Оборудование и агрегаты нефтегазового производства Альметьевск 2009 Электронная библиотека а гни 2
 Скачать 3.49 Mb.
|
|
товых труб с высаженными наружу концами и трапецеидальной резьбой Электронная библиотека А ГНИ 108 Процесс эксплуатации НКТ включает - приемку, хранение, транспортирование труб - учёт работы и движения парка труб - проверку качества, подготовку труби СПО; - непосредственно эксплуатацию труб - отбраковку и списание труб. Учету подвергают весь парк НКТ, находящихся в эксплуатации, ремонте и хранении, для чего на предприятиях ведут инвентарные карточки по каждому диаметру труб. Приемку НКТ осуществляют партиями, состоящими из труб одного типа и условного диаметра, одной толщины стенки и группы прочности, по сопроводительным документам, удостоверяющим комплектность и качество, поставляемых труб. В документах указывают полную информацию условный диаметр, длину труб, толщина стенки, группу прочности, тип резьбового соединения, номера плавки, общую массу, содержание фосфора и серы, результаты испытаний и т.д. Объем партии может составлять 60 т или 500 шт. В процессе приёмки и подготовки труб к эксплуатации, в соответствии с нормативно-технической документацией, на трубных базах осуществляют входной контроль, включающий в себя следующие операции. Натяг должен соответствовать требованиям стандарта. Определяют его как расстояние между измерительной плоскостью калибра и торцом трубы или муфты при помощи универсальных измерительных средств. Все трубы кроме труб типа Б, снабжаются муфтами, навинчиваемыми на один из концов труб. Перед свинчиванием на заводе-изготовителе их резьбу покрывают смазкой для обеспечения герметичности соединения и предохранения резьбы от задиров и коррозии. В дальнейшем перед каждой сборкой на резьбовое соединение наносят смазочный материал. Требования, предъявляемые при эксплуатации к резьбе, следующие резьба труби муфт должна быть гладкой, без заусенцев, рваных и других дефектов, нарушающих их непрерывность и прочность, а также герметичность соединения. Перед спуском труб в скважину тщательно очищают резьбу ниппеля и муфты, ранее спущенной трубы, специальной щеткой и наносят смазку (Р, Р, УСсА). Чаще всего для обеспечения герметичности резьбовых соединений применяют графитную смазку УСсА или уплотнители типа ленты ФУМ. Используют следующие составы графитовых смазок - графитовый порошок (технический жир (75 %) и машинное масло %); - графитовый порошок (10 %), солидол (70-80%), соляровое масло %). Все трубы перед спуском в скважину проверяют цилиндрической оправкой шаблоном) длиной м. Наружный диаметр шаблона стандартизован для каждого условного диаметра трубы и толщины стенки (прил. Например, для труб диаметром 73 мм с толщиной стенки 5,5 мм, наружный диаметр шаблона мм, для толщины стенки 7 мм — 56,6 мм. Для труб диаметром 60 мм Электронная библиотека А ГНИ 109 наружный диаметр шаблона — 47,9 мм. При задержке шаблона труба отправляется в брак. При приемке труб (для перевозки или хранения) проверяют целостность защитного покрытия и состояние резьбы, наличие на резьбовых концах антикоррозионной смазки и предохранительных колец. НКТ упаковывают в пакеты при помощи тросовых стяжек, без ударов укладывают на стеллажи. Транспортирование и хранение Перед погрузкой в транспортное средство поверяют защищенность резьбовых концов труб, муфт и замков. Защитные детали (кольца или защитные колпачки) должны выступать за края торцов труб, муфт и замков не менее чем на 10 мм. При погрузочно–разгрузочных работах и транспортировке не допускают удары труб о металлические части транспортных средств или друг о друга. Каждый технологический комплект труб должен иметь сопроводительную документацию (паспорт. Транспортировку труб осуществляют любым видом транспорта, специально оборудованным для этих целей. Перевозку труб автомобильным транспортом производят на специально оборудованных для этих целей трубовозах, прицепах, санях, обеспечивающих механизированную погрузку и выгрузку труб. При