Дэфекты якасці і прафілактыка труб для нафтавых свідравін

Дэфекты якасці труб для нафтавых свідравін у асноўным звязаны з трыма аспектамі:
Па-першае: дэфекты якасці самога корпуса трубы для нафты, такія як механічныя ўласцівасці, унутраны праход, вага і г.д. корпуса трубы, якія не адпавядаюць патрабаванням;
Па-другое: дэфекты якасці труб для нафтавых свідравін падчас апрацоўкі, такія як параметры разьбы (канічнасць, крок, вышыня зуба, форма Кена, канцэнтрычнасць і блізкая адлегласць паміж разьбой на абодвух канцах муфт), якія перавышаюць стандарт, чорная спражка, зламаная спражка, адхіленне разьбы, крутоўны момант шрубы, які перавышае стандарт, уцечка, пашкоджанне разьбы (драпіны, няроўнасці), якасць зваркі бурыльных труб, якая не адпавядае патрабаванням і г.д.;
Па-трэцяе: характарыстыкі труб для нафтавых свідравін, у тым ліку ўстойлівасць да сціскання, карозіі, перфарацыі і прыліпання, не адпавядаюць патрабаванням.

1. Дэфекты якасці і прадухіленне апрацоўкі разьбы труб нафтавых свідравін
Падчас апрацоўкі разьбы ў трубах для нафтавых свідравін разьба можа мець дэфекты якасці, такія як чорная скурная спражка, адхіленне разьбы, зламаная спражка, драпіны (ўдары) ў разьбе і параметры разьбы, якія перавышаюць стандарт.

(1) Чорнае выгінанне разьбы: Чорнае выгінанне разьбы праяўляецца як «няроўны» выгляд з-за недастатковай лакальнай апрацоўкі разьбы, што звязана з дакладнасцю вонкавага дыяметра і таўшчыні сценкі, авальнасцю і прамалінейнасцю канца сталёвай трубы. Чорнае выгінанне корпуса трубы часта выклікана занадта малым вонкавым дыяметрам корпуса трубы, недастаткова прамым канцом трубы або занадта вялікай авальнасцю. Чорнае выгінанне муфты звычайна выклікана тым, што вонкавы дыяметр сталёвай трубы перавышае дадатны допуск, сценка перавышае адмоўны допуск або занадта вялікай авальнасцю.

(2) Адхіленне разьбы: Адхіленне разьбы — гэта нераўнамерная таўшчыня сценкі сталёвай трубы, прычым адзін бок тонкі, а другі — тоўсты пасля наразання разьбы. Прычына адхілення разьбы падобная да прычыны чорнага згінання разьбы, якое ўзнікае з-за нераўнамернай таўшчыні сценкі, выгібу або занадта вялікай авальнасці канца трубы. Часам, пры адхіленні разьбы або неадэкватным кантролі апрацоўкі, таўшчыня сценкі ніжняй часткі разьбы можа перавышаць адмоўны дапуск, што сур'ёзна паўплывае на трываласць злучэння трубы нафтавай свідравіны.

(3) Абрыў ніткі: Калі грэбеньчаты абрэзчык ніткі рэжа нітку з высокай хуткасцю і сілай, як толькі нітка абрываецца або «страчаецца», гэта прыводзіць да яе абрыву. Звычайна абрыў ніткі ў асноўным выкліканы буйнымі неметалічнымі ўключэннямі ў сталі, а таксама звязаны з якасцю грэбеньчатага абрэзка ніткі і стабільнасцю працэсу наразання ніткі.

(4) Пашкоджанне разьбы: Пашкоджанне разьбы нафтавых труб уключае ў сябе сінякі і пацёртасці. Яно ўзнікае падчас вытворчасці, транспарціроўкі і захоўвання гатовай прадукцыі. Каб прадухіліць пашкоджанне, здушванне і іржаўленне адкрытай разьбы нафтавых труб, а таксама каб забяспечыць адсутнасць сутыкнення разьбы з цвёрдымі прадметамі (напрыклад, транспартнымі ролікамі, нахільнымі рашоткамі і г.д.) падчас вытворчасці, на разьбу корпуса нафтавых труб неабходна накруціць вонкавае ахоўнае кольца з унутранай разьбой, а на разьбу злучэння — унутранае ахоўнае кольца з вонкавай разьбой.

