1.9. Қорғаныс қаптамасы бар сорапты-компрессорлы құбырлар

СКҚ-лардың ішкі бетіне парафиннің, тұздардың және гипстің шөгінділерін болдырмау үшін, сондай-ақ құбырдың ішкі жағын коррозиядан қорғау үшін арнайы қорғаныс қаптамалары төселеді. Сонымен қатар, ағынның гидравликалық кедергісінің 20-25% -ға төмендегені байқалады.

СКҚ-ның ішкі жағын әйнекпен, эмальмен, эпоксидті шайырмен (эпоксидная смола) немесе лакпен жағады.

Әйнекпен жабу құбырлардың жоғарғы жылусақтағыштығын және құбырдың шамалы деформациясы кезінде жеткілікті беріктік қасиетіне ие болуын қамтамасыз етеді.

Әйнектелген құбырдың негізгі кемшілігі ретінде – құбырдың деформациясы кезінде әйнектің шытынауын айтуға болады. Оның себебі, болаттың (0,21·10⁶ МПа) және әйнектің серпімділік модульдарының айырмашылықтарында (0,057·10⁶ МПа). Соның салдарынан құбыр металының тартылуы кезінде әйнектің жұқа қабығына оның біртұтастығын бұзатын үлкен күш беріледі. Бұл құбылыс құбырдың үлкен тереңдіктегі ілмегінде және тасымалдану кездерінде байқалады.

Әйнектегі кернеуді мүмкіндік көрсеткішінен асырмау үшін, әйнектің және құбыр металының салыстырмалы ұзаруларының теңдік шартын сақтау қажет:

ΔL/L=σ_вә/E_ә=σ_құб/E_құб.

Сонда әйнектелген құбырлардың мүмкін күштемесі былай болады:

P≤(σ_вст /n) [F_ст +F_тр E_тр /E_ст ] ,

мұндағы, Р – әйнектің беріктігін сақтау шарты бойынша анықталған, құбырларға түсірілетін мүмкіндік жүктемесі; σ_вә – әйнектің беріктік шегі; n – беріктік қоры (n=1,3-1,5); F_ә – әйнек қабатының көлденең қимасының ауданы; F_құб – құбырдың көлденең қимасының ауданы; Е_ә, Е_құб – сәйкесінше, әйнек пен құбырдың серпімділік модульдері.

Құбырды эпоксидті шайыр және лакпен қаптау оларды парафин мен тұздардың шөгуінен жақсы қорғайды. Эпоксидті шайыр әйнекке қарағанда иілімді және құбырдың деформациясы кезінде шайырда жарық пайда болмайды. Бірақ та, эпоксидті шайырмен қаптауды қолдану температурасы ВНИИТмұнай көрсеткіштері бойынша 80÷100˚C-қа дейін шектелген.

Эмальданған құбырлар барынша берік қаптамаға, жоғарғы жылусыйымдылыққа, суыққа төзімділік пен беттің тегістік қасиеттеріне ие болады. СКҚ-ларды агрессивті ортадан қорғау үшін оларды бірнеше қабат етіп қаптайды. Бірақ, эмальмен қаптау технологиясы әйнек пен эпоксидті шайырмен қаптау технологиясына қарағанда әлдеқайда күрделі болып келеді.

Тозуға төзімділігі бойынша силикатты қаптамалар (эмаль және әйнек) полимерлерден (шайыр, лак) анағұрлым асып түсетінін атап өту керек.

Силикатты қаптамалардың жалпы кемшілігі, ол – құбырдың муфталы байланыстарының коррозиядан қорғалмауы болып табылады. Сондықтан оның қорғалмаған жерін жауып тұратын иілгішті полимерлі аралық қойғыштарды (проставка) немесе материал потенциалы болат материалдардан әлдеқайда төмен болатын бұжыртабанды (протекторлы) сақиналар орнату керек.

3-мысал. Әйнектің беріктік шегі 60 МПа болғанда, ұңғыманы фонтанды-компрессорлы пайдалану кезінде тегіс әйнектелген СКҚ-ның (89x6,5 мм, «Д») максималды түсіру тереңдігін есептеу қажет.

Шешімі: Дайындау технологиясы бойынша әйнектің орташа қалыңдығы 1мм-ді құрайды деп есептеп, әйнектелген құбырдың мүмкіндік жүктемесін келесі формуламен анықтаймыз:

Сонда, F_құб = 0,785(89² – 76²)10^-6 = 1,684·10^-3 м²;

F_ә = 0,785(76² – 74²)10^-6 = 0,236·10^-3 м².

Мүмкіндік жүктемесі

Р= = [0,236+1,684·0,21·10⁶/0,057·10⁶]·10^-3=297·10³ H.

Сұйықтағы жеңілділікті есепке алмағандағы түсірудің мүмкіндік тереңдігі:

L_құб =P/(qg)=297·10³/(13,65·9,81)=2220 м.

Салыстыру үшін СКҚ 89x6,5 “Д” үшін жону жүктемесін (1.4) формуласымен табамыз:

3,14·81,09·10^-6·5,09·10^-3·380·10⁶

P _ж = = 430310 Н,

1+0,439·81,09/(2·47,3 )·0,384

мұндағы, b=6,5 – 1,41=5,09 мм; d=76 мм; ctg(α+φ)=0,384;

D=76+5,09=81,09 мм;

L=47,3 мм; η=5,09/6,5+5,09=0,439.

Жону жүктемесі бойынша түсірудің мүмкіндік тереңдігі:

L_ж=Р_ж/(qng)=430310/13,65·9,81·1,3=2472 м.

Сонымен, әйнекпен қаптау СКҚ 89х6,5 мм, «Д»-ны түсірудің мүмкіндік тереңдігін 252 м-ге немесе шамамен 10% -ға азайтады.