. Изделие выполнено из алюминиевых сплавов. Оно обладает износостойкостью перед ингибиторами коррозии. Несмотря на небольшой вес материала, он в 2.5 раза прочнее стального аналога, что позволяет сооружать колонны в 2.5 раза длиннее стальных колонн.

Муфтовые трубы делятся на такие подтипы:

• модель с гладкой поверхностью, конической резьбой профиля треугольной формы;
• модель с гладкой высокогерметичной поверхностью, конической резьбой профиля трапецеидального типа;
• модель с гладкой поверхностью, конической резьбой профиля треугольного профиля (обладает повышенной пластичностью и устойчивостью к низким температурам).

Также выпускаются изделия с защитным напылением, призванным предотвратить отложения на их поверхности в виде парафина, солей, гипса и т.д.

Виды и характеристики насосно-компрессорных труб

Основная функция, которую выполняют насосно-компрессорные трубы, заключается в транспортировке добываемых в продуктивной зоне газов и жидкостей до поверхности скважины. Кроме того, НКТ выступают в качестве своеобразного изолятора, защищающего транспортируемые по ним газ и жидкость от стен скважины, а также предотвращают возникновение и развитие коррозии, отложений парафина и асфальтена на обсадных трубах. Труба НКТ, помещенная в скважину, необходима также для того, чтобы обеспечить проведение спуско-подъемных и ремонтных работ, в которых регулярно возникает необходимость.

Учитывая все эти факторы, становится понятно, что НКТ в процессе своей эксплуатации испытывают значительные нагрузки и находятся в постоянном контакте с агрессивными средами, что и обусловливает серьезные требования к их качеству.

К таким требованиям, в частности, относятся:

• высокая проходимость даже на участках стволов скважин, характеризующихся сильным искривлением;
• исключительная герметичность мест соединения изделий НКТ между собой;
• износостойкость и способность противостоять даже значительным механическим воздействиям;
• высокая прочность как материала изготовления, так и самого изделия.

Переводники для бурильной колонны и НКТ

В первую очередь в скважину устанавливают и закрепляют при помощи цемента обсадные, а только затем насосно-компрессорные трубы. Для выполнения данной операции используют специальные фиксирующие элементы, называемые пакерами. Длина отдельных труб, применяемых для транспортировки газа и жидкости из скважины, может составлять до 11,5 метров, а для их соединения между собой используют муфты, обеспечивающие герметичность стыка и его надежность. Различаются НКТ и диаметром своего сечения, этот параметр может составлять от 50,8 до 139,7 мм (2–5,5 дюйма).

Трубы для транспортировки жидкостей и газов из скважин классифицируются по различным параметрам. Одним из таких параметров является тип выкачиваемого флюида, в зависимости от которого НКТ может использоваться в скважинах:

• газо- и водонагнетающего типа;
• для транспортировки из продуктивной зоны тяжелой нефти (битума);
• газодобывающих;
• нефтяных.

Выпускающие насосно-компрессорные трубы предприятия руководствуются требованиями ГОСТа 633-80, согласно которому такие изделия подразделяются на три типа.

Соединение НКТ муфтой

• Гладкие муфтовые изделия, резьба на которых имеет конический тип и треугольный профиль резьбы. НКТ данного типа отличаются повышенной хладостойкостью и пластичностью.
• Гладкие изделия, конструкция которых дополнена узлом уплотнения, изготовленным из пластика.
• Изделия муфтового типа, коническая резьба которых имеет трапецеидальный профиль. НКТ данного типа отличаются высокой герметичностью.
• Гладкие муфтовые изделия, резьба на которых имеет конический тип и треугольный профиль.

В разных странах существуют аналоги данного ГОСТа, по которому трубы подразделяются на такие же типы. В частности, в США и ряде других стран таким нормативным документом является стандарт API 5CT.

Как происходит ремонт НКТ?

Насосно-компрессорная труба со специальным покрытием служит дольше. Время от времени она требует очистки в виде химической обработки или механического удаления отложений. Они направлены на удаление асфальтенов, смол, а также парафинов. Помимо указанных методов очистки также применяется магнитный, тепловой способ и депарафинизация.