этом для захвата используют специальные клещи, траверсы или стропы. Укладку труб производят вне- сколько рядов муфтами в одну сторону, не допуская свешивания за пределы транспортного средства более чем нам. По окончанию погрузки на транспортное средство, трубы надежно закрепляют, при этом закрытие боковых стоек обеспечивает дополнительную надежность крепления. Перед выгрузкой (до открытия стоек) проверяют крепление труб. При ручной выгрузке трубы скатывают по накатам, предохраняя их от самопроизвольного раскатывания. Если трубы выгружают непосредственно на скважине, их укладывают на стеллажи рядами, муфтами к устью скважины. При этом между рядами устанавливают не менее трех деревянных или металлических прокладок. Технологические комплекты насосно-компрессорных труб хранят в складских помещениях на стеллажах под навесами, а при их отсутствии на специально подготовленных открытых площадках с навесами. Высота стеллажей должна быть не менее 35 см от пола или земли. Укладку осуществляют рядами, между которыми над опорами стеллажа перпендикулярно коси труб устанавливают деревянные или металлические прокладки для предотвращения прогиба труб. Толщина (высота) прокладок должна быть такой, чтобы муфты (замки) труб не касались друг друга. Электронная библиотека А ГНИ 110 Трубы, бывшие в эксплуатации, перед хранением очищают от грязи, резьбы смазывают антикоррозионной смазкой и защищают предохранительными деталями 4.4.Технологические схемы ремонта НКТ Установление пригодности отработавших НКТ к дальнейшей эксплуатации или необходимости ремонта (разбраковка НКТ) осуществляется после предварительной очистки от грязи и отложений. Визуальным осмотр позволяет выявить наличие на поверхности НКТ повреждений резьбы, плён, сквозных свищей, трещин, вмятин, глубоких рисок или надрезов, дефектов резьбы, отложений парафина и солей. Технологическая схема ремонта НКТ представлена на рис. Трубы НКТ, поступившие в цех на ремонт, подвергаются очистке и мойке на специальной моечной установке. Наружная поверхность трубы подвергается мойке водой, подогретой до температуры 90 Си очистке механическими щетками. Внутренняя поверхность трубы подвергается мойке горячей водой, подаваемой под давлением внутрь трубы. Для повышения эффективности внутренней мойки внутрь трубы, одновременно с подачей моющей жидкости, подается периодически порциями сжатый воздух. Ремонт труб производят в специализированных сервисных центрах нефтегазодобывающих предприятий, что позволяет увеличить работоспособность НКТ и снизить их аварийность. Существуют различные технологические схемы ремонта НКТ. Вне зависимости от применяемой схемы основные этапы процесса ремонта схожи. К подготовительным работам перед ремонтом относят очистку, мойку и дефетовку труб, включающую в себя визуальное выявление дефектов икон- трольно-сортировочные работы с помощью универсальных мерительных инструментов (калибров, шаблонов и т. п. Контрольно-сортировочные работы подразделяют визуальные выявление дефектов - инструментальное - выявление дефектов с помощью измерительных инструментов (калибров, шаблонов и т. пили приборов дефектоскопии ультразвуковой, индукционной и др. Визуальным осмотр позволяет выявить наличие на поверхности НКТ повреждений резьбы, плён, сквозных свищей, трещин, вмятин, глубоких рисок или надрезов, отложений парафина и солей. С помощью универсальных измерительных приборов проверяют отклонения по наружному диаметру, овальность труби муфт. Резьбовыми игладки- ми калибрами проверяют овальность, отклонения по конусности и натяг резьбы, при помощи шаблонов контролируют соответствие внутреннего диаметра НКТ номинальному размеру. Электронная библиотека А ГНИ 111 Дефектоскопией (ультразвуковой, индукционной) определяют внутренние, скрытые дефекты, в частности микротрещины, расслоение и др. В процессе разбраковки трубы НКТ разделяют на две группы с устранимыми дефектами с неустранимыми дефектами. Отнесение фактических дефектов НКТ и муфт к той или иной группе