Стандарт API Spec 5CT прадугледжвае:
① На заводзе па апрацоўцы разьбы неабходна накручваць ахоўныя кольцы для ўнутранай і знешняй разьбы. Канструкцыя, матэрыял і механічная трываласць ахоўнага кольца для разьбы неабходныя для абароны разьбы і канцоў труб, каб пазбегнуць пашкоджанняў падчас звычайнай пагрузкі і разгрузкі, а таксама транспарціроўкі;
② Падчас транспарціроўкі і звычайнага захоўвання алею і корпуса канструкцыя і матэрыял ахоўнага кольца разьбы павінны ізаляваць разьбу ад бруду і вады. Звычайны тэрмін захоўвання складае каля 1 года;
③ Матэрыял ахоўнага кольца разьбы не павінен утрымліваць кампаненты, якія могуць выклікаць карозію разьбы або прыліпанне ахоўнага кольца да разьбы, і павінен падыходзіць для эксплуатацыйнай тэмпературы ад -46℃ да +66℃:
④ Ахоўныя кольцы з разьбы з голай сталі нельга выкарыстоўваць на трубах з сталі L80 маркі 9Cr і 13Cr.

(5) Параметры разьбы перавышаюць стандартныя
Апрацоўка разьбы з'яўляецца найважнейшым працэсам у вытворчасці труб для нафтавых свідравін, а таксама ключавым працэсам, які вызначае якасць разьбы ў трубах для нафтавых свідравін. У цяперашні час большасць труб для нафтавых свідравін наразаюцца з выкарыстаннем спецыяльных станкоў з ЧПУ. Пры апрацоўцы разьбы нарыхтоўка аўтаматычна цэнтрыруецца і заціскаецца плаваючым спосабам. Інструмент для апрацоўкі разьбы выкарыстоўвае цвёрдасплаўны інструмент, а кручэнне шпіндзеля бесступенькавае. Існуе два спосабы апрацоўкі разьбы: адзін заключаецца ў тым, што нарыхтоўка круціцца, а інструмент выконвае плоскі рух падачы; другі заключаецца ў тым, што нарыхтоўка не рухаецца, а інструмент круціцца і выконвае рух падачы. Гэтыя два тыпы станкоў маюць свае характарыстыкі. Першы больш універсальны ў выкарыстанні. Ён не толькі мае высокую прадукцыйнасць пры апрацоўцы агульнай канічнай разьбы, але таксама можа апрацоўваць разьбу з прамым і спецыяльным злучэннем з добрай герметычнасцю (спецыяльныя спражкі); другі мае больш высокую прадукцыйнасць пры апрацоўцы агульнай канічнай разьбы, чым першы, але спецыяльныя спражкі патрабуюць папярэдняй апрацоўкі на станках. Розныя параметры разьбы (сярэдні дыяметр, вышыня зуба, канічнасць, крок, вугал зуба, блізкая адлегласць і г.д.) будуць уплываць на трываласць злучэння і герметычнасць разьбы. Адлегласць паміж канцамі разьбы — гэта комплекснае значэнне ваганняў кожнага асобнага параметра разьбы. Нават калі асобныя параметры разьбы кваліфікаваныя, яе адлегласць паміж канцамі можа не кваліфікавацца. Дакладнасць розных параметраў разьбы залежыць не толькі ад якасці трубнай нарыхтоўкі, але і ад метаду апрацоўкі разьбы, тыпу станка і стабільнасці працэсу апрацоўкі, а таксама ад дакладнасці памераў і зносаўстойлівасці разьбовага грэбня. Пры іншых аднолькавых умовах дакладнасць памераў разьбовага грэбня вызначае дакладнасць памеру разьбы. Як правіла, дапушчальны памер разьбовага грэбня павінен складаць толькі ад 1/3 да 1/4 ад дапушчальнага значэння вырабу або нават вышэй.

