RU128651U1

RU128651U1 - TRANSFER

Info

Publication number: RU128651U1
Application number: RU2013100685/03U
Authority: RU
Inventors: Борис Михайлович Малуха
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МЕХАНИК"
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-05-27

Abstract

Переводник, представляющий собой патрубок, на концах которого выполнена резьба, отличающийся тем, что поверхность резьбы выполнена упрочненной с приданием дополнительной износостойкости посредством карбонитрирования.The sub, which is a nozzle at the ends of which a thread is made, characterized in that the surface of the thread is hardened with additional wear resistance by means of carbonitriding.

Description

Полезная модель относится к устройствам для добычи нефти, газа, в частности к универсальным соединениям насосно-компрессорных или бурильных труб в колонну и может быть использовано при бурении скважин на нефть и газ и при добыче их из скважин, а также при выполнении технологических операций на скважине, при ремонте и обслуживании скважин.The utility model relates to devices for oil and gas production, in particular to universal connections of tubing or drill pipe into a string and can be used when drilling oil and gas wells and when producing them from wells, as well as when performing technological operations at the well , in the repair and maintenance of wells.

Современное состояние нефтедобывающей промышленности характеризуется существенным ухудшением эксплуатационных условий скважинного оборудования.The current state of the oil industry is characterized by a significant deterioration in the operating conditions of downhole equipment.

Высокая степень минерализации пластовой жидкости, повышенное содержание сероводорода в ней и в нефтяном газе, а также наличие бактерий приводит к интенсивной коррозии нефтегазодобывающего и транспортирующего оборудования.The high degree of mineralization of the formation fluid, the increased content of hydrogen sulfide in it and in the gas, as well as the presence of bacteria lead to intense corrosion of oil and gas production and transportation equipment.

Встает вопрос о повышении износостойкости резьбовых соединений, а также стойкости к агрессивным средам, применяемым при добыче нефти.The question arises of increasing the wear resistance of threaded joints, as well as resistance to aggressive environments used in oil production.

Известны резьбовые соединения для стальных труб, в которых для повышения надежности на резьбовой поверхности, по меньшей мере, одного из элементов нанесена твердая смазочная пленка из смеси смазочного порошка, например, дисульфида молибдена и связующего вещества (патенты РФ №, №2258170, 2258859 и 2262029, МПК F16L 15/00). Недостатком известных соединений является сложность приготовления и нанесения твердой смазочной пленки.Known threaded joints for steel pipes, in which to increase reliability on the threaded surface of at least one of the elements, a solid lubricating film is applied from a mixture of a lubricating powder, for example, molybdenum disulfide and a binder (RF patents No. 22258170, 2258859 and 2262029 IPC F16L 15/00). A disadvantage of the known compounds is the difficulty of preparing and applying a solid lubricating film.

Известна труба буровой колонны, содержащая соединительную муфту и переходник, на резьбовых поверхностях которых нанесено двухслойное защитное покрытие, состоящее из цинкового слоя, нанесенного способом термодиффузионного цинкования, и нанесенной на него фосфатной пленки (патент РФ ПМ №38498, МПК F16L 15/08).A well-known drill pipe pipe containing a coupling and an adapter, on the threaded surfaces of which a two-layer protective coating is applied, consisting of a zinc layer deposited by thermal diffusion galvanizing and a phosphate film deposited on it (RF patent PM No. 38498, IPC F16L 15/08).

Предложенное покрытие обеспечивает защиту элементов соединения от коррозии при хранении и транспортировке, но для надежной герметизации соединения и повышения его ресурса толщина покрытия недостаточна. Фосфатное покрытие непрочно к легко истирается. Технология термодиффузионного цинкования резьбовых поверхностей указанной чистоты обработки не обеспечивает гарантированной непрерывности покрытия толщиной менее 15 мкм.The proposed coating provides protection of the connection elements from corrosion during storage and transportation, but for reliable sealing of the connection and increase its life, the coating thickness is insufficient. The phosphate coating is unstable to easily abraded. The technology of thermal diffusion galvanizing of threaded surfaces of the specified processing purity does not provide guaranteed continuity of coating with a thickness of less than 15 microns.

Все известные соединения имеют недостаточную эксплуатационную надежность, так как после многократных операций монтажа-демонтажа соединений труб в колонну нарушается герметичность резьбовых соединений из-за повреждения резьбы по причине недостаточной износостойкости резьбовых поверхностей переходника и соединительнойAll known connections have insufficient operational reliability, since after repeated installation and dismantling of pipe connections into the string, the tightness of the threaded joints is violated due to damage to the threads due to insufficient wear resistance of the threaded surfaces of the adapter and the connecting

Известны переводники для бурильных колонн согласно ГОСТ 7360-82 и переводники для насосно-компрессорных труб по ГОСТ 23979-80.Known sub for drill strings according to GOST 7360-82 and sub for tubing according to GOST 23979-80.