определяется действующей НТД. Трубы НКТ, имеющие значительное искривление, вмятины, трещины, видимые плены, раковины и расслоения, заметную скрученность, а также другие недопустимые дефекты, обнаруженные при визуальном, инструментальном контроле и дефектоскопии, маркируют как брак для списания. Трубы НКТ, имеющие устранимые дефекты, направляются на ремонт. Ремонт осуществляется, как правило, на трубной базе. Очистку и мойку труб, осуществляют на специально оборудованных участках цеха в моечных установках. Мойку внешней и внутренней поверхности труб производят горячей водой 90 С с добавками специальных моющих средств, с последующей очисткой наружной поверхности металлическими щетками. В некоторых схемах для повышения эффективности внутренней мойки предусмотрена одновременная подача моющей жидкости и периодическая подача порций сжатого воздуха. Очистку резьбы труби муфт производят при помощи специального приспособления со сменными щетками. Очищенные НКТ с устранимыми дефектами сортируют и складируют по диаметрами группам прочности стали, а затем осматривают для определения вида и объема ремонта каждой трубы последующим признакам сорвана, промыта или повреждена резьба трубы; -муфта значительно деформирована или резьба муфты повреждена; -искривлена труба; -износ поверхности трубы или муфты; -отдельные дефекты в виде плен, закатов, рисок, вырывов и др. Трубы, имеющие значительное искривление, вмятины, трещины, видимые плены, раковины и расслоения, заметную скрученность, а также другие недопустимые дефекты, обнаруженные при визуальном, инструментальном контроле маркируют как брак для списания, имеющие устранимые дефекты, направляют на ремонт. Общую изогнутость трубы проверяют шаблоном определенного диаметра (прил. 3) и длиной мм. На концевых участках трубы, равных 1/3 длины трубы, допускается изогнутость не более мм нам длины. Наиболее традиционная технологическая схема ремонта НКТ представлена на рис. 4.10. Данная технология имеет существенные недостатки- отсутствуют операции неразрушающего контроля тела трубы (выявления дефектов произвольной ориентации и локации, измерения толщины стенок, из- менения физико-химических характеристик металла и др Электронная библиотека А ГНИ 112 существует субъективный фактор недостоверного ручного контроля геометрии резьбы ниппеля и муфты измерением лишь конусности резьбы, а не натягов с помощью гладких калибров; Брак Брак Брак Утечка по телу по резьбе Рисунок - Рисунок 4.10 - Схема ремонта НКТ отсутствуют средства маркировки и паспортизации труб; -технологическое оборудование не связано в единую цепочку - меж- операционное перемещение труб проводится пачками с помощью тельфера или штанговоза; -ограниченная производительность ремонта - не более 90 НКТ в смену; -невысокий уровень автоматизации ремонта и др. Традиционная технология ремонта сводится в основном к отрезанию резьбовых концов и нарезанию новой резьбы, что экономически убыточно (после трех-четырех ремонтов стоимость трубы увеличивается вдвое, срок службы сокращается в четыре раза, так как из-за уменьшения длины до 5,0 - 5,5 метров труба выбраковывается. Поэтому с экономической точки зрения проводить ремонт по традиционной технологической схеме нецелесообразно - эффективнее заменять дефектные трубы новыми НКТ, а использованные утилизировать. Скважина № Трубная база Мойка Сортировка Механическое удаление эпоксидного покрытия Стеллаж готовой продукции Гидравлическая опрессовка Отрезка дефектных участков и нарезка резьбы Навинчивание муфт Стеллаж готовой продукции Гидравлическая опрессовка II Электронная библиотека А ГНИ 113 Сегодня происходит большинство предприятий перешло на усовершенствованные технологии ремонта, направленные на общее повышение ресурса трубы, в том числе и по сравнению с новыми НКТ заводской поставки. Здесь можно отметить применение следующих операций - отвинчивание и навинчивание муфт на специализированном оборудовании, не допускающем повреждений поверхности НКТ и муфты- применение комбинированных