Насосно-компрессорные трубы зарубежного производства: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине ''Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа на суше''

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности»

НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине «Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа на суше» для студентов очного и заочного обучения специальности 170200 (МОП)

Тюмень 2004

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности»

НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине «Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа на суше» для студентов очного и заочного обучения специальности 170200 (МОП)

Председатель РИС _________(Перевощиков С.И.)

Подписи авторов и контактные телефоны:

Проректор __________________ "___" __________________200_г. Рассмотрено на заседании кафедры МОН и ГП протокол № ____от ______200_г. Зав.кафедрой МОН и ГП ______________В.Н. Сызранцев Рассмотрено на заседании методической комиссии института нефти и газа Протокол № __от _______200_г. Подпись_____________________ (председателя методсовета)

Тюмень 2004

Утверждено редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

"Тюменский государственный нефтегазовый университет"

Составители: профессор, к..т.н.

Бочарников В.Ф.

ассистент

Грушевский М.Б.

доцент, к.т.н.

Анашкина А.Е.

© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2004г.

1. Общие сведения Стандартами API (American Petroleum Institute) или АНИ (Американский нефтяной институт) предусмотрено изготовление насосно-компрессорных труб следующих типов – муфтовые и безмуфтовые, которые в свою очередь подразделяются по конструктивному исполнению: 1. муфтовые: − гладкие; − с высаженными наружу концами; 2. безмуфтовые: − с высаженными наружу концами; − с приварными замками; − с раструбом. Безмуфтовое соединение труб, получившее название Интеграл, имеющее с одной стороны высадку для внутренней резьбы, а с другой - небольшое обжатие для наружной резьбы. 2. Диаметры труб НКТ Стандартами АНИ насосно-компрессорные трубы подразделяются по наружному диаметру тела трубы следующих размеров, в мм: 26,7; 33,4; 42,2; 48,3; 52,4; 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3. Муфтовые гладкие и с высаженными наружу концами НКТ выпускаются с диаметром: 26,7; 33,4; 42,2; 48,3; 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3мм. Безмуфтовые соединения Интеграл (рис. 4 ) применяют на трубах диаметром 33,4; 42,2; 48,3; 52,4м. Безмуфтовые НКТ с приваренными замками используются для диаметров 26,7; 33,4; 42,2; 48,3мм. Стандарты АНИ предусматривают использование насосно-компрессорных труб из стали группы прочности N-80 для бурильных колонн диаметрами 26,7; 33,4; 42,2 и 48,3 мм. Концы труб имеют высадку под приварку высокопрочных замков. В тех случаях, когда требуется обеспечить высокую герметичность замковых соединений, на основании конуса ниппельной части замка делается кольцевая проточка, в которую вставляется уплотнительное кольцо круглого сечения толщиной 2,6 мм. Приварные замки изготовляются в соответствии со стандартом 7 АНИ. 3

3. Качество и точность изготовления труб Допуск на наружный диаметр трубы размером 114,3 мм ±0,86 мм, для труб остальных размеров ±0,79 мм. Допуск на толщину стенки - 12,5%. Допускаемые отклонения массы партии труб - 1,75%, а для отдельной трубы

+6 , 5 − 3, 5

%.

Внутренний диаметр гладких труб, а также труб с высаженными наружу концами проверяют цилиндрической оправкой длиной 1070 мм. Диаметр оправки должен быть меньше номинального внутреннего диаметра трубы на 2,38 мм (для труб диаметром 73мм и менее) и на 3,18 мм для труб диаметром 88,9 мм и более. По длине трубы изготовляют двух размеров: 6,10 - 7,32 и 8,53 - 9,75 м, причем в партии, составляющей груз железнодорожного вагона, трубы не должны отличатся по длине более чем на 0,61 м. 4. Материал труб Насосно-компрессорные трубы изготовляют из стали групп прочности Н-40, J-55 и N-80 из высокопрочной стали группы прочности Р-105 и для скважин с сернистой средой из стали групп прочности С-75 и L-8О. Отдельные фирмы предлагают насосно-компрессорные трубы группы прочности С-95. Механические свойства сталей приведены в таблице 5. Таблица 1.Механические свойства сталей. Предел текучести Наименьший предел прочности Группа прочности стали при растяжении σв, МПа σт, МПа Н-40 J-55 С-75 N-80 L-80 Р-105