(6) Значэнні крутоўнага моманту і J перавышаюць стандартныя: Крутоўны момант алею і корпуса адносіцца да крутоўнага моманту скручвання, які ўзнікае пры зварванні муфты і корпуса трубы. Мэта кантролю крутоўнага моманту - забяспечыць трываласць злучэння паміж муфтай і корпусам трубы і напружанне кантактнага ціску з боку разьбы, а таксама сумесна з адпаведнай змазкай для ўшчыльнення разьбы дасягнуць прадухілення ўцечкі алею і корпуса. Для стандартнай разьбы API значэнне J прадстаўляе адлегласць ад канца трубы да цэнтра муфты пасля зацягвання муфты і корпуса трубы, што з'яўляецца адным з важных параметраў, якія вызначаюць якасць разьбовага злучэння.

(7) Уцечка: Каб пазбегнуць уцечкі алею і абсадной трубы з-за недастатковага ціску кантакту паміж корпусам трубы і абсадной трубы і разьбой муфты, алей і абсадная труба з муфтай падвяргаюцца гідрастатычнаму выпрабаванню пад ціскам у адпаведнасці са стандартам. Уцечка разьбы, якая злучае корпус трубы і муфту, залежыць ад тыпу і якасці разьбы, спосабу закручвання алею і абсадной трубы, а таксама якасці змазкі для ўшчыльнення разьбы. Што тычыцца тыпу разьбы, то герметычнасць круглай разьбы лепшая, чым у трапецападобнай, а спецыяльная разьба яшчэ лепшая. Высокадакладная форма разьбы і разумны крутоўны момант закручвання алею і абсадной трубы спрыяюць паляпшэнню герметычнасці разьбы. Змазка для ўшчыльнення разьбы можа гуляць пэўную ролю ў змазцы, запаўненні разьбовых зазораў (герметызацыі) і антыкаразійнай абароне падчас закручвання муфт і выкарыстання алею і абсадной трубы.

2. Прадукцыйнасць труб для нафтавых свідравін
Характарыстыкі труб для нафтавых свідравін уключаюць у сябе супрацьпрыліпаючыя характарыстыкі, супрацьразбуральныя характарыстыкі, антыкаразійныя характарыстыкі і характарыстыкі перфарацыі.

(1) Супрацьпрыліпальныя ўласцівасці: Згодна са стандартнымі патрабаваннямі, разьбовыя злучэнні абалонкі і алею павінны быць зроблены і адноўлены. Прадугледжана, што кожнае злучэнне павінна быць зроблена і адноўлена 6 разоў. Закруціць да максімальнага крутоўнага моманту, рэкамендаванага вытворцам, затым адкруціць і праверыць прыліпанне ўнутранай і знешняй разьбы абалонкі. Прыліпанне разьбы абалонкі залежыць ад такіх фактараў, як якасць разьбы, цвёрдасць паверхні разьбы, хуткасць накручвання, каэфіцыент трэння паверхні і кантактнае напружанне (крутоўны момант закручвання муфты). Для паляпшэння супрацьпрыліпальных уласцівасцей разьбы абалонкі і алею неабходна палепшыць якасць аздаблення разьбы, цвёрдасць і аднастайнасць разьбы, знізіць хуткасць накручвання і кантраляваць крутоўны момант закручвання. Адначасова на ўнутраную паверхню разьбы муфты неабходна нанесці пласт мяккай металічнай або неметалічнай плёнкі, каб аддзяліць корпус трубы абалонкі і алею ад муфты, каб прадухіліць злучэнне металічнай паверхні дзвюх разьб і пазбегнуць разрыву або нават разрыву разьбы. Перад тым, як закручваць муфту, паверхню разьбы неабходна пакрыць разьбовай змазкай, каб прадухіліць заліпанне разьбы пасля закручвання муфты і палепшыць герметычнасць разьбы. Існуе мноства спосабаў пакрыцця паверхні разьбы муфты: напрыклад, ацынкаванне і фасфатаванне; для некаторых спецыяльных матэрыялаў і спецыяльнай злучальнай разьбы часта патрабуецца медненне. Фактары прыліпання, звязаныя з заводам: параметры разьбы (крок, вышыня зуба, канічнасць, момант зацягвання, палова вугла профілю зуба і г.д.), супадзенне ўнутранай і знешняй разьбы (апрацоўка паверхні, аздабленне паверхні, фасфатаванне, ацынкаванне, медненне і г.д.), змазка для разьбы (функцыя: змазка, запаўненне і герметызацыя і г.д., складаецца з металічнага парашка і змазкі), кантроль разьбы (крутоўны момант разьбы, хуткасць разьбы і г.д.), матэрыяльныя фактары і г.д. Фактары, звязаныя з выкарыстаннем і эксплуатацыяй нафтавых радовішчаў, ўключаюць: пад'ём без ахоўных прыстасаванняў для разьбы, скажоная разьба (труба хістаецца ў паветры і не канцэнтрычная з разьбой свідравіны), адсутнасць разьбы або яе меншая колькасць, змазка для разьбы (не адпавядае стандартным патрабаванням, пясок і іншае смецце), хуткасць і крутоўны момант разьбы, а таксама сіла заціску вялікіх абцугоў.