методов диагностики тела и резьбовых соединении трубы и муфты- автоматический оптический предварительный контроль состояния резьбы и участков тела трубы под резьбой, дополненный ручным контролем дефектов под резьбой- нарезку резьбы в автоматическом режиме на станках с ЧПУ на участке оборудованном устройством для автоматической блокировки работы станков в случае выпуска брака - термообразивной очистки внутренней поверхности труб - пластическое восстановление и упрочнение резьбы труби муфт с автоматической блокировкой работы участка в случае выпуска брака - нанесение антизадирных и герметизирующих покрытий на резьбу и пассивирующих специализированных антикоррозийных покрытий на поверхности НКТ ; - опрессовку труб давлением до 30 (70) МПа, совмещенную с акусто - эмиссионным контролем и др. Термообразивная очистка внутренней поверхности труб производится для удаления продуктов коррозии, отложения солей, затвердевших нефтепродуктов, нарушенных антикоррозионных покрытий и других загрязнений. То процесс осуществляют на специальной установке, включающей в себя системы подачи воздуха, топлива, абразива и предназначенной для продольного перемещения термоабразивного аппарата (ТАА) в очищаемой трубе. Установка состоит из бункера для абразива, топливного бака, опоры штанги с ТАА, воздушного коллектора и механизма подачи штанги. Внутри штанги, состоящей из жесткой и гибкой частей, расположены магистрали для топлива, воздуха и абразива. Термоабразивный аппарат крепится на конце штанги с помощью муфтовых соединений. Очищаемая труба с приемного стеллажа устройства подается на ролики вращателя и получает вращательное движение. При включении механизма подачи штанги, термоабразивный аппарат входит внутрь очищаемой трубы. Воздух от компрессора поступает в коллектор, затем по гибким магистралям - к топливному баку. Воздушно-топливная смесь втер- моабразивном аппарате воспламеняется от тепловой энергии нити накаливания свечи и начинается процесс горения. Высокотемпературные продукты сгорания топлива со сверхзвуковой скоростью истекают из сопла, подсасывая одновременно абразив за счет эффекта эжекции, и воздействуют на очищаемую поверхность трубы. Электронная библиотека А ГНИ 114 Рисунок 4.11 - Схема ремонта НКТ по современной технологии Продукты очистки через циклон, рукавный фильтр собираются в контейнеры для отходов. Линейная скорость движения штанги подбирается в зависимости от диаметра и характера загрязнения труб (бесступенчатое регулирование в диапазоне м/мин). При осуществлении неразрушающего контроля труби муфт применяют комбинированные методы диагностики тела и резьбовых соединении трубы и муфты в объеме и со степенью контроля, соответствующем требованиям ГОСТ Р 52203-2004 (определение наличия продольных и поперечных дефектов, определение толщины стенки, группы прочности и длины трубы. Для этого используют ультразвуковой, магнитно- индукционный, магнитопорошковый методы. Неразрушающий контроль труб на наличие продольных и поперечно- Участок считывания маркировки НКТ Участок отвинчивания муфт Участок внутренней очистки НКТ Участок шаблони- рования НКТ Участок мех. обработки ниппеля НКТ без нарезания резьбы) Участок входного контроля резьбы ниппеля и отрезки дефектов Участок неразрушающего контроля НКТ Участок наружной механической очистки Участок пластической обработки ниппеля НКТ Карман дефектов по телу НКТ Участок выходного контроля муфт Участок выходного контроля ниппеля резьбы и навинчивания муфт Участок пластической обработки муфты Участок опрессовки и АЭК Участок напыления на ниппель НКТ Участок маркировки НКТ и консервации Участок очистки муфт Карман брака после опрессовки Участок готовой продукции Участок термо- абразивной очистки Электронная библиотека А ГНИ 115 ориентированных дефектов, атак же отклонений толщины стенки от номинальных размеров проводят методом ультразвуковой дефектоскопии. Контроль нарушений сплошности и обнаружение коррозионных питингов осуществляют методом магнитоиндукционной