Практическое занятие №8

Тема: Трубы нефтяного сортамента. Бурильные трубы (БТ). Обсадные трубы (ОТ). Насосно-компрессорные трубы (НКТ). Насосно-компрессорные штанги (НКШ). Нефтепромысловые трубы (НПТ).

I. НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ

СОРТАМЕНТ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Насосно-компрессорные трубы предназначаются для эксплуа­тации нефтяных и газовых скважин. После спуска эксплуатационной обсадной колонны и выполнения других работ по подготовке скважины к эксплуатации спуска­ют колонну насосно-компрессорных труб.

Колонну насосно-компрессорных труб подвешивают в армату­ре устья скважины.

Насосно-компрессорные трубы изготовляются по ГОСТ 633—80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним».

ГОСТ 633—80 предусматривает изготовление насосно-компрес­сорных труб исполнения А и Б (А — повышенной точности) четы­рех конструкций:

гладкие и муфты к ним; с высаженными наружу концами и муфты к ним (тип В); гладкие высокогерметичные и муфты к ним (тип НКМ); безмуфтовые высокогерметичные с высаженными на­ружу концами (тип НКБ).

Рис. 22. Гладкие насосно-компрессорные трубы и муфты к ним:

а — труба; б — муфта

Рис. 23. Насосно-компрессорные трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним — В: а и б — то же, что на рис. 22.

Рис. 24 Гладкие высокогерметичные насосно-компрессорные трубы и муфты к ним — НКМ:

а и б — то же, что на рис. 22.

Рис. 25. Безмуфтовые высокогерметичные насосно-компрессор­ные трубы — НКБ

Трубы всех типов исполнения А должны изготовляться длиной 10 м с предельным отклонением ±5% (±500 мм). Трубы всех ти­пов исполнения Б должны изготовляться двух групп длин: 1-я группа — от 5, 5 до 8, 5 м; 2-я от 8, 5 до 10, 0 м. По согласованию с потребителем допускается изготовление труб исполнения А в диа­пазоне длин исполнения Б. Длина трубы определяется расстояни­ем между ее торцами, а при наличии муфты — от свободного торца муфты до конца сбега резьбы противоположного конца трубы.

Допускаемые отклонения по размерам и массе:

По наружному диаметру труб, мм: исполнение А:

≤ 102..................... ±0, 8

114..................... ±0, 9

исполнение Б:

27-48....…....…............ +0, 8 - 0, 2

60—89............………. +1, 0 – 0, 5

102—114......………………+1, 2 - 0, 5

Допускается увеличение диаметра до 1, 0 мм за высаженным концом труб с муфтами—В на длине 100 мм и НКБ — 150 мм.

Концы труб (гладких и НКМ) должны выполняться так, чтобы обеспечивать минимальную длину резьбы с полным профилем без черновин и минимальную толщину стенки в плоскости торца трубы.

По толщине стенки, %.............. —12, 5

плюсовые отклонения ограничиваются массой трубы

По наружному диаметру муфт, %.............. ±1, 0

По длине муфт, мм................. ±2

По массе, %

для отдельной трубы (исполнение А)........... +6 – 3, 5

для партии труб (массой не менее 20 т) (исполнение А)....-1, 75 - +8, 0

для отдельной трубы (исполнение Б)............ –6, 0.

Примечание. Для труб исполнения А массой менее 20 т пре­дельные отклонения для партии труб не регламентируются.

На концевых участках, равных одной трети длины трубы, не допускается изогнутость более 1 мм на 1 м длины. Не допускается общая изогнутость труб, превышающая предельно допустимую при контроле оправкой.

Условное обозначение труб должно включать: тип трубы (кро­ме гладких труб), условный диаметр трубы, толщину стенки, груп­пу прочности и обозначение настоящего стандарта.

Условное обозначение муфт должно включать: тип трубы (кро­ме муфт к гладким трубам), условный диаметр, группу прочности и обозначение стандарта.

Примеры условных обозначений

Трубы из стали группы прочности Е, с условным диаметром 60 мм, с толщиной стенки 5 мм и муфты к ним:

60Х5-Е ГОСТ 633—80 — для гладких труб; 60-Е ГОСТ 633—80 —для муфт к этим трубам;

В-60Х5-Е ГОСТ 633—80 — для труб с высаженными наружу концами;

В-60-Е ГОСТ 633—80 — для муфт к этим трубам;

НКМ-60Х5-Е ГОСТ 633—80 — для гладких высокогерметичных труб;

НКМ-60-Е ГОСТ 633—80 — для муфт к этим трубам;

60Х5-ТУК-Е ГОСТ 633—80 —для гладких труб с термоупрочненными концами.

Трубы безмуфтовые с высаженными наружу концами из ста­ли группы прочности Е, с условным диаметром 60 мм и толщиной стенки 5 мм:

НКБ-60Х5-Е ГОСТ 633—80.

Для труб и муфт исполнения А после обозначения стандарта ставится буква А.