280 380 520 560 550 730

420 520 660 700 655 840

Все трубы из стали группы прочности Р-105 подвергаются неразрушающему методу контроля: ультразвуковому, электромагнитному или с помощью магнитных порошков. Трубы из сталей других групп прочности проверяются по требованию заказчика. У электросварных труб проводится обязательная проверка шва ультразвуковым или электромагнитным методом контроля. 4

Состав сталей не регламентируется, ограничивается только содержание серы - 0,06% и фосфора - 0,04%. Для эксплуатации труб в крайне неблагоприятных условиях могут применяться хромоникельмолибденовые сплавы с содержанием никеля до 50%. Для районов с холодными климатическими условиями отдельные фирмы изготовляют трубы с повышенной ударной вязкостью при низких температурах. 5. Резьбовые соединения труб Для стандартных муфтовых соединений (рис. 1) насосно-компрессорных труб и безмуфтового соединения Интеграл (рис. 4) используют резьбы с конусностью 1:16, углом профиля 60° и шагом 3,175 мм или 2,54 мм. Допускаемые отклонения по конусности на длине 100 мм −+00,,52 26 мм, по шагу ±0,076 мм на длине 25,4 мм и ±0,152 мм на всей длине. Допуск на 051 мм. глубину резьбы −+00,,102 Расстояние от торца муфты до конца сбега резьбы на трубе, при свинчивании от руки, равно 6,35 мм для резьбы с шагом 3,175 мм и 5,08 мм для резьбы с шагом 2,54 мм. Для соединений насосно-компрессорных труб наряду с обычной резьбой с конусностью 1:16, углом профиля 60° и шагом 3,175 мм или 2,54мм используют специальные трапецеидальные или упорные резьбы. Наибольшее распространение получила упорная резьба с углом профиля 13°, получившая название Батресс (рис. 2). Различные фирмы используют ее в конструкциях своих соединений, при чем наряду с конической резьбой используется и цилиндрическая двухступенчатая резьба. Фирма «Атлас Бредфорд» в своих конструкциях соединений для насосно-компрессорных труб использует коническую резьбу с упорным профилем. Фирма «Хайдрил» применяет для насосно-компрессорных труб безмуфтовые соединения с двухступенчатой цилиндрической резьбой упорного профиля, одна сторона которого для улучшения условий свинчивания скошена под углом 20°, а другая, воспринимающая растягивающие нагрузки, под углом 6°30′. В соединении TDS фирмы «Маннесман» применена резьба типа Батресс с конусностью 1:16, шагом 3,175 мм и глубиной профиля 1,0 мм. Соединение насосно-компрессорных труб с приваренными замками (рис. 6) имеет специальную замковую резьбу, шагом 4,233 мм и конусностью 1:8. 5

Рисунок 1. Стандартное соединение гладких и с высаженными наружу концами насосно-компрессорных труб по стандартам АНИ.

Рисунок 2. Специальная резьба типа Батресс по стандартам АНИ.

Рисунок 3.Соединение насосно-компрессорных труб по стандартам АНИ: 1 – соединение, свинченное на станке; II - соединение, свинченное вручную; III – конец сбега резьбы; IV -основная плоскость. 6

Соединение гладких насосно-компрессорных труб (рис. 3). По требованию заказчика муфты могут изготовляться со скосами по наружному диаметру под элеватор 20°. Основные данные о соединениях гладких насоснокомпрессорных труб приведены в таблице 4 (приложение). Соединение насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами показано на рис. 5. Для труб диаметрами 60,3; 73,0 и 88,9 мм могут изготовляться муфты с уменьшенным наружным диаметром. По требованию заказчика муфты могут поставляться со скосами по наружному диаметру под элеватор 20°. Основные размеры соединений насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами и рекомендуемые моменты свинчивания приведены в таблице 3 (приложение). 6. Особенности конструкций соединений труб изготовителей 6.1. Фирма «Атлас Бредфорд» Фирма «Атлас Бредфорд» в своих конструкциях соединений для насосно-компрессорных труб использует коническую резьбу с упорным профилем, уплотнительные поверхности и для более надежной герметичности тефлоновые кольца, вставляемые в резьбовую часть соединения. Конструкции соединений IJ-3SS, FL-4S и TC-4S для насосно-компрессорных труб (рис. 7) не отличаются от аналогичных соединений, обсадных труб. Безмуфтовое соединение IJ-3SS выполняется на трубах диаметром от 33,4 до 114,3мм с высаженными концами. Прочность соединения на 5-20% больше прочности тела трубы. Безмуфтовое соединение FL-4S, выполненное в габаритах тела трубы, разработано для труб диаметром от 60,3 до 114,3 мм. Прочность соединения составляет 45—65% от прочности по телу трубы. Муфтовое соединение TC-4S равнопрочно с гладкой трубой. Фирма выпускает трубы НКТ: гладкое муфтовое соединение типа TC-4S: диаметром 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3мм; безмуфтовое с высаженными наружу концами соединение типа IJ-3SS: диаметром 33,4; 42,2; 48,3; 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3мм; безмуфтовое с раструбом соединение типа FL-4S: диаметром 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3мм. 6.2. Фирма «Хайдрил» Фирма «Хайдрил» применяет для насосно-компрессорных труб безмуфтовые соединения с двухступенчатой цилиндрической резьбой FJ, cуперFJ, А-95 (рисунок 8, a), CS, РН-6 (рисунок 8, б). Соединение FJ выполнено в габаритах тела трубы, прочность соединения составляет 48-53% прочности 7