дефектоскопии. Принадлежность трубы к группе прочности устанавливают специальным определителем - сортоскопом. Физические принципы работы определителя следующие. Известно, что прочность материала определяется как его химическим составом, таки структурой. Химический состав труб примерно постоянен и потому мало сказывается на вариации прочности. В тоже время структура металла в процессе изготовления и эксплуатации подвержена значительным изменениям. Причем определяющим для прочности является степень его зернистости. Чем меньше зернистость, тем выше его прочность (отсутствие пустот в металле. В тоже время степень зернистости также влияет и на восприимчивость металла к магнитному полю. Наличие пустот в металле приводит к большему затуханию внешнего магнитного поля. Таким образом, между прочностью металла и затуханием магнитного поля в нем существует обратная зависимость. Эта зависимость и положена в основу работы определителя. Работает определитель следующим образом. Труба, подлежащая определению группы прочности, двигаясь по рольгангу, проходит через катушку, возбуждаемую низкочастотным переменным напряжением от блока управления. Проходя сквозь катушку, труба увеличивает величину ее индуктивности и соответственно реактивное сопротивление, что в свою очередь приводит к уменьшению тока. При этом более прочный металл, в силу лучшей восприимчивости к магнитному полю приводит к меньшему ослаблению магнитного поля и как следствие, к меньшему изменению индуктивности и тока через катушку. Значение протекающего через катушку тока регистрируется в блоке управления и анализируется следующим образом. Для каждой группы прочности предварительно были проведены калибровочные испытания, в которых по образцам, с известными прочностными характеристикам, определяются граничные значения тока, протекающего через катушку. Эти граничные значения заносятся в память прибора. Измеренное значение протекающего тока через катушку с трубой внутри сравнивается с граничными значениями и при попадании значения тока в определенные выше границы, код группы запоминается в памяти и индицируется на дисплее определителя. Опрессовку водой производят по окончании ремонтных работ с целью определения прочности тела труби качества сборки резьбовых соединений. Продолжительность испытаний давлением каждой трубы обычно не менее с. Значение испытательных давлений труб приведены в приложении 3. Рекомендуют испытательное давление равное 19,7 МПа для труб групп прочности Д с , Д, К с , К, и - 9,4 МПа − для труб групп прочности Е с и выше. В Электронная библиотека А ГНИ 116 особых случаях при превышении расчетного испытательного давления более чем 68,6 МПа, разрешается испытывать трубу давлением равным расчетному, ноне более чем 122,6 МПа. В случае обнаружения трубу которых пропуск жидкости происходит в резьбовом соединении, производят перенарезку резьбы и замены (при необходимости) муфты с последующим контрольным испытанием. При обнаружении в теле трубы течи или запотевания трубу бракуют. Использование современных технологий ремонта НКТ и автоматизированных комплексов технологического оборудования позволяют повысить ресурс трубы и эксплуатационный срок службы резьбового соединения в несколько раз по сравнению с новыми НКТ состояния. Прямолинейность труб НКТ должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 52203-2004 . На концевых участках, равных одной трети длины трубы, допускается изогнутость не более 1 мм нам длины. Кривизна на концевых участках трубы определяется как частное отделения стрелы прогиба (мм) на расстояние от места измерения до ближайшего конца трубы (м. Общую кривизну труб устанавливают при помощи шаблона длиной 1250 мм, который должен свободно проходить по всей длине трубы. При искривлении выше допустимых пределов трубы подвергают правке в холодном состоянии. Правка труб заключается в придании искривленной трубе прямолинейности методом упругопластичного изгиба в холодном состоянии. Недостатками данного метода являются