На наружной и внутренней поверхностях труб и муфт не долж­но быть плен, раковин, закатов, расслоений, трещин и песочин.

Допускаются вырубка и зачистка указанных дефектов при ус­ловии, что их глубина не превышает предельного минусового от­клонения по толщине стенки. Заварка, зачеканка или заделка де­фектных мест не допускается.

В местах труб и муфт, где толщина стенки может быть заме­рена непосредственно, глубина дефектных мест может превышать указанную величину при условии сохранения минимальной тол­щины стенки, определяемой как разность между номинальной тол­щиной стенки и предельным для нее минусовым отклонением.

Допускаются отдельные незначительные забоины, вмятины, риски, тонкий слой окалины и другие дефекты, обусловленные спо­собом производства, если они не выводят толщину стенки за пре­делы минусовых отклонений.

Место перехода высаженной части труб к ее части с толщиной стенки s не должно иметь резких уступов.

На внутренней поверхности высаженных наружу концов труб с муфтами не должно быть более трех дефектных мест (незапол­нение металлом и ремонт дефектов), протяженность каждого из которых по окружности не должна быть более 25 мм, шириной бо­лее 15 мм и глубиной более 2 мм.

На наружной и внутренней поверхностях высаженных наружу концов безмуфтовых труб на расстоянии менее 85 мм от торца де­фекты не допускаются. На расстоянии свыше 85 мм не должно быть более трех дефектных мест (незаполнение металлом и ре­монт дефектов), протяженность каждого из которых не должна быть более 1/3 длины окружности, шириной более 15 мм и глуби­ной более 2 мм.

Толщина стенки в переходной части всех труб с высаженными наружу концами не должна быть менее минимальной допустимой толщины стенки гладкой части трубы.

Массовая доля серы и фосфора в стали не должна быть более 0, 045% каждого.

Трубы и муфты должны изготовляться из стали одной и той же группы прочности.

Трубы гладкие и муфты к ним и трубы гладкие высокогерме­тичные и муфты к ним группы прочности К и выше, трубы с выса­женными наружу концами и муфты к ним и трубы безмуфтовые с высаженными наружу концами всех групп прочности должны быть подвергнуты термической и термомеханической обработке.

Трубы должны выдерживать испытание на сплющивание. Резьбы и уплотнительные конические расточки муфт должны быть оцинкованы или фосфатированы.

Каждая труба — гладкая, гладкая высокогерметичная и с вы­саженными наружу концами — должна быть снабжена муфтой, закрепленной на муфтонаверточном станке на одном из ее концов.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается поставка муфт без труб.

При свинчивании труб с муфтами необходимо применять смаз­ку или другие уплотнители, обеспечивающие герметичность соеди­нения и предохраняющие его от задиров и коррозии.

С целью предохранения от коррозии при транспортировании на­ружная поверхность каждой трубы и каждой муфты должна быть окрашена.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается из­готовление труб и муфт без окраски или с покрытием нейтральной смазкой.

По требованию потребителя трубы исполнения А должны из­готовляться с защитными покрытиями внутренней поверхности, предотвращающими отклонения парафина и коррозию. Покрытия выполняются в соответствии с технической документацией, утверж­денной в установленном порядке.

Трубы с навинченными муфтами, а также трубы безмуфтовые с высаженными наружу концами должны выдерживать испытание внутренним гидравлическим давлением.

Основные параметры и размеры резьбовых соединений гладких труб и с высаженными концами и муфт к ним.

Рис. 26. Профиль резьбы гладких насосно-компрессорных труб и муфт к ним; труб и муфт типа В:

1 — линия, параллельная оси резьбы; 2 — линия среднего диаметра резь­бы; 3 — ось резьбы; I — муфта; II — труба * — размеры для справок

Рис. 27. Резьбовые соединения гладких насосно-компрессорных труб и муфт к ним; труб и муфт типа В:

а — соединение, свинченное вручную; б — соединение, свинченное на станке;

/ — конец сбега резьбы; 2 — нитки со срезанными вершинами; 3 — основная плоскость; 4 —линия среднего диаметра резьбы; / — муфта; // — труба

При свинчивании вручную оцинкованных или фосфатированных муфт с труба­ми натяг должен быть равен величине А, отклонение ± Р₁. Такое же отклонение после свинчивания труб и муфт на станке.

Рис. 28. Профиль резьбы насосно-компрессорных труб и муфт к ним — НКМ (диаметром 60—102 мм) и безмуфтовых НКБ:

/ — ось резьбы трубы НКМ и ниппельного конца трубы НКБ; 2 — линия, параллельная оси резьбы трубы НКМ и ниппельного конца трубы НКБ; 3 — ось резьбы муфты НКМ и ра­струбного конца трубы НКБ; 4 — линия, параллельная оси резьбы муфты НКМ и раструб­ного конца трубы НКБ; / — труба НКБ и ниппельный конец трубы НКБ; // — муфта НКМ и раструбный конец трубы НКБ * — размеры для справок

Отклонения конусности на всей длине уплотнительного кони­ческого пояска труб и уплотнительной конической расточки муфт допускаются ±0, 03 и ±0, 06 мм соответственно.