Рисунок 4.Соединение Интеграл для насосно-компрессорных труб по стандартам АНИ (размеры приведены в табл.2 приложения).

Рисунок 5.Соединение труб с высаженными наружу концами по стандартам АНИ: 1 – соединение, свинченное на станке;2 - соединение, свинчен ное вручную;3 – конец сбега резьбы; 4 - основная плоскость.

Рисунок 6.Соединение насосно-компрессорных труб с приваренными замками, используемые в качестве бурильных труб малого диаметра: 1 – сварной шов; 2 – уплотнительное кольцо. 8

Рисунок 7. Соединения фирмы «Атлас Бредфорд»: а - соединение IJ-3SS; б - соединение FL-4S; в - соединение TC-4S;1 – тефлоновое уплотнительное кольцо.

Рисунок 8.Соединения насосно-компрессорных труб фирмы «Хайдрил»: а – соединения FJ и А-95;б - соединения CS и РН-6.

Рисунок 9.Соединение VAM насосно-компрессорных труб фирмы «Валурек». 9

тела трубы. Соединения типа А-95 используют для труб с высадкой несколько больше стандартной, прочность составляет ≈ 95%. При свинчивании соединений CS и РН-6 обеспечивается также контакт по упорным внутренним торцам. Соединение CS применяют на трубах с высаженными концами. Прочность соединения на растяжение больше, чем прочность тела трубы. Три уплотнительные поверхности (упорные поверхности, образующие ступеньку в резьбе; конические поверхности с углом уклона 14° и скошенные под углом 30° упорные торцы) обеспечивают высокую герметичность соединений. По данным фирмы, соединения CS выдерживали при испытании давление до 152 МПа. Соединение РН-6 используют на толстостенных насосно-компрессорных трубах, предназначенных для работы при высоких давлениях. Соединение РН-6 отличается от соединения CS увеличенной высадкой концов труб и усиленной резьбой. Гладкая внутренняя поверхность труб с соединениями CS и РН-6 способствует увеличению коррозионной стойкости. Для борьбы с коррозией при воздействии особо агрессивных сред на трубах с соединениями CS и РН-6 применяют внутренние пластмассовые покрытия. Конструкции соединений CS-CB и РН-6-СВ (соединения с «коррозионным барьером») выполнены с учетом применения на трубах с внутренним пластмассовым покрытием специального кольца для лучшей защиты места стыка внутренних торцов. Фирма выпускает трубы НКТ безмуфтового соединения с высаженными наружу концами соединение типа FJ, cупер FJ, А-95 , CS, РН-6. 6.3. Фирма «Валурек» Фирмой «Валурек» (Франция) разработано высокогерметичное соединение VAM (рис. 9,10). Герметичность достигается специальной формой торца трубы 1 и внутреннего уступа в муфте 2, образующих две конические уплотнительные поверхности: гладкий конический поясок 3 (К=1:10) и скошенный под углом 15° упорный торец 4. В соединении применена упорная резьба типа Батресс. Соединение обеспечивает газогерметичность при больших растягивающих и изгибающих усилиях. Для контроля резьбы могут быть использованы калибры обсадных труб Батресс с соответствующей корректировкой натягов. На трубах из нержавеющих высокохромистых сталей, а также хромомолибденовых сплавов для предотвращения заеданий при свинчивании применяется соединение VAM AG с антизадирным покрытием. Соединения VAM требуют бережного обращения, так как небольшое повреждение торца трубы может привести к потере герметичности. Для обеспечения надлежащей герметичности соединения следует свинчивать строго регламентированным крутящим моментом (табл.5,приложение). 10

Рисунок 10.Соединение VAM насосно-компрессорных труб фирмы «Валурек».