В некоторых случаях самой очистки недостаточно и требуется ремонт, включающий широкий перечень этапов по восстановлению эксплуатационных характеристик материала. Ремонт насосно-скважинного оборудования может проводиться с трубами, размеры которых составляют 60, 73, 89, 102, 114 мм в диаметре.

Их ремонт включает такие этапы:

1. Отбраковка изделия путем визуального контроля.
2. Очистка изделия водой.
3. Механическое удаление загрязнений по внутренней поверхности изделия.
4. Шаблонирование.
5. Выявление и устранение дефектов изделия.
6. Токарная обработка – включает перенарезку резьбы, а также ремонт и очистку муфты.
7. Муфтонаворот.
8. Испытание системы посредством воды.
9. Проверка на прочность.
10. Обязательная маркировка изделий.
11. Обработка муфтовой и ниппельной части смазочным составом.

Муфтовая труба НКТ

Чтобы ремонт материала имел более длительный эффект, применяют специальные напыления. Его поверхность обрабатывают диффузионным цинковым покрытием, которое демонстрирует высокую адгезию к железу и отталкивающий эффект к парафинам. Это покрытие способно продлить срок службы системы в 3-5 раз.

Технические характеристики

Согласно ГОСТу, размеры изделия варьируются от 6 до 10.5 метров. При эксплуатационной потребности возможно удлинение изделия до 11.5 метров. Размеры их условного наружного диаметра составляют 60; 73; 89; 114 мм. Размеры толщины стенок изделия могут колебаться в пределах 5,0; 5,5; 6,5; 7,0 мм.

Изготавливаются изделия из стали НКТ 20, НКТ 30 и стали НКТ 30ХМА. При производстве изделий исключаются любые дефекты. После их обнаружения изделие отправляется на переработку. Ее прочность характеризуется группами Д, К, Е. В процессе изготовления каждая единица изделия должна проверяться на растяжение, прочность, твердость, растрескивание, ударную вязкость и проходить гидроиспытание.

Трубы 73 и 89 производятся с треугольной или трапецеидальной резьбой, а 60 и 114-миллиметровые – с треугольной. Размеру 89 миллиметров соответствует толщина стенок – 7.0 мм. Назначение трубы на 89 мм достаточно широкое. Она может применяться не только в нефте- и газодобывающей пресыщенности, но и в частном домостроении для обустройства свайного фундамента. Вес изделия диаметром 89 мм на 1 п.м. составляет 13.5 кг.

Обслуживание и ремонт труб НКТ (видео)

Правила эксплуатации

Чтобы трубы служили долго, необходимо придерживаться определенных правил их эксплуатации. Для погружения и транспортировки применяются механизированные трубовозки. Не допускается транспортировка изделий волоком. Они не должны гнуться или провисать. Следует защитить материал от механических повреждений. Поэтому разгрузку осуществляют краном.

На рабочей площадке он должен укладываться не на голую землю, а на деревянные бруски во избежание их загрязнения или деформации. На резьбовую часть в обязательном порядке надевается предохранительное кольцо.

Перед эксплуатацией необходимо провести контроль изделий путем шаблонировнаия. Для этого через линию пропускается метровый шаблон диаметром на 2.3 мм уже ее внутреннего диаметра. Также стоит очистить при помощи щетки резьбу и муфту. Обработать поверхность деталей специальной смазкой. Свинчивание муфты с резьбы осуществляется аккуратно. При этом нельзя использовать механический натиск, удары.

Расчет веса металлопроката

Характеристики НКТ

Как уже упоминалось, насосно-компрессорные трубы предназначены для работы в особо сложных условиях. Поэтому на весь период эксплуатации изделий должны быть исключены такие инциденты, как образование расслоений и трещин или утрата целостности трубы. Кроме того, и сама скважина должна быть оформлена как можно качественнее, что также продлит срок бесперебойной службы промышленного комплекса.

Сообразуясь со всеми особенностями применения труб, можно выделить главные требования к ним:

• отсутствие склонности к корродированию;
• износоустойчивость;
• герметичность по всей длине изделия;
• гладкость внутренней поверхности.

По наличию резьбы выпускаемая продукция подразделяется на:

• изделия с гладкими торцами;
• трубы с наружной резьбой.