Торцы трубы и внутренние упорные уступы муфты должны быть перпендикулярны. Отклонение от перпендикулярности 0, 06 мм. Отклонение от плоскостности на ширине упорных поверхностей 0, 06 мм. Допускаемое отклонение от соосности резьб и уплотни-тельных поверхностей 0, 04 мм.

Рис. 29. Профиль резьбы труб НК.М-114:

/-ось резьбы муфты; г-линия, параллельная оси резьбы муфты; 3 - ось резьбы трубы; 4 — линия, параллельная оси резьбы трубы; / — муфта; // — труба * — размеры для справок

Отклонения конусности на всей длине уплотнительной кониче­ской расточки раструбного конца трубы и уплотнительного кони­ческого пояска ниппельного конца трубы соответственно +0, 06 и ±0, 03 мм.

Упорные поверхности А, Б, В и Г (рис. 31) должны быть пер­пендикулярны к оси резьбы. Отклонение 0, 06 мм. Отклонения от плоскостности на ширине упорных поверхностей труб 0, 06 мм. Несоосность резьбы и ушютнительных конических поверхно­стей 0, 04 мм.

Поверхность гладкой части резьбового конуса ниппельного конца трубы, расположенная за сбегом резьбы, должна являться продолжением поверхности, образованной вершинами профиля резьбы. Разностенность в плоскости торцов Б и В допускается не более 1 мм.

На наружной поверхности цилиндрической части высаженных наружу ниппельного и раструбного концов диаметром DB не допускаются черновины протяженностью более 1/4 окружности. Нали­чие черновик не должно выводить диаметр Ds за его предельные отклонения.

Рис. 30. Резьбовое соединение труб НКМ:

/ — конец сбега резьбы; 2 — нитки со срезанными вершинами; 3 — основная плоскость; 4 —длина резьбы с полным профилем; 5 — сбег резьбы; 6 — расчетная плоскость.

Допускается замена.фаски 35°±5° у торца муфты радиусом скругления, не превышающим ширину фаски. Оси резьб обоих концов муфты должны совпадать. Предельные отклонения от соосности — 0, 75 мм в плоскости торца и 3 мм на длине 1 м. Допускается увеличение предельного отклонения от со­осности в плоскости торца до 1 мм при одновременном уменьшении предельного отклонения на длине 1 м до 2 мм.

Поверхности резьбы, уплотнительных конических поверхностей, упорных торцов и уступов труб и муфт и конической выточки труб НКБ должны быть гладкими, без заусенцев, рванин и других дефектов, нарушающих их непрерывность и прочность, а также гер­метичность соединения.

Шероховатость поверхности резьбы Rz по ГОСТ 2789—73 не должна быть более 20 мкм. По согласованию изготовителя с по­требителем для гладких труб и с высаженными наружу концами и муфт к ним исполнения Б допускается шероховатость поверхно­сти резьбы Rz по ГОСТ 2789—73 не более 40 мкм.

Нитки с черновиками по вершинам резьбы не допускаются на расстоянии менее (I—a) мм от торца трубы.

Величина а равна:

а, мм.............. 7, 5 8, 5 10

Шаг резьбы, мм.......... 2, 54 4, 232 3, 175 и 5, 08

Испытанию внутренним гидравлическим давлением должна быть подвергнута каждая труба с навинченной и закрепленной на ней муфтой, а также каждая труба НКБ. Испытание труб НКБ допу­скается проводить до нарезания резьбы после термической обра­ботки. Продолжительность испытания труб 10 с.

Проверке неразрушающим методом на наличие продольных де­фектов должна быть подвергнута каждая труба.

По согласованию изготовителя с потребителем для труб испол­нения Б групп прочности Д и К и исполнения А группы прочностиД допускается поставка труб без неразрушающего контроля.

Наружная и внутренняя поверхности труб и муфт осматрива­ются визуально.

Глубина залегания дефектов должна проверяться надпиловкой или другим способом в одном—трех местах.

Проверка геометрических размеров и параметров труб и муфт должна осуществляться с помощью универсальных измерительных средств или специальных приборов, обеспечивающих необходимую точность измерения, в соответствии с технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

Внутренний диаметр трубы и общая изогнутость трубы должны проверяться по всей длине трубы цилиндрической оправкой длиной 1250 мм и наружным диаметром.

Внутренний диаметр в конце высаженной части труб НКБ дол­жен проверяться шаблоном.

Изогнутость на концевых участках трубы определяется как частное от деления стрелы прогиба в миллиметрах на расстояние от места измерения до ближайшего конца трубы в метрах.

Рис. 31. Резьбовое соединение труб НКБ:

/ — основная плоскость; 2 — сбег резьбы; 3 — расчетная плоскость * — размеры для справок

При измерениях изгнутости труб с высаженными наружу кон­цами длина высаженной части в расчет не принимается.