Рисунок 11.Соединение насосно-компрессорных труб TDS фирмы «Маннесман»: I – цилиндрическая поверхность; II – сферическая поверхность. 11

Трубы НКТ гладкие муфтовые соединения типа VAM: выпускаются диаметром 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3мм. 6.4. Фирма «Маннесман» Фирма «Маннесман» (Германия) изготовляет насосно-компрессорные трубы с муфтовыми соединениями TDS (рис.11), аналогичными по конструкции соединениям обсадных труб типа BDS. Герметичность обеспечивается бочкообразной уплотнительной поверхностью на конце трубы, плотно входящей в цилиндрическую расточку муфты. В соединении BDS, так же как и для соединений VAM, применены скошенные под углом 15° упорные торцы и упорная резьба типа Батресс. Фирма выпускает трубы с нормальным или уменьшенным наружным диаметром муфты. В таблице 1 (приложение) приведены моменты свинчивания для соединений TDS с нормальными муфтами. Трубы НКТ гладкие муфтовые соединения типа TDS: выпускаются диаметром 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3мм. 6.5. Фирма «Далмин» PJD фирмы «Далмин»(рис. 12) - высококачественное замковое соединение, выполненное заодно с насосно-компрессорными трубами с высаженными концами. На мировой рынок представлено более 4-х испытаний, проводившихся в лабораторных и полевых условиях. Наружный диаметр со скошенной фаской и внутренний диаметр с расточкой обеспечивают максимальный зазор и пропускную способность. Основной наружный заплечик для приложения крутящего момента и вторичный заплечик с обратным углом обеспечивают правильное свинчивание труб и сопротивление напряжениям. Прочность высококачественной конической модифицированной резьбы выше прочности самой трубы. Прочность внутреннего соединения металл-металл полностью сохраняется даже после повторного свинчивания, что предотвращает утечки в высоконапорных нефтяных и газовых скважинах. Новое соединение насосно-компрессорных и обсадных труб Antares MS (рис. 13) фирмы «Далмин» (Италия) разработано на основе результатов лабораторных и полевых исследований. Это улучшенное соединение металлметалл, превосходящее по своим характеристикам простые металлические уплотнения и соединения API. Прочность соединений Antares MS не уступает прочности самой трубы. Резьбовой конец трубы с защищенной конусной уплотняющей поверхностью входит в зацепление с конусной поверхностью другой трубы через 12

Рисунок 12. Соединение PJD Рисунок 13. Соединение фирмы «Далмин»: Antares MS 28 1. внутренний диаметр фирмы «Далмин»: с расточкой; 1. соединение 2. наружный диаметр со металл-металл; скошенной фаской; 2. внутренний 3. основной наружный опорный заплечик. заплечик; 4. внутреннее соединение металл-металл; 5. внутренний вторичный заплечик с обратным углом. 13

внутренний опорный заплечик с обратным углом. Наружные диаметры соединений соответствуют стандартам API и совместимы с оборудованием для спуска колонн труб в скважину, также соответствующим стандарту API. Соединения Antares MS поставляются диаметром от 2 3/8 до 13 3/8". Antares MS 28 - это ответ Dalminе на потребность нефтяных компаний, занимающихся разработкой глубоководных месторождений сернистой нефти, в соединениях, обеспечивающих легкую посадку трубы в муфту и свинчивание, и достаточно прочных, чтобы выдержать напряжения погрузочно-разгрузочных работ в полевых условиях. Но, с другой стороны, заказчикам требуется точный механизм, способный выдерживать высокие механические нагрузки с достаточным запасом прочности и обеспечивать при эксплуатации в самых тяжелых условиях газонепроницаемость при любом значении расчетного рабочего давления. С самого начала для изготовления Antares MS 28 предполагалось использование коррозионностойких сплавов, выбор муфтового соединения был продиктован широко распространенной тенденцией к снижению массы и применению тонкостенных труб. Основными требованиями были: - надежность не меньшая, чем у самой трубы; - снижение износа, столь характерного для нержавеющих сталей и никелевых сплавов; - обеспечение равномерного распределения напряжений по всему объему муфтового соединения; - исключение пластической деформации в области уплотнения; - обеспечение максимального сопротивления избыточному свинчиванию, и в то же время обеспечение четкой индикации, что процесс свинчивания завершен. Соединение Antares MS 28 представляет собой усовершенствованную конструкцию известного соединения ANTARES MS, отличительные признаки которого, такие как соединение металл-металл, прочный заплечик и высокая эффективность, сохранены во вновь созданной конструкции. При детальной проработке конструкции полностью были использованы все преимущества математической модели конечных элементов, разработанной фирмой "Сентро Свилуппо Материали" (Рим) и основанной на коде MARC. Эта модель позволяет осуществлять расчет напряжений в любой точке при имитации нагрузок, возникающих при свинчивании, растяжении, сжатии, внутреннем давлении и при любом их сочетании. С помощью такого мощного инструмента проект соединения был выверен шаг за шагом еще до начала физических полноразмерных испытаний. Было проведено компьютерное моделирование для оптимизаций формы и параметров резьбы, определения допусков на обработку и пре14 дельных отклонений, что необходимо для обеспечения оптимальных рабо-