(2) Супрацьдзеянне абвальванню (раздушванню): па меры павелічэння глыбіні свідравання ціск на нафту і абсадныя трубы ў нафтавых і газавых свідравінах павялічваецца, асабліва ў глыбокіх свідравінах, звышглыбокіх свідравінах або нафтавых і газавых свідравінах у складаных фармацыях, такіх як каменная соль, саляная паста, сланец і мяккія горныя пароды, якія павінны ізаляваць пластычны паток. Калі знешні ціск перавышае пэўную мяжу, корпус трубы нафтавай свідравіны ўтварае канаўку або эліптычную дэфармацыю, якая называецца абвальваннем трубы нафтавай свідравіны.

(3) Устойлівасць да карозіі: некаторыя нафтавыя і газавыя радовішчы ўтрымліваюць вялікую колькасць каразійных асяроддзяў, такіх як серавадарод, вуглякіслы газ або іоны хлору, што вылучае патрабаванні да каразійнай устойлівасці нафты і абсадных труб, у тым ліку ўстойлівасць да сульфіднай каразіі пад напружаннем, устойлівасць да карозіі CO2 і Cl- і г.д. Каразійная ўстойлівасць нафты і абсадных труб у асноўным звязана з такімі фактарамі, як хімічны склад сталі і значэнне рэшткавага напружання ў сталёвых трубах. Зніжэнне ўтрымання неметалічных уключэнняў і шкодных элементаў у сталі, павелічэнне каразійна-ўстойлівых элементаў, такіх як Cr і Ni, зніжэнне рэшткавага напружання ў сталёвых трубах і паляпшэнне каэфіцыента мяжы цякучасці сталёвых труб спрыяюць павышэнню каразійнай устойлівасці нафты і абсадных труб.

(4) Прадукцыйнасць перфарацыі: частка здабычы нафты абсадной трубы нафтавага пласта (пластавая здабыча нафты ў шматслаёвых нафтавых свідравінах) патрабуе перфарацыі, каб сырая нафта магла паступаць у абсадную трубу з вызначанага пласта нафтаноснага пяску. Па гэтай прычыне абсадная труба нафтавага пласта павінна мець добрую прадукцыйнасць перфарацыі, асабліва пры выкарыстанні аперацый без гарматнай перфарацыі, прадукцыйнасць перфарацыі абсаднай трубы павінна быць вышэйшай. Прадукцыйнасць перфарацыі абсаднай трубы атрымліваецца з дапамогай выпрабаванняў на перфарацыю. Гэта значыць, абсадная труба, якая падлягае выпрабаванню, падвешваецца ў імітаванай свідравіне, і ў абсадную трубу падвешваецца пэўная колькасць фігурных перфарацыйных куль з пэўнай адлегласцю і рознымі напрамкамі. Затым праводзіцца перфарацыя. Пасля перфарацыі, калі вакол адтулін выпрабавальнай абсаднай трубы няма расколін, прадукцыйнасць перфарацыі добрая; калі вакол адтулін ёсць некалькі невялікіх расколін, але іх колькасць і даўжыня не перавышаюць патрабаванні тэхнічных умоў, то прадукцыйнасць перфарацыі кваліфікаваная; а калі колькасць або даўжыня расколін вакол адтулін перавышае патрабаванні, асабліва калі расколіны паміж двума суседнімі адтулінамі злучаныя, то прадукцыйнасць перфарацыі некваліфікаваная. Нафтавае радовішча таксама мае выразныя патрабаванні да ступені пашырэння абсадной трубы пасля перфарацыі і вышыні ўнутраных і знешніх задзірак вакол адтулін.