Трубы второго вида обеспечивают лучшую герметизацию трубопровода. На наружную резьбу в процессе изготовления наносится антикоррозионная уплотняющая смазка. Торцы труб соединяются специфическими износостойкими муфтами. Поскольку, в зависимости от назначения трубопровода, давление в трубах может достигать значения 50 МПа, для соединения элементов конструкции наносят трапецеидальную резьбу повышенной надёжности.

Как правильно эксплуатировать НКТ

Строго соблюдаться при использовании труб НКТ должны не только требования к их характеристикам, но и условия их транспортировки, хранения и монтажа. Здесь существует целый ряд общепринятых правил.

• В том случае, когда трубы необходимо некоторое время хранить перед использованием, следует подготовить для этого специальную площадку. Так, насосно-компрессионные трубы нельзя хранить на земле – необходимо укладывать их на деревянные бруски и следить за тем, чтобы изделия не провисали под собственным весом.

• Для перевозки труб НКТ необходимо использовать только специально предназначенный для этого транспорт (трубовозки). Ни в коем случае нельзя транспортировать трубы НКТ волоком.
• В том случае, если необходимо свинтить неподдающуюся муфту с трубы НКТ, нельзя подвергать резьбовое соединение ударным нагрузкам. Для этого можно использовать специальные жидкости или тщательно очистить резьбовое соединение от грязи.
• При транспортировке и хранении труб их резьбовые концы следует защищать при помощи специальных предохранительных колец.

Даже при извлечении уже используемых труб из скважины следует обращаться с ними очень аккуратно и складировать на предварительно уложенные деревянные бруски.

Эксплуатация НКТ

Насосно-компрессорные трубы рассчитаны на долгое беспроблемное использование в трубопроводах, работающих под разными давлениями, с различными средами и практически в любом климате. Поэтому добросовестная сборка конструкции, соблюдение правил эксплуатации и своевременное проведение плановых работ – гарантия безопасной и эффективной работы всего добывающего комплекса.

Основные правила, которых следует придерживаться во время установки и использования конструкций из труб НКТ:

• чтобы не испачкать элементы будущего трубопровода, перед началом работ их следует расположить на возвышении (к примеру, на деревянном помосте);
• перед соединением элементов конструкции необходимо с помощью подходящей щётки очистить поверхности резьбы трубы и муфты, при этом не повреждая смазку;
• на торцах резьбы следует располагать предохранительные кольца;
• во избежание повреждения поверхности труб их перевозят с помощью трубовоза, перетаскивать изделия по земле нельзя;
• во время и после сборки трубы не должны провисать, поэтому для монтажных работ используют подпорки, например, из дерева;
• при выполнении монтажных работ трубы перемещаются подъёмным краном, бросать их вниз нельзя;
• в процессе сборки/разборки используют специальный монтажный инструмент, прикладывать несоразмерную силу и бить по поверхности трубы или муфты нельзя;
• следует тщательно выбирать и перед сборкой сверять сечения элементов будущего трубопровода: слишком узкие трубы при перемещении вязкой среды будут быстро засоряться.

Защита внутренней поверхности труб

Поскольку по трубам транспортируются самые разные вещества – как легкотекучие жидкости и газы, так и вязкие среды с примесями, – особые требования должны предъявляться к внутренней поверхности НКТ. Обеспечение внутренней гладкости изделий вкупе с применением защитного слоя даёт гарантию долгой бесперебойной работы трубопровода и всего предприятия в целом.

В ходе эксплуатации трубы в тех или иных условиях на внутренней части могут образовываться наслоения из соединений тяжёлых металлов, кальция, парафинов, гипса, отвердевших газовых соединений. Естественно, все эти отложения затрудняют нормальное функционирование системы и со временем вызывают необходимость ремонта.

Один из способов борьбы с проблемой – остекловывание внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. При этом продукция изнутри обрабатывается жидким стеклом, что в значительной степени повышает пропускную способность трубы. Возможна и обработка изделия специальным лаком, пластиком или эпоксидной смолой.

Такая обработка вместе с выполнением остального комплекса требований к установке и промышленному использованию НКТ позволяет сократить дальнейшие расходы на внеплановый ремонт и замену деталей трубопровода.

Источник