чих характеристик соединения, как при свинчивании, так и при работе в скважине. Соединение изготавливается в соответствии со стандартами API и рекомендациями по практическому применению, поэтому оно совместимо с соответствующим стандартным оборудованием API.Возможна поставка соединении диаметром от 2 3/8". 6.6. Особенности соединения Antares MS 28 Износостойкость Расчетный допуск и допуск на обработку выбирались так, чтобы снизить, насколько это технически возможно, склонность соединения Antares MS 28 к износу. Однако плавность и надежность работы соединения может быть обеспечена только в результате применения обработки поверхности. Стандартная обработка, предложенная фирмой "Далмин", это процесс Bakertron, запатентованный фирмой "Бейкер Ойлз Тулз". Резьба Компьютерные расчеты позволяют определить оптимальные параметры обеспечения максимальной прочности и легкости посадки трубы в муфту: 1) Незначительная конусность (5 %); 2) Длинная резьба, сокращающая напряжение стягивания; 3) Предельно высокое сопротивление самопроизвольному развинчиванию; 4) Высокая прочность при сжатии. Заплечик Отрицательный угол, отрегулированный на механическое поведение CRA. 1) Отличные рабочие характеристики в условиях больших сжимающих нагрузок и/или при избыточном крутящем моменте 2) Прекрасно фиксируется момент завершения свинчивания .3) Сокращение напряжений на резьбовом конце Соединение металл-металл Допуски на обработку и значения предельных отклонений способствуют приведению резьбы в напряженное состояние до момента соприкосновения уплотняющих поверхностей. 1) Напряжения ниже предела текучести материала. 2) Стабильность работы после повторных свинчиваний. 3) Повышение эффективности уплотнения при наличии внутреннего давления. 15

Рисунок 14. Особенности соединения ANTARES MS 28. 16

Таблица 2. Насосно-компрессорные трубы - газонепроницаемое соедине ние. ANTARES 23/8-41/2" Муфтовое соединение для нефтяных и газовых M5 высоконапорных скважин 3 1 PJD 2 /8-4 /2" Выполненное за одно целое с трубой соединение для глубоких нефтяных и газовых высоконапорных скважин, где предъявляются требования к газонепроницаемости 3 1 SUPER PJD-8 2 /8-4 /2" Выполненное за одно целое с трубой соединение для глубоких нефтяных и газовых скважин (насосно-компрессорные трубы API наиболее ходовых диаметров) 3 1 SUPER 2 /8-4 /2" То же, что и выше, но из коррозионностойкой PJD-8-13 мартенситной стали AISI 420 в среде СО2 3 1 SUPER PJD-6 2 /8-4 /2" Максимально надежное выполненное за одно целое с трубой соединение для сверхглубоких нефтяных и газовых скважин с заплечиками, как у замкового соединения 3 1 ANTARES 2 /8-5 /2" Муфтовое соединение с улучшенными рабоMS 28 чими характеристиками в результате применения специального профиля резьбы с гладким заходным конусом и увеличенной толщиной стенки в области заплечика. Изготавливается из нержавеющей и других высоколегированных, механически обработанных сталей 2.6.7. Фирма SIDERCA СОЕДИНЕНИЯ «ПРЕМИУМ» SIDERCA (Аргентина) разработала два оригинальных типа соединения «премиум», полностью взаимозаменяемых с другими соединениями этого типа. Соединения типа SIDERCA под шифром STS представляет собой соединенное двухопорное устройство. Другое соединение фирмы SIDERCA под шифром SEC представляет собой соединительное устройство, так же вполне унифицированное по отношению к известным в мире подобным резьбовым соединениям. Соединение SEC-ST применяется для производства стандартных операций в отличие от соединения SEC-FR, предназначенного для работы в сильно коррелирующих средах. 17