Переводники представляют собой полые цилиндрические патрубки, снабженные резьбой с обоих концов. Резьба может быть выполнена как на внешней, так и на внутренней поверхности переводника. Они предназначены для соединения труб в бурильных колоннах. Переводники проходят термообработку в заготовках до нарезания резьбы и выполнения окончательных размеров. Все элементы резьбовых соединений переводников должны быть фосфатированы по ГОСТ 9.301-78.The sub are hollow cylindrical pipes threaded at both ends. The thread can be made both on the external and internal surfaces of the sub. They are designed to connect pipes in drill strings. The sub are heat treated in the workpieces before threading and final sizes are completed. All elements of the threaded joints of the sub must be phosphated in accordance with GOST 9.301-78.

Переводники применяются в соединение труб, включающем установленную на резьбовом конце одной из соединяемых труб соединительную цилиндрическую муфту, имеющую внутреннюю резьбовую поверхность, и полый цилиндрический переводник, выполненный на одном конце с внутренней, а на другом конце - с наружной резьбой, для взаимодействия с резьбой концевого участка другой соединяемой трубы и резьбой муфты соответственно.The sub is used in a pipe connection, including a connecting cylindrical coupling mounted on the threaded end of one of the pipes to be connected, having an internal threaded surface, and a hollow cylindrical sub, made at one end with an internal and at the other end with an external thread, for interaction with the end thread section of another connected pipe and thread of the coupling, respectively.

Недостатком соединения с фосфатированной резьбой является его малая долговечность. Работоспособность таких резьбовых соединений сохраняется не более 8 циклов (См. «Инструкцию по эксплуатации насосно-компрессорных труб» РД 39-136-95).The disadvantage of connecting with phosphated threads is its low durability. The operability of such threaded connections is maintained for no more than 8 cycles (See. "Instructions for the operation of tubing" RD 39-136-95).

Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является повышение износостойкости резьбы переводников труб в сложных условиях эксплуатации и бурении.The technical problem to which the claimed utility model is directed is to increase the wear resistance of the thread of the pipe sub in difficult operating and drilling conditions.

Поставленная задача решается путем использования переводника, представляющего собой патрубок, на концах которого выполнена резьба, согласно полезной модели поверхность резьбы выполнена упрочненной с приданием дополнительной износостойкости и коррозионной стойкости посредством карбонитрирования.The problem is solved by using a sub, which is a pipe on the ends of which a thread is made, according to a utility model, the surface of the thread is made hardened with additional wear and corrosion resistance by means of carbonitriding.

Защита от коррозии путем применения покрытий является наиболее эффективной. При этом покрытия должны обладать высокой плотностью, высокой адгезией, низким электрохимическим потенциалом по отношению к корпусу оборудования, высокой коррозионной стойкостью, высокой твердостью и износостойкостью, высокой эластичностью. Совокупность перечисленных свойств обеспечивает надежную коррозионную защиту покрытия в скважине.Corrosion protection through the use of coatings is most effective. At the same time, coatings should have high density, high adhesion, low electrochemical potential with respect to the equipment case, high corrosion resistance, high hardness and wear resistance, high elasticity. The combination of these properties provides reliable corrosion protection of the coating in the well.

Карбонитрирование повышает усталостную прочность на 50…80% и резко повышает износостойкость, обеспечивает минимальные величины деформации.Carbonitriding increases the fatigue strength by 50 ... 80% and dramatically increases the wear resistance, provides minimal strain.

Все резьбовые поверхности переводников по ГОСТ 7360-82, ГОСТ 23979-80 подвергаются карбонитрированию, заключающемуся в комбинированном диффузионном насыщении поверхностного слоя резьбы (резьбовой поверхности) азотом и углеродом, приводящем к образованию слоя, содержащего карбиды, нитриды ил карбо-нитриды, ниже которого находится обогащенный азотом диффузный слой. В результате обработки повышается износостойкость и предел выносливости.All threaded surfaces of the sub in accordance with GOST 7360-82, GOST 23979-80 are subjected to carbonitriding, which consists in combined diffusion saturation of the surface layer of the thread (threaded surface) with nitrogen and carbon, leading to the formation of a layer containing carbides, nitrides or carbo-nitrides, below which is located nitrogen-rich diffuse layer. As a result of processing, the wear resistance and endurance limit are increased.

Также, помимо обеспечения механических свойств вся поверхность резьбы выполнена упрочненной с приданием ей износостойкости (повышенного ресурса), что достигается за счет внедрения в верхний слой металла азота на глубину, достаточную для увеличения ресурса.Also, in addition to providing mechanical properties, the entire surface of the thread is hardened, giving it wear resistance (increased resource), which is achieved by introducing nitrogen into the upper metal layer to a depth sufficient to increase the resource.

Толщина рабочего покрытия зависит от требуемого ресурса по коррозионной стойкости и износостойкости.The thickness of the working coating depends on the required resource for corrosion resistance and wear resistance.

Нанесение покрытия может быть осуществлено газовым карбонитрирование, которое производится при 550-580°С в среде NH с добавками газов, содержащих углерод при продолжительности процесса до трех часов.The coating can be carried out by gas carbonitriding, which is carried out at 550-580 ° C in an NH medium with the addition of gases containing carbon with a duration of up to three hours.

Claims

The sub, which is a nozzle at the ends of which a thread is made, characterized in that the surface of the thread is hardened with additional wear resistance by means of carbonitriding.