1.5. Насосно-компрессорные трубы

Из насосно-компрессорных труб (НКТ) составляются колонны, спускаемые в скважину. Колонны НКТ могут служить в основном для следующих целей:

- подъема на поверхность отбираемой из пласта жидкости, смеси жидкости и газа или одного газа;

- подачи в скважину жидкости или газа (осуществления технологических процессов, интенсификации добычи или подземного ремонта);

- подвески в скважине оборудования;

- проведения в скважине ремонтных, в том числе бурильных, работ.

Насосно-компрессорные трубы в нашей стране изготавливаются

согласно ГОСТ 633 и ГОСТ Р 2004 года, предусматривающим изготовление НКТ в исполнениях А и Б (А - повышенной точности) четырех конструкций:

- гладких труб и муфт к ним;

- труб с высаженными наружу концами (В) и муфт к ним;

- гладких высокогерметйчных труб (НКМ) и муфт к ним;

- безмуфтовых труб (НКБ) с высаженными наружу концами.

Примеры условных обозначений насосно-компрессорных труб приведены ниже:

трубы из стали группы прочности Е с условным диаметром 60 мм, толщиной стенки 5 мм:

- 60х5-Е ГОСТ 633-80 - для гладких труб;

- В-60х5 ГОСТ 633-80 - для труб с высаженными наружу концами;

- НКМ-60х5 ГОСТ 633-80 - для высокогерметичных труб;

- НКБ-60х5 ГОСТ 633-80 - для высокогерметичных безмуфтовых труб.

Трубы изготовляются из сталей следующих групп прочности: Д, К, Е, Л, М, Р. Кроме того, НКТ могут изготавливаться из алюминиевого сплава марки Д16Т. Этот сплав имеет предел текучести около 300 МПа, предел выносливости - 110 МПа. Относительная плотность сплава - 2,72. Трубы из сплава Д16Т обладают и большей коррозионной стойкостью в сероводородсодержащих средах. Особенно повышаются их коррозионная стойкость и износостойкость при толстослойном анодировании.

Механические свойства труб и муфт соответствуют данным, приведенным в таблице 1.6.

По массе труб допускается отклонение от +6,5 до -3,5% для исполнения труб А (более точное исполнение) и от +8 до -6% для исполнения труб Б (менее точное исполнение).

Таблица 1.6- Механические свойства труб и муфт

Показатели	Д	К	Е	Л	М	Р
Временное сопротивление, МПа	500	700	750	800	900	1000
Предел текучести, МПа	380	500	550	650	750	950
Относительное удлинение, %	16	12	12	12	12	12

Внутренний диаметр НКТ проверяется шаблоном длиной 1250 мм с наружным диаметром на 2-2,9 мм меньше номинального внутреннего диаметра трубы (меньшее отклонение для труб небольшого диаметра). На толщину стенки установлен минусовый допуск в 12,5 % от толщины.

Гладкие трубы проще в изготовлении, но их концы ослаблены нарезанной на них резьбой. Трубы с высаженными наружу концами имеют одинаковую прочность по основному телу и у резьбы (рис. 1.11 [4]).

Эти трубы называются равнопрочными. Внешний диаметр их Муфты больше, чем у труб с гладкими концами (табл. 1.7).

Таблица 1.7 Насосно-компрессорные трубы по ГОСТ 633

Условный диаметр трубы, мм	Наружный диаметр, мм			Толщи­на стеи- ки тру­бы, мм		Внутренний диаметр трубы, мм		Масса (теоретическая) трубы с муфтой, кг/м
	Гладкой части тру­бы	Му<	пы
		Гладких труб	Труб типа В					Гладких труб	Труб типа В
27	26,7		42,2		3,0		20,7			1,85
33	33,4	42,2	48,3		3,5		26,4		2,65	2,66
42	42,2	52,2	55,9		3,5		35,2		3,38	3,46
48	48,3	55,9	63,5		4,0		40,3		4,46	4,54
60	60,3	73,0	77,8		5,0		50,3		7,01	7,12
73	73,0	88,9	93,2		5,5		62,0		9,50	9,55
73	73,0	88,9	93,2		7,0		59,0		11,70	11,87
89	88,9	108,0	114,3		6,5		75,9		13,68	13,72
89	88,9	-	114,3		8,0		79,0		-	16,69
102	101,6	120,6	127,0		6,5		88,6		15,80	16,05
114	114,3	132,1	141,3		7,0		100,3		19,13	19,49

Примечание. Длина труб первой группы -10 м; второй группы — 5,5-8,5 м.