Рисунок 15. Типы соединений труб фирмы SIDERCA. В дополнение к своим собственным резьбовым соединениям типа «премиум» SIDERCA получила лицензию и наладила производство целой серии замков с резьбами типа «премиум» Атлас-Бредфорд. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ SIDERCA занимает лидирующие позиции по производству беззамковой трубной продукции и строит свою деятельность исходя из интересов заказчиков, обеспечивая ее высокой квалификацией профессионалов, внедрением программ по уменьшению стоимости и расширением ассортимента трубной продукции. В дополнение к нашим, известным во всем мире торговым операциям, мы установили систему особой ответственности за качество нашей продукции, поставляемой заказчику. Инженеры, имеющие большой опыт работы на промыслах, всегда готовы ответить на любые вопросы, решить проблемы или посоветовать, как и что приобрести из нашей продукции. Специальная группа сервисного обслуживания может быть оперативно подключена к работе с операторами при внедрении новых образцов или при возникновении аварий или просто внештатных ситуаций. Таким образом, SIDERCA имеет профессионалов, технику и сервис, гарантирующих успех при работе с нашими беззамковыми трубами.

18

Приложение.

Длина муфты, м

Внутренний диаметр трубы, d

Толщина стенки, s

Наружный диаметр трубы, D

Таблица 1.Соединение TDS фирмы «Маннесман» для насоснокомпрессорных труб (размеры в мм). Рекомендуемый крутящий Наружный диаметр муфНормальный диаметр муфты ты УменьНорJ-55 C-75, C-90 P-10 шенмаль- ный L-80, C-95 ный N-80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 60,3 4,83 50,7 73,0 68,6 126,2 1350 1500 1630 170 (2 3/8’’) 6,45 47,4 1700 2000 225 88,9 82,0 142,2 1900 2080 2350 270 62,0 73,0 5,51 2530 2900 320 59,0 (2 7/8’’) 7,01 2900 3350 360 57,4 7,82 108,0 98,2 166,2 2900 3600 4050 450 76,0 88,9 6,44 3250 3950 4400 510 74,2 (3 1/2’’) 7,34 4500 5650 685 69,9 9,52 101,6(4’’) 6,65 82,3 120,6 110,3 170,2 3450 4150 4850 540 132,1 127,0 174,2 4050 4800 5200 605 100,5 114,3 6,88 4300 5300 6050 665 99,6 (4 1/2’’) 7,37 5150 5850 6650 740 97,2 8,56

19

Приложение.

Толщина ВнутренСредний диа Общая длина

Таблица 2.Соединение насосно-компрессорных труб Интеграл по стандартам АНИ (размеры в мм). Ниппельная Муфтовая Страгивающа Наружный часть часть диаметр грузка, кН трубы, D

20

J-55

C-75

Наружный диаметр Dм Внутренний диаметр d1 Длина высадки, l1min Наружный диаметр Dм Диаметр расточки d0 Диаметр высадки, l0min Н-40 33,4 3,38 26,6 32,065 28,6 33,4 24,6 34,9 39,4 35,0 44,4 71 (1,315 ’’) 42,2 3,18 35,8 40,828 31,8 42,2 33,0 38,1 47,8 43,8 47,6 99 (1,660 ’’) 3,56 35,1 40,828 31,8 42,2 33,0 38,1 47,8 43,8 47,6 99 48,3 3,18 41,9 46,924 34,9 48,3 38,9 41,3 53,6 49,9 50,8 120 (1,900’’) 3,68 40,9 46,924 34,9 48,3 38,9 41,3 53,6 49,9 50,8 120 52,4 3.96 44.5 51.845 36.5 53.2 42.5 42.9 59.1 54.8 54.0 159 (2.063 “) Примечание: 1. Шаг резьбы равен 2,54 мм. 2. Наименьший момент свинчивания составляет 75%, а наибольший – 125% от оптимального.

98

133

136 136 164 164 218

185 224 298

Приложение.

