Технічна характеристика пустотілих штанг, які випускаються в рф

Зовнішній діаметр штанги, мм 42

Товщина стінки, мм 3,5

Зовнішній діаметр муфти, мм 57

Довжина штанги, мм:

повномірна 6000

укорочена 1000, 1500, 2000

Маса повнорозмірної штанги, кг 25

З огляду на те, що у пустотілих штангах самим критичним місцем є зона зварного шва, цій зоні слід приділяти дуже велику увагу. Пустотілі насосні штанги після нанесення кожного шару зварки повністю перевіряються капілярним методом. В додатку до цієї перевірки визначена кількість готових штанг піддається 100 % рентгеноскопії всієї зони зварного шва.

У практиці нафтовидобутку застосовують пустотілі штанги з умовним діаметром 42 мм, товщиною стінки 3,5 мм, розраховані на перепад тиску між колонами штанг і труб до 10 МПа. При рекомендованому моменті згвинчування – 1100 Н_·м різьбові з'єднання витримують допустимі приведені напруження 80 МПа.

Закордонні фірми (наприклад, SBS, Австрія) також випускають пустотілі насосні штанги. В табл. 8.9 представлені основні розміри пустотілих штанг фірми SBS.

При застосуванні пустотілих насосних штанг змінюється конструкція обладнання устя свердловини, в склад якого входять устьовий сальник для пустотілих штанг, устьовий пустотілий шток, трубопровід шарнірний чи рукав високого тиску і т.п.

Таблиця 5.9 - Основні розміри пустотілих штанг фірми SBS

Зовніш-ній діаметр OD, дюйм/ мм	Внутрі-шній діаметр ID, дюйм/ мм	Товщи- на стінки, дюйм/ мм	Розмір під ключ, N, дюйм/ мм	Довжина лиски під ключ L дюйм/мм	Діаметр бурта F, дюйм/мм	Довжина цапфи GP, дюйм/ мм	Діаметр цапфи DP, дюйм/ мм
7/8 (22,2)	1/8 (9,52)	1/4 (6,35)	1 (25,4)	1 1/4 (31,75)	1 1/2 (38,1)	1,43 (36,50)	1,061 (29,95)
1 (25,4)	1/2 (12,7)	1/4 (6,35)	1 (25,4)	1 1/4 (31,75)	1 5/8 (41,27)	1,625 (41,27)	1,186 (31,13)
1 (25,4)	0,630 (16,0)	0,185 (4,7)	1 (25,4)	1 1/4 (31,75)	1 5/8 (41,27)	1,625 (41,27)	1,186 (30,13)
1 1/8 (27,6)	0,709 (18,0)	0,208 (5,29)	1 5/16 (33,3)	1 ½ (38,1)	2 (50,8)	1,875 (47,63)	1,347 (34,89)

5.6.11 Безперервно-намотувані штанги

На сьогоднішній день близько 90 % щорічних підземних ремонтів проводиться на свердловинах, обладнаних установками штангових свердловинних насосів. Одним із головних резервів прискорення і зменшення трудомісткості підземних ремонтів і підвищення експлуатаційності, надійності ШСНУ – розробка ефективної нетрадиційної техніки і технології видобутку нафти.

В нафтопромислову практику, особливо за кордоном, впроваджують безперервно-намотувані насосні штанги (БНШ) у вигляді каната, стального прутка, металевих і неметалевих стрічок.

Канатна штанга являє собою звивку із 37 дротинок. Кожна дротинка попередньо обробляється інгібітором корозії і покривається плівкою із нейлону товщиною 0,25 мм. Звитий із дротинок канат також покривається водонафтостійкою та стійкою до абразивного спрацювання нейлоновою плівкою товщиною 0,625 мм.

Випробування гнучких канатних колон проводились в 25 свердловинах на родовищах Західного Техасу. Промислові дослідження підтвердили доцільність застосування таких колон. Встановлено, що канатні колони мають невелике спрацювання, а руйнування дротинок практично не виявлено. Поодинокі руйнування мали місце лише в свердловинах з великим вмістом сірководню.