возникновение остаточных напряжений, снижении пластичности труби возврат искривленной формы при воздействии противоположных по знаку сил. Рисунок 4.12 - Схема правки труб однократным изгибом. Правку труб выполняют однократным или многократным изгибом. При однократном изгибе искривленный участок трубы (рис. 4.12) с радиусом кривизны, изгибают в противоположном направлении, придавая ему некоторую обратную кривизну такого радиуса - 2 ρ , чтобы после некоторой выдерж- Э ле кт ронная библиотека А ГНИ 117 кии снятия внешней нагрузки Q выправляемый участок трубы принял прямолинейную форму. При правке многократным изгибом искривленному участку трубы спер- воначальной кривизной радиуса - 0 ρ (риса) придают обратную кривизну радиусом 1 ρ , чтобы труба получила остаточное искривление Рисунок 4.13 -. Схема правки труб многократным изгибом Затем изогнутому участку с остаточным радиусом кривизны - / 1 ρ (рис. б) придается обратная кривизна радиусом 2 ρ , чтобы после снятия нагрузки труба приняла прямолинейную форму. Применение правки многократным изгибом с постепенно убывающими величинами деформации позволяет снизить недостатки правки однократным изгибом. Электронная библиотека А ГНИ 118 Правку методом однократного изгиба производят на гидравлических прессах. Трубу устанавливает на опорах станины пресса таким образом, чтобы наибольшая выпуклость оказалась под штоком. Расстояние между опорами регулируется в зависимости от диаметра и толщины стенки трубы, а также величины изогнутого участка. Штоком пресса трубе придается обратная стрела прогиба, после определенной выдержки нагрузка с трубы снимается. Правку трубы осуществляют водной или нескольких плоскостях до полного устранения кривизны. Усилие пресса определяется формулой Q= l r R t 3 ) ( 16 3 3 3 − σ , где t σ - предел текучести материала трубы l - расстояние между опорами пресса R - наружный радиус трубы r - внутренний радиус трубы, см. Обратная стрела прогиба определяется F= ER l t 2 где, f - величина обратной стрелы прогиба Е - модуль упругости материала трубы. В случае износа резьбы изношенный конец трубы удаляют и нарезают новую резьбу. У труб, поступивших в ремонт, отвинчивается муфта для проверки резьб трубы и муфты. Если муфта не поддается отвинчиванию или при визуальном контроле выявляется непригодность резьбы на муфтовом или свободном конце трубы, то отрезается концевая часть трубы с непригодной резьбой. Длина отрезаемого патрубка определяется длиной поврежденного за- резьбового участка, обычно находится в пределах 500-600 мм. Отрезав патрубок, необходимо проверить состояние внутреннего канала трубы и толщину стенки, которая не должна выходить за минимальные размеры, предусмотренные ГОСТ 633-80. Патрубок отрезают на трубонарезном станке. Муфты отвинчивают на муфтонаверточных станках. Отвинченные муфты подвергают мойке, визуальному осмотру, инструментальному обмеру и дефектоскопической проверке с целью определения возможности повторного использования. Резьба на НКТ нарезается на труборезных станках. На первой нарезанной трубе проверяют качество поверхности, натяг по рабочему резьбовому ка- либру-кольцу, длина резьбы линейкой и шаг резьбовым шагометром. На отремонтированную трубу навинчивается муфта, при этом муфта и трубы подбираются по величине натяга: на трубу с натягом по резьбе, имеющей минусовое отклонение от номинала, следует наворачивать муфту с натя- гом, имеющим плюсовое отклонение от номинала и наоборот. Электронная библиотека А ГНИ 119 Перед свинчиванием резьбы трубы и муфты очищают и на резьбу трубы наносится смазка, обеспечивающая герметичность соединения. Обычно применяется смазка Р, Р-2МВП или другая смазка. Смазка наносится ровным тонким слоем по всей окружности резьбы не менее 2/3 ее длины. Подобранная муфта навинчивается на трубу вручную, аза- тем довинчивается на муф-тонаверточном станке. При довинчивании на станке на трубе торец муфты должен совпадать с концом сбега резьбы на трубе с допустимым отклонением +1 (-1) нитка. |