21

8 1 2 3 4 5 6 7 26,7 2,87 21,0 32,065 28,6 33,4 60,3 42,4 (1,050”) 33,4 3,38 26,6 39,970 31,8 37,3 63,5 48,3 (1,315”)

9

-

10 11 35,0 82,6

12 2,4

13 37,8

-

38,9 88,9

2,4

42,8

Уменьшенный

Диаметр торц плоскости у му со скосами 200 D

Нормальный

Ширина торцовой плоскости муфты, В

Длина муфты, Lм

Диаметр расточки муфты,d0

Уменьшенный

Наружный диаметр муфты, Dм

Нормальный

Длина до переходной части lз

Наружный диаметр высадки, Dм

Общая длина резьбы, G

Средний диаметр резьбы в основной плоскости, dср

Внутренний диаметр трубы, d

Толщина стенки, s

Наружный диаметр трубы,D

Таблица 3.Соединения насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами по стандартам АНИ.

1

42,2 (1,660’) 48,3 (1,900’’) 60,3 (2 3/8’’) 73,0 (2 7/8’’)

3,56 35,1 44,701 34,9 46,0 66,7 55,9

-

47,6 95,2

3,2

51,0

3,68 40,9 51,845 36,5 53,2 68,3 63,5

-

54,8 98,4

3,2

58,3

67,5 67,5 80,2 80,2

4,0 4,0 5,6 5,6

71,8 71,8 85,9 85,9

4,83 6,45 5,51 7,82

50,6 47,4 62,0 57,4

64,148 64,148 76,848 76,848

49,2 49,2 54,0 54,0

65,9 65,9 78,6 78,6

101,6 101,6 108,0 108,0

77,8 77,8 93,2 93,2

73,9 73,9 87,9 87,9

123,8 123,8 133,4 133,4

8 9 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 88,9 6,45 76,0 93,516 60,3 95,2 114,3 114,3 106,2 96,8 146,0 6,4 (3 1/2’’) 9,52 69,9 93,516 60,3 95,2 114,3 114,3 96,8 146,0 6,4 101,6 6,65 88,3 106,2 60,5 108,0 114,3 127,0 - 109,6 152,4 6,4 (4’’) 16 114,3 6,88 100,5 118,9 66,7 120,6 120,6 141,3 - 122,2 158,8 6,4 (4 1/2’’) 16 Примечания: 1. Для труб диаметром 48.3 мм и менее шаг резьбы равен 2.54 мм, для труб диаметром 60.3 мм и более – 3,175 мм; 2. Наименьший момент свинчивания составляет 75%, а наибольший – 125% от оптимального.

69 69 83 83

13 1 104,8 10 104,8 10 117,5 131,0

22

Приложение.

23

4 25.334

5 27.8

6 33.4

7 81.0

3.38

26.6

32.065

28.6

42.2

3.56

35.1

40.828

31.8

3.68

40.9

46.924

4.24 4.83 6.45

51.8 50.6 47.4

73,0 (2 7/8’’)

5,51 7,82

1 88,9 (3 1/2’’)

2 5,49 6,45 7,34 9,52 6,65

101,6 (4’’) 114,3 (4 1/2’’)

6,88

P-105

L-80, N-80

C-75

J-55

Страгивающая нагрузка для сталей групп прочности, кН

Диаметр торцовой плоскости у муфты со скосами 200 D Н-40

Диаметр расточки ты,d0

муф-

3 21.0

муфты, В

Длина муфты, Lм

Наружный диаметр муфты, Dм

Общая длина резьбы, G

Средний диаметр резьбы в основной плоскости, dср

Внутренний диаметр трубы, d

2 2.87

вой плоскости

1 26,7 (1,050”) 33,4 (1,315”) 42,2 (1,660”) 48,3 (1,900’’) 60,3 (2 3/8’’)

Толщина стенки, s

Наружный диаметр трубы, D

Таблица 4.Соединения гладких насосно-компрессорных труб по стандартам АНИ (размеры в мм).

