Насосно-компрессорные трубы предназначены для перемещения газообразных или жидких веществ в тяжелых условиях и в присутствии агрессивной среды. Требования к этим изделиям предъявляются чрезвычайно высокие, так как они используются для откачки газа и нефти и нагнетания жидкости или газа.
Обязательные характеристики
ГОСТ на насосно-компрессорные трубы регулирует не только размеры, но и механические и химические качества. Нефть и сероводород – далеко не инертные среды, и НКТ по меньшей мере должна обладать высокой стойкостью к действию кислот. Кроме того, трубопровод предохраняет обсады от эрозии и коррозийных факторов.
Основные требования, предъявляемые к изделиям таковы:
- герметичность соединений – сохраняется при давлении жидкостей и газов до 50 атм;
- очень высокая износостойкость – скважины эксплуатируются весьма интенсивно и останавливать ее работу для постоянного ремонта невыгодно. Стойкость к износу обуславливается не только механической прочностью материала, но и химической. В тесты обязательно включается контроль за коррозионным сульфитным растрескиванием;
- проходимость в сложных местах шахты – далеко не всегда удается размещать ствол вертикально;
- прочность – главными параметрами считаются растяжение и ударная вязкость.
Чтобы эксплуатация насосно-компрессорных труб оправдывала себя, продукция компаний-изготовителей проходит следующие испытания:
- напряжение – изделие выдерживает совместную нагрузку собственного веса и массы рабочей жидкости как в рабочем режиме, так и в процессе изъятия из скважины;
- взрыв – трубопровод выдерживает штатное и критическое давление в отсутствие внешнего давления или при малой его величине;
- сжатие – сжимающая нагрузка, возникающая при монтаже паркеров или комплектации двойных стволов;
- обвал – НКТ рассчитаны на стойкость к высокому внешнему давлению – грунт, обсада, при полном отсутствии внутреннего;
- стимуляционные нагрузки – возникают при кислотных работах, перемещении гидроразрывочных флюидов и так далее;
- муфта – отличается полной герметичностью и стойкостью к растяжению и сжатию. Это самое слабое место системы и его качеству уделяется повышенное внимание;
- коррозия – изделие должно демонстрировать стойкость к действию сероводорода, кислот, двуокиси углерода и прочих веществ на всем протяжении эксплуатационного срока. Последний оставляет 20 лет.
Производство
Трубопровод любого назначения по ГОСТ получают из горячекатаного листа соответствующей толщины. Насосно-компрессорная труба – бесшовная, так как такие нагрузки не выдерживает никакой шов. Готовая заготовка прокалывается и вытягивается до соответствующего диаметра.
На дистанции в 40–60 см от края готового изделия наносится маркировка. На ней указывают всю необходимую информацию: группу сплава – K, E, L, M, знак товара, дату и размерные параметры. Маркировка позволяет быстро сортировать трубопровод и применять по назначению.
Производство насосно-компрессорной трубы не ограничивается только сталью.
- При изготовлении стальных изделий используется сталь марки 30XMA, 30 и 20 с определенной группой прочности. Изделия, не соответствующие стандартам ГОСТ, переплавляются.
НКТ не производят из нержавеющей стали. Чтобы предупредить коррозию, осаждение парафинов, гипса, солей производители применяют специальные составы – лаки, жидкое стекло, эпоксидные смолы. Покрытие наносится на внутреннюю поверхность трубопровода.
Размеры регулирует ГОСТ. Стальные изделия выпускаются с диаметром от 27 до 114 мм, с толщиной стенок от 3 до 7 мм и разной длины: размеры отрезков могут достигать 11, 5 м.
- Колонны из алюминиевых сплавов отличаются куда большей легкостью, длина монтажных отрезков здесь больше. Кроме того, алюминиевые сплавы обладают высокой стойкостью к коррозии, в том числе и сероводородной, поэтому их производство не требует введения специальных добавок или нанесения защитных покрытий.
- Стеклопластиковые изделия производители предлагают применять в утилизационных и нагнетательных скважинах.
- Существуют также гибкие НКТ с малым диаметром. Они используются при капитальных и текущих ремонтных работах без остановки скважины, и позволяет снизить простои до минимума. Эксплуатация гибких труб ограничивает глубину – до 5400 м, и объем передаваемой жидкости – до 160 л/мин.
Разновидности изделий
По методу соединения фрагментов различают два вида изделий.
- Гладкие применяют при монтаже систем со штатным давлением до 50 атм. Герметичность стыковки здесь производится за счет конической поверхности на изделии с меньшим диаметром. Плотную стыковку обеспечивает трапецеидальная резьба.
- НКТ с высаженными концами – на них нарезают резьбу, а с одной стороны навинчивают муфту. Там же ставят маркировку. Муфта к насосно-компрессорным трубам обеспечивает прочность стыковки равную 90% от параметров самого трубопровода. Используются изделия с высаженными концами также при давлении до 50 атм.
В зависимости от назначения – характера жидкости или газа, продукцию классифицируют следующим образом:
- изделия для комплектации газовых скважин;
- трубопровод для нефтяных скважинах;
- для извлечения тяжелой нефти;
- продукция для нагнетающих скважин, где особо важна стойкость к внутреннему давлению.
Насосно-компрессорные трубы вводят в уже готовые обсадные, для фиксации их используют паркеры. Колонна может извлекаться из скважины, если требуется заменить ее или отремонтировать. Поэтому при установке важно спроектировать колонну таким образом, чтобы обеспечить простое и безопасное извлечение.
В одной шахте могут быть установлены разные по эксплуатационным характеристикам трубы для работы на разных продуктивных горизонтах. Инструкция по эксплуатации насосно-компрессорных труб допускает не более двух таких конструкций в одной шахте.