Трубы нефтяного сортаменты

Ò à á ë è ö à 9.36

Технические характеристики обсадных муфтовых труб с резьбой типа « Батресс»

ных скважин в диапазоне температур от –60 до +250 °С, а технические характеристики приведены в табл. 9.36. Размеры и местоположение прото- чек для размещения уплотнительных колец обеспечивают высокую герметичность соединения. Эксплуатационные характеристики труб аналогич- ны трубам по ТУ 14-3-1667–89.

Изготовитель: ВТЗ – трубы диаметрами 146, 168 и 245 мм.

Трубы обсадные типа ОТТМ – безмуфтовые толстостенные с резьбой, высокопрочные (ТУ 39-0147016-28–92), изображенные на рис. 9.21, предназначены для крепления скважин с высоким внешним сминающим давлением. Отличительной особенностью соединения является введение в

конструкцию резьбы ОТТМ дополнительного уплотнения А на торце нип-

Изготовитель: СевТЗ – трубы диаметром 245 мм групп прочности Л, М и Р.

Критическое сминающее давление для труб групп прочности Л – 110 МПа, М – 125 МПа. Расчетное гидравлическое давление для труб групп прочности Л – 102,6 МПа, М – 118,7 МПа, Р – 145,7 МПа.

Трубы обсадные с резьбой ОТТМ-В (« Батресс» ), стойкие к сероводородному растрескиванию в среде, содержащей сероводород до 6 % по объему, выпускаются по ТУ 14-162-3–94 диаметром 219 и 249 мм из стали группы прочности АС-75-2 (28ГМ), с толщиной стенки от 8,9 до 14,2 мм и длиной от 7,6 до 11,7 м, изображены на рис. 9.22 [49]. Механические свойства стали (σò = 517÷620 Í/ìì2; σâð = 655 Í/ìì2; относительное удлинение – 18 %) обеспечиваются термообработкой. Каждая труба и заготовка для изготовления муфт подвергается неразрушающему контролю с помощью ультразвукового и электромагнитного дефектоскопов, а в собранном виде – испытанию гидравлическим давлением.

Изготовитель: СевТЗ.

Трубы обсадные типа ОТТГ в хладостойком исполнении диаметром 245 мм (ТУ 14-162-4–94) для крепления газовых скважин в районах Крайнего Севера выпускаются из стали групп прочности Д, Е, Л и М с толщиной стенки 10, 11,1 и 12 мм и длиной от 8 до 11,7 м.

Изготовитель: СевТЗ.

Трубы с резьбой « Батресс» (по ТУ 14-162-13–95) изготавливаются диаметром 168,3; 219,1; 244,5 и 323,9 мм из стали Д, Е, Л и М с толщиной стенки от 7,9 до 14,2 мм и длиной от 6 до 11,7 м.

Кроме того, по ТУ 14-162-18–96 изготавливаются трубы из стали АК 55

413

Рис. 9.21. Трубы обсадные безмуфтовые толстостенные с резьбой типа ОТТМ, высокопрочные по ТУ 39-0147016-28–92

Рис. 9.22. Трубы обсадные муфтовые типа ОТТМ-В стойкие к сероводородному растрескиванию по ТУ 14-162-3–94

и АN 80 диаметром 324 мм с толщиной стенки 9,5 мм с резьбой ОТТМ-В, 11 и 12,4 мм с резьбой «Батресс», 14 мм с резьбой ОТТГ-BV. Контроль ка- чества изготовленных труб осуществляется опрессовкой каждой трубы и проверкой метрологических параметров.

Изготовитель: СевТЗ.

Обсадные трубы стальные бесшовные безмуфтовые с резьбовым соединением типа СТТ (рис. 9.23), являются ближайшим аналогом резьбы типа FL 4S, предусмотренные стандартом API. Основные параметры обсадных труб с соединением типа СТТ, изготавливаемые по ТУ 14-157-61–99, приведены в табл. 9.37 и 9.38 [24]. Поставляются трубы длиной от 10 до 11,3 м либо по согласованию с заказчиком от 6,92 до 10,0 м.

Соединение типа СТТ представляет собой конструкцию соединения труб с одинаковым наружным диаметром для обсадной трубы – хвосто-

Ò à á ë è ö à 9.37

Технические характеристики бесшовных обсадных безмуфтовых труб с резьбовым соединением типа СТТ по ТУ 14-157-61–99

414

Рис. 9.23. Соединение безмуфтовых обсадных труб типа СТТ:

à – ниппельный конец с наружной резьбой; á – раструбный (муфтовый) конец с внутренней резьбой

вика (потайной трубной колонны), предназначенного для ремонтных работ при высоком давлении. Внешний диаметр труб обеспечивает прохождение

âнаклонно направленные скважины и подъем цементного раствора на требуемую высоту, в том числе до устья. Для улучшения эксплуатационных характеристик в соединении СТТ используются дополнительные конические поверхности, которые при посадке с натягом создают уплотнения типа металл – металл. При свинчивании соединения упорные торцы ниппельного и раструбного концов контактируют друг с другом, создавая высокие контактные давления на упорных поверхностях соединений, что обеспечивает и дополнительно способствует герметичности соединения. Для придания соединению лучшей жесткости, предохранения рас-

трубной части при свинчивании соединения с чрезмерным крутящим моментом упорные торцы скошены под углом 150°, образуя замыкание по типу «ласточкин хвост».