8 1.6

9 28.3

10 30.0

11 28

12 39

13 53

14 57

15 -

82.6

2.4

35.0

37.8

49

67

91

97

-

52.2

88.9

3.2

43.8

47.2

69

95

130

138

-

34.9

55.9

95.2

1.6

49.9

52.1

85

117

159

170

-

58.989 58.989 58.989

41.3 41.3 41.3

73.0 73.0 73.0

1 0 8 . 0

4.8 4.8 4.8

61.9 61.9 61.9

66.7 66.7 66.7

134 160 -

184 220 -

251 300 430

268 320 458

420 601

62,0 57,4

71,689 71,689

52,4 52,4

88,9 88,9

130,2

4,8 4,8

74,6 74,6

81,0 81,0

235 -

323 -

440 664

470 709

616 930

3 77,9 76,0 74,2 69,9 88,3

4 87,564 87,564 87,564 87,564 99,866

5 58,8 58,8 58,8 58,8 60,3

6 108,0 108,0 108,0 108,0 126,0

7 142,9

146,0

8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8

9 90,5 90,5 90,5 90,5 103,2

10 98,4 98,4 98,4 98,4 111,1

11 289 354 412 320

12 398 487 566 440

13 543 663 772 1030 600

14 579 708 823 1100 640

15 929 1440 -

65,1

132,1

155,6

4,8

155,9

123,2

464

638

870

928

-

100,5

112,566

24

25

Приложение. Таблица 5.Соединения VAM для насосно-компрессорных труб. Рекомендуемый оптимальный крутящий Наружный диаметр Толщина стенки, трубы, D, мм s, мм J-55, К-55 С-75, L-80, N-80,С2710 1900 60,3 (2 3/8’’) 4,83 2710 2170 5,54 2980 2440 6,45 73,0 (2 7/8’’) 5,51 3250 3660 7,01 3930 4200 7,82 4200 4470 4880 3930 88,9 (3 1/2’’) 6,45 6640 5830 7,34 7860 6920 9,52 8270 7320 10,50 8270 7320 11,43 3390 101,6 (4’’) 3,74 5420 4470 6,65 6920 5830 8,38 8810 7860 9,65 10850 9760 10,92 5830 5830 114,3 (4 1/2’’) 5,69 6370 6370 6,35 6370 6370 6,88 7320 6370 7,37 7860 7320 8,56 8810 9,65 10850 10,95 Примечания: 1. Трубы диаметром 114,3 мм могут использоваться как обсадные трубы. Высокопрочные изготавливаются из стали Р-110, кроме труб со стенкой 6.88 мм, которые изготавливаются из стали Р-105. Для труб с толщинами стенок 8.56 мм и более могут быть использованы также стали с пределом текучести 862 и 1034 Мпа. 2. Рекомендуемый крутящий момент свинчивания приведен для муфт с нормальным наружным диаметром.

Вопросы для самопроверки 1. Нарисуйте и объясните конструктивные особенности насоснокомпрессорных труб по внешнему виду. 2. Объясните и нарисуйте безмуфтовое соединение Интеграл. 3. Объясните и нарисуйте соединение НКТ с приварными замками. 4. Материал и его обозначение для труб НКТ в соответствии со стандартом АНИ. 5. Резьба, используемая на гладких и с высаженными наружу концами НКТ по стандартам АНИ. 6. Специальная резьба типа Батресс, при изготовлении труб каких фирм она используется. 7. Конструкция резьбового соединения фирмы «Атлас Бредфорд». 8. Особенности конструкций резьбовых соединений фирм «Хайдрил», «Маннесман», «Валурек». 9. Объясните назначение резьбовых соединений фирм «Хайдрил», «Маннесман», «Валурек»? 10. Как вы оцениваете прочностные характеристики отечественных и зарубежных труб НКТ?

Литература. 1. Сароян А.Е. и др. Трубы нефтяного сортамента. М.: Недра, 1987, - 488с. 2. Трубы металлические и соединительные части к ним. Часть I. М.: Издательство стандартов, 1981, -375с. 3. Композит каталог нефтегазового оборудования и услуг. Галф Паблишинг Компани, Хьюстон, Техас. Люберцы, ВИНИТИ, Т. 1,2 , 1995, 1054с.

27

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа на суше», «Нефтегазопромысловое оборудование зарубежных фирм» для студентов специальности 170200 (МОП) очной и заочной форм обучения

Составители: профессор, к.т.н.

Бочарников В.Ф.

ассистент

Грушевский М.Б.

доцент, к.т.н.

Анашкина А.Е.

Подписано к печати Заказ № Формат 60х84 1/16 Отпечатано на RISO GR 3750

Бум.писч. №1 Уч. - изд. л. 1,5 Усл. печ. л. 1,5 Тираж 200 экз.

Издательство “Нефтегазовый университет” Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Тюменский государственный нефтегазовый университет” 625000, г.Тюмень, ул.Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства “Нефтегазовый университет”, 625000, Тюмень, ул.Володарского, 38