За механічною характеристикою канатні штанги не поступаються сталевим. При діаметрі каната 19 мм, що відповідає площі поперечного перерізу сталевої штанги діаметром 12,7 мм його міцність на розтяг становить 190 кН. Приблизно таку міцність мають сталеві штанги діаметром 19 мм, але одинична маса такої штанги майже в 2 рази перевищує масу одного погонного метра канатної штанги. Для експлуатації канатних колон фірма «Mobil Oil» розробила наземний привод з барабаном ємкістю каната 1200 м, з повною механізацією СПО при ремонті свердловини.

Безперервно намотувану штангову колону із сталевого прутка виготовляють таких же марок як і стандартні сталеві штанги. Технологія їх виготовлення передбачає прокатування сталевого прутка роликами, нагрів струмами високої частоти, гартування, поверхневе зміцнення пластичним деформуванням та покриття протикорозійними матеріалами. Рівноміцність безперервної пруткової колони забезпечується комплектацією її прутками різного діаметру. Розроблено сім типорозмірів пруткових штанг з інтервалом зміни діаметрів на 1,6 мм. Компоновку безперервної колони заданої довжини проводять зварюванням встик пруткових штанг необхідних типорозмірів.

Фірмою «Humble Oil» розроблений спеціальний агрегат на автомобілі з діаметром барабана 5,7 м розміщеного на автомобільному причепі. Не зважаючи на громіздкість і низьку монтажоздатність агрегату, конструкція і технічні параметри тягового пристрою дають можливість досягати швидкість переміщення штангової пруткової колони до 60 м/хв.

БНШ із сталевого прутка виготовляються круглої і еліптичної форми. Переваги еліптичних пруткових штанг: суттєве зменшення металоємкості колони штанг (до 15 %) і потужність приводу (до 30 %); зменшення руйнування штанг через відсутність концентраторів напружень (різьби, гантелі тощо); мінімальне відкладення парафіно-смоляних речовин на гладкій поверхні колони; прискорення СПО без проведення згвинчування-розгвинчування штанг і укладання їх на містки; зменшення зносу штанг і труб шляхом зменшення контактних напружень між ними.

Як вважають спеціалісти, найсуттєвіший фактор, який обмежує їх широке застосування, - це складність ліквідування аварій при обриві канатних і пруткових штанг. Зменшення ваги штангових колон із сталевого прутка і кабелю викликає поздовжній згин при переміщенні плунжера вниз. Переважно нормальна робота БНШ досягається застосуванням обважненого низу, в якості якого використовують набір із стандартних сталевих штанг.

Перспективним напрямком розробки довгоходових приводів є використання, як кінематичного ланцюга для зворотно-поступового переміщення плунжера ШСН металічних і неметалічних стрічкових безперервних колон. Фірма «Hanlun» випускає сталеву стрічку розміром 35,6×1,8 мм, яка виготовляється із вінілефіру, армованого графітними волокнами. При високому коефіцієнті пружності стрічкової колони мають достатньо високу жорсткість. Поряд з перевагами канатних і пруткових безперервних колон, стрічкова колона має меншу вагу, а для її намотування при інших рівних умовах, барабани мають набагато менші габарити.

Розроблена і впроваджена установка з металевою стрічковою колоною може забезпечити переміщення плунжера до 30 м. Очевидні переваги такої техніки: скорочення частоти подвійних переміщень колони; зниження складових динамічних навантажень, які в ШСНУ досягають 30-50 % від максимальних; зниження на 40 - 50 % металоємкості установки.

Досвід експлуатації експериментальних установок з безперервно-намотуваними штангами підтвердив їх високу ефективність та необхідність проведення конструкторських та науково-дослідних робіт: по вдосконаленню пристроїв для намотування та транспортування пруткових та канатних колон; їх зрощування та з'єднання із полірованим штоком; герметизації устя свердловини при відсутності полірованого штока.