У НКТ гладких и с высаженными концами резьба (рис. 1.12. [4]) имеет конусность 1:16, закругленная, с углом профиля 60°. У труб НКМ и НКБ резьба также коническая, но с трапецеидальным про¬филем. Резьбовая часть труб с НКМ и НКБ имеет конический гладкий конец, входящий в конус муфтовой части резьбового соединения и создающий дополнительное уплотнение соединения (рис. 1.13. и 1.14.). Размеры и масса труб НКБ1 приведены в табл. 1.8.

Таблица 1.8- Размеры и масса безмуфтовых труб НКБ1

Условный диаметр трубы, мм	Наружный диаметр, мм	Тол- шина стенки, мм	Внутрен­ний диа­метр, мм	Масса 1 м гладкой трубы, кг	Увеличение массы одной трубы за счет высадки концов, кг	Диаметр высажен­ной части, мм	Длина высадки, мм
60	60,3	5,0	50,3	6,84	1,8	71	120
к 73	73,0	5,5	62,0	9,16	2,2	84	125
73	73,0	7.0	59,0	11,39	2,6	86
89	88,9	6,5	759	13,22	3,2	102	125
89	88,9	8,0	72,9	15,98	3,7	104
102	101,6	6,5	88,6	15,22	4,0	116	125
Ljm	114,3	7,0	100,3	18,47	4,8	130	125

Муфтовое соединение гладких труб НКМ обеспечивает герметичность соединений при давлении газа до 50 МПа (500 кгс/см2). Прочность соединений составляет 85-90% прочности по телу трубы, что на 25-35% превышает прочность соединений гладких насосно- компрессорных труб по ГОСТ 633.

Конструкция конических уплотнительных поверхностей и профиль резьбы аналогичны применяемым в соединениях труб НКБ1.

При докреплении соединений происходит контакт по внутренним упорным торцам.

В последние годы получили применение так называемые непрерывные наматываемые (безмуфтовые или гибкие) трубы длиной до 2500 м, а в некоторых случаях - до 5500 м. Эти трубы выпускаются с прокатного стана полной строительной длины (или отдельными бухтами длиной от 300 до 650 м, которые соединяются между собой с помощью стыковой сварки) без промежуточных резьбовых соединений и сматываются в бухту. Они спускаются в скважину со специального агрегата, обычно смонтированного на большегрузной автомашине. Указанные трубы применяются, в основном, для проведения технологических операций (очистка скважины от песчаных и гидратных пробок, освоение скважин, забуривание вторых стволов и т.д.).

Достаточно широко на нефтяных промыслах применялись НКТ, внутренняя поверхность которых покрыта стеклом, эпоксидными смолами. Также распространены эмалированные трубы. Такие покрытия применяются для защиты от отложения парафина на трубах и защиты от коррозии внутренней поверхности труб. Кроме того, они снижают на 20-30 % гидравлические сопротивления потоку.

Покрытие стеклом и эмалью обладает высокой теплостойкостью и достаточно прочно при небольших деформациях труб. На поверхности стекла не откладывается парафин. Однако покрытие стеклом имеет ряд недостатков. Один из них - образование микротрещин в стекле при покрытии им трубы. В результате образуются очаги коррозии металла и местного отложения парафина У трещин. В настоящее время отрабатывается технология покрытия, Уменьшающая трещинообразование. Второй недостаток разрушение стекла при деформации труб. Причиной этого служат деформации труб. Причиной этого служат различные модули упругости металла (0,21-Ю6 МПа) и стекла (0,057-Ю6 МПа). Вследствие этого при растяжении металла труб тонкому слою стекла передаются большие усилия, нарушающие его целостность.

Покрытие труб эпоксидными смолами также хорошо защищает их от отложений парафина. Эпоксидные смолы эластичнее стекла, и при деформации труб смола не растрескивается. Но она имеет свои недостатки. Температура, при которой можно применять смолы, обычно невысокая - не более 60-80 °С.

Общий недостаток покрытий в том, что внутренняя поверхность муфтового соединения труб остается незащищенной. В этом месте можно устанавливать эластичные проставим, перекрывающие незащищенное место, или протекторные кольца, потенциал материала которых таков, что кольца коррозируют сами, защищая от коррозии близко расположенные участки трубы. Однако применение таких мер создает дополнительные трудности.