При промысловых испытаниях на нефтяном месторождении Самотлор

âТюменской нефтяной компании трубы выдержали сложное нагружение при действии внутреннего давления 36,8 МПа (гр. Д) и 52,5 МПа (гр. Е),

осевого растягивающего усилия 395,7 кН и 574,6 кН и изгибающих моментов, соответствующих интенсивности искривления: 5° на 30 м; 5° на 20 м; 5° на 10 м.

Ò à á ë è ö à 9.38

Основные технологические параметры безмуфтовых труб типа СТТ

Прочность соединения на растяжение является показателем от минимального предела текучести стали соединения.

Справочная минимальная разрушающая нагрузка является показателем от минимального предела прочности стали соединения.

Справочная длина колонны труб учитывает рекомендуемый коэффициент запаса прочности и не учитывает влияние температуры, кривизны ствола, наличие и плотность жидкости в скважине, влияние динамических нагрузок при спуске труб и т.д.

415

Использование обсадных труб с резьбовым соединением типа СТТ позволяет устранить проблемы с ремонтом скважин с негерметичными эксплуатационными колоннами и обеспечивает возможность ремонта наклонно направленных скважин.

Изготовитель: ТМЗ.

Обсадные трубы, выпускаемые отечественными заводами в соответствии с требованиями стандарта API Spec 5CT, изготавливаются из стали с механическими свойствами, приведенными в табл. 9.39.

В 2001 году, впервые в России [24], выпущена опытная партия (200 т) обсадных труб типа ОТТГ с диаметром 245 мм и толщиной стенки 12 мм из сталей 32Г2МФА и 22Х2МФБА (для трубы и муфты соответственно) с пределами прочности 1000 МПа (не менее) и текучести 930 – 1137 МПа, относящихся к группе прочности Р по ГОСТ 632–80. Химический состав сталей для этих труб приведен в табл 9.40.

9.6. ТРУБЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ

Отечественной промышленностью изготавливаются насосно-компрес- сорные трубы следующих конструкций:

муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля (ГОСТ 633–80), изображенные на рис. 9.24, à;

муфтовые гладкие высокогерметичные с конической резьбой трапецеидального профиля (тип НКМ по ГОСТ 633–80), изображенные на рис. 9.24, á;

муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью (ТУ 14-3-1282–84), изображенные на рис. 9.24, в;

416

Рис. 9.24. Трубы насосно-компрессорные муфтовые гладкие:

à – с конической резьбой треугольного профиля; á – с конической резьбой трапецеидального профиля и уплотнительным пояском; в – с конической резьбой треугольного профиля с повышенной пластичностью и хладостойкостью; г – с конической резьбой треугольного профиля с узлом уплотнения из полимерного материала

муфтовые гладкие с конической резьбой треугольного профиля с узлом уплотнения из полимерного материала (ТУ 14-3-1534–87), изображенные на рис. 9.24, г.

Изготовители:

Синарский трубный завод (СинТЗ). Первоуральский новотрубный завод (ПНТЗ).

Насосно-компрессорные трубы и муфты к ним изготавливаются из сталей групп прочности Д, К и Е, механические свойства которых приведены в табл. 9.41.

Трубы насосно-компрессорные гладкие с конической резьбой треугольного профиля (ГОСТ 633–80). В соединении труб с треугольной резьбой применяется резьба конусностью 1:16 с углом профиля 60°. Проч- ность соединения до 70 % от прочности тела трубы.

Посадка резьбы осуществляется по боковым сторонам профиля. Герметичность соединения создается уплотнением в зазорах резьбовой смазки при свинчивании механическим способом.

417

Соединение недостаточно герметично из-за несовершенства конструкции. Расчетные величины предельных давлений составляют 2/3 практиче- ских.

Геометрические параметры труб приведены в табл. 9.42. Предельные нагрузки, соответствующие пределу текучести материала приведены в табл. 9.43.

Изготовители:

СинТЗ – трубы диаметром 60 и 73 мм. ПНТЗ – трубы диаметром 73 и 89 мм.

Трубы насосно-компрессорные типа НКМ гладкие высокогерметич- ные с резьбой трапецеидального профиля (ГОСТ 633–80) характеризуются равной прочностью резьбового соединения с телом трубы и высокой герметичностью.

Равнопрочность конструкции труб достигается применением упорной

418

резьбы трапецеидального профиля с наклоном сторон 3 и 30°. Герметич- ность соединения обеспечивается коническим и торцевым уплотнением типа металл-металл. Увеличенный шаг резьбы позволяет ускорить сборку соединения в 2,5 раза по сравнению с треугольной резьбой. Гладкий проходной канал трубы и торцевое уплотнение позволяют уменьшить гидравлические потери, частично препятствующие отложению солей и парафина, уменьшают коррозионный износ соединения.

Геометрические параметры насосно-компрессорных труб типа НКМ

Предельные нагрузки для НКТ типа НКМ, соответствующие пределу текучести материала труб, приведены в табл. 9.44.

Изготовитель: СинТЗ.

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.

Повышение пластичности достигается рафинированием, снижающим общее содержание серы и фосфора, а также неметаллических включений.

Рафинирование стали снижает склонность материала труб к общей коррозии.

Эксплуатационная долговечность труб на 40 % выше, чем труб по ГОСТ 633–80.

Трубы насосно-компрессорные гладкие с резьбой треугольного профиля и узлом уплотнения из полимерного материала (ТУ 14-3-1534–87) изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 633–80. На муфтах выполняются проточки для установки уплотнительных колец из полимерного материала (фторопласт-4), которые не теряют своих эксплуатационных свойств после 4–5-кратного свинчивания при температуре от –60 до

В скобках указана группа прочности стали.

419

Рис. 9.25. Труба насосно-компрессорная термоизолированная:

1 – изоляция экранно-вакуумная; 2 – труба наружная; 3 – труба внутренняя; 4 – муфта

+200 °С. Размеры и местоположение проточек для размещения уплотнительных колец обеспечивают высокую герметичность соединения за счет деформации кольца и заполнения им имеющихся зазоров на длине канавки при свинчивании. Применение полимерных колец (барьер для коррозионного агента) уменьшает коррозионный износ резьбы.

Эксплуатационные характеристики труб аналогичны трубам по ГОСТ 633–80.

В ряде производственных объединений и предприятий созданы производственные мощности, отработана технология и освоен выпуск насоснокомпрессорных труб с покрытиями различного типа и труб из коррозионностойких материалов, например полимерно-металлических.

Разработчик: ОАО « ВНИИТнефть» . Изготовители: ЗАО « ПОЛИМЕРМАШ» и др.

Для внедрения технологии добычи высоковязких нефтей с использованием метода закачки теплоносителей в пласт, специалистами АО «Удмуртнефть» и АО «Вакууммаш» разработана конструкция термоизолированных труб типа ТТ 89/50 (рис. 9.25) со следующими характеристиками [49].

Техническая характеристика термоизолированных труб типа ТТ 89/50

Примечание: При испытаниях опытной партии потери составили 22 °С.

Эти же трубы и такой конструкции могут применяться при строительстве скважин на месторождениях, в разрезе которых имеются отложения многолетнемерзлых пород для предупреждения их растепления в период эксплуатации скважин. Освоен выпуск труб с различными покрытиями и другими изготовителями России.

Изготовитель: АО « Удмуртнефть» – трубы ТТ 89/50.

В настоящее время отечественной промышленностью предлагаются по заявкам потребителей насосно-компрессорные трубы из легких сплавов под шифром ЛНКТ.

Поставщик: Торговый дом « Русский Алюминиевый прокат» .

420

9.7. ТРУБЫ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫЕ

Стеклопластиковые трубы раструбного типа (безмуфтовые) используются в качестве обсадных и насосно-компрессорных в конструкциях скважин различного назначения. Материал труб инертен по отношению к сероводороду, углекислоте и другим компонентам нефтепромысловых жидкостей.

Стеклопластиковые обсадные и насосно-компрессорные трубы (рис. 9.26) изготавливаются по ТУ 39-014016-76–96 [22, 49] методом контролируемой намотки стеклоровинга на полированные оправки и отверждения в печах при высокой температуре. В качестве связующих материалов используются эпоксидная смола и аминный ингидридный отвердитель.

Резьба труб треугольного профиля выполнена в полном соответствии с требованиями ГОСТ 632–80 для обсадных и насосно-компрессорных труб (табл. 9.45).

Основные параметры стеклопластиковых труб ОАО « ВНИИТнефть»

Стеклопластиковые трубы обладают примерно в 1,5 раза лучшими, чем у стальных труб характеристиками потока, в результате достигается малая скорость отложения частиц и низкий перепад давления. Максимальная рабочая температура в зависимости от применяемой эпоксидной системы составляет от 70 °С (ангидридная система) до 105 °С (аминная система).

Трубы обладают высокой прочностью резьбовых соединений, выполненных по стандарту Американского нефтяного института STD 5B, специальной конструкцией стенки, обеспечивающей малое осевое расширение и сжатие, очень высокой коррозионной стойкостью к сернистой и бисернистой сырой нефти, СО2, Í2S è ò.ä.

Трубы изготавливаются в соответствии с требованиями стандартов АНИ 15HR и 15LR.

Длина труб – 9,14 м. Срок службы в агрессивных средах – не менее 20 лет.

Рис. 9.26. Труба стеклопластиковая безмуфтовая

421

422