RU30176U1 - Насосно-компрессорная труба - Google Patents

Description

Насосно-компрессорная труба

Полезная модель относится к области нефтедобычи, и может быть использовано для MjiuiuBjicHM i, ьии тнивления И ПОДГОТОВКИ К эксплуатации насосно-компрессорных труб(НКТ).

Известна НК1, содержащая установленную на резьбовом конце соединительную цилиндрическую муфту, имеющую внутреннюю резьбовую поверхность, и полый цилиндрический переходник, выполненный на одном конце с внутренней, а на другом конце-с наружной резьбой, при этом наружные поверхности муфты и переходника выполнены упрочненными (свидетельство на полезную модель KU 108231; i, кл. МКЙ 116 L 13/08, 1УУ7).

Недос1атком этого устройства является го, иго оно не исключает значительных повреждений концевых учасгков фуб в месге их соединения мри монтаже-демон гаже, а именно при контактном взаимодействии с сухарями ключа (или клиньями спайдера).

Наиболее близкой по техническому существу является НК1, содержащая граничащие с резьбовыми участками на ее концах упрочненные участки, включающие посадочные места установки ее в механизме монтажа-демонтажа труб при их эксплуатации (патент RU №209229101, кл. МКИ В23Р 6/00,1997).

Недостатком этой трубы является низкий срок ее службы вследствие неизбежного повреждения материала труб инструментами (сухарями ключа) при монтажных и

демонтажных работах.

Задачей, на которую направлена настоящая полезная модель, является повыщение долювечности НКТ, а именно увеличение допустимого числа нормативно выполняемых спуско-подъемных операций (С1Ю). Как следует из общеизвестной технической лигерачуры, нормативной считается такая CiiO, при коюрой грубы сохраняюг

iviriKTF 16 L 15/08,

E 21 В 17/00

нормативную прочность, конические резьбовые соединения НКТ остаются

герметичными, по меньшей мере, равнопрочными телу трубы, и отвечающими при нормативном моменте свинчивания показателям контроля соединения по натягу А-от торца муфты до сбега резьбы ниппеля. Условие сохранения нормативной прочности предусматривает также, в частности, такой показатель, как отсутствие на наружной поверхности трубы дефектных мест, по количеству, глубине и протяженности превышающих допустимые стаидарюм нирто.

Поставленная задача достигается за счеп Toio, чго в ИКТ, содержащей граничащие с резьбовыми участками на ее концах упрочненные участки, включающие посадочные места установки ее в механизме монтажа-демонтажа труб при их эксплуатации, на носадочных местах длиною 120-200 мм, расположенных па 0,3-0,5 м от концов трубы в поверхностном слое последней выполнены замкнутые в окружном нагфавлении (вокруг оси трубы) полосы с волнистым рельефом, причем ширина полос не менее 0,5 мм, средняя высота выступов 0,2 ,8 мм, средний радиус округления канавок 0,2 ,8 мм, а расстояние вдоль оси трубы между полосами не более 20 мм.

Частными существенными признаками являются;

посадочные места выполнены с наружным диамет юм, прсьышагищим диамс1р трубы не менее чем на 2,5 мм;

на посадочных местах могут быть установлены по горяче-прессовои посадке, по меньшей мере, одна (т.е. с одной стороны трубы) гильза из металла той же, или более высокой прочности, чем у трубы, при этом толщина стенок гильзы не менее 2,5 мм, а по;юсы с волнистым рельефом выполнены как на посадочных местах трубы, так и на наружной иоверхносги i ильз,

полосы с волнистым рельефомобразованы, преимущественно,

посадочные места содержат поверхностный слой металла, цементированный, азотированный, или подвергнутый поверхностной закалке на глубину, не менее 0,1 мм после формирования полос с волнистым рельефом.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых:

на фиг.1 изображена насосно-компрессорная труба с упрочненным участком;

на фиг.2 изображен фрагмент упрочненного участка в зоне захвата в начальный

момент останова проскальзывания ключа относительно НКТ;

на фиг.З изображены последовательно:

а)- профиль выступов волнистости-вид по стрелке А на фиг.2;

б)- фрагмент упрочненного участка в зоне захвата трубы клиньями спайдера после останова проскальзывания посадочного места трубы в спайдере;

в)- вид после однократного зацепления выступов волнистости и сухаря ключа; на фиг.4 изображен вариант выполнения трубы с гильзой.

Используемые буквенные обозначения на чертеже иллюстрируют параметры НКТ и имеют следующие физические значения в соответствующих общепринятых линейных величинах:

S-расстояние между полосами упрочненного металла;

t-ширина упомянутой полосы;

Tipw-опорная длина профиля волны на уровне сечения профиля (т.е. суммарная длина всех участков профиля);

W-высота волн;

Wp-высота сглаживания волнистости (высота от средней линии профиля до касательной к вершине выступа максимальной высоты);

Wnlax-нaибoльulaя высота профиля волны;

Lr-длина гильзы;

К„-средний радиус канавки волны;

Hi-текущее расстояние от средней линии волнистости до вершины волны;

HI, -текущее расстояние от средней линии волнистости до впадины волны.

НКТ 1 (фигЛ), выполненная в соответствии с заявляемой полезной моделью, имеет резьбовые участки 2 расположенные на краях трубы 1, к которым непосредственно примыкают упрочненные участки 3, расположенные на расстоянии от 0,3 до 0,5 м от СОО1 вегс1 вующего края трубы и имеющие диаметр Д1, более чем на 2,5 мм превышающий диаметр Д2 НКТ и длина которых составляет от 120 до 200 мм. Участки 3 могут быть сплошными, либо могут быть образованы кольцевыми полосами 4, ширина которых не менее 0,5 мм и которые имеют в поперечном сечении волнистый профиль, образованный чередующимися в окружном направлении выступами 5 и канавками 6. При этом средняя высота W выступов 5 находится в пределах 0,2 ,8 мм, а средний радиус R округления канавок 6 составляет 0,2 ,8 мм. Упомянутые выступы 5 и канавки 6 имеют, преимущественно, профиль, по форме близкий к треугольному.

Упрючненные участки могут быть образованы посредством размещения на соответствующей поверхности НКТ гильзы 7 (фиг.4), установленной по посадке с натягом, преимущественно, по горяче-прессовой. В этом случае на наружной гюверхности гильзы 7 выполнена упомянутая волнистость с вышеуказанными параметрами, причем целесообразно, чтобы прочностные показатели материала гильзы превышали соответствующие показатели материала трубы. На наружной поверхности НКТ, в зоне контакта последней с гильзой 7, также выполнена волнистость, аналогичная вышеупомянутой.

профиля gpw на уровне Wp среза, т.е., тангенциальной фактической площадки контакта Фт (с захватом) до некоторой начальной величины Фтс, еще ло начала внедрения выступов захвата 8 в поверхность трубы. При этом, для достижения необходимой и достаточной для заданной величины силы наружного трения, потребуется внедрение выступов захвата 8 в поверхность трубы на меньшую глубину Н,, чем при смятии гладкой цилиндрической поверхности.

Выступы 5 добавляют свою высоту Hi к толщине среза и радиапьно расположенной по W,,,ax фактической площадке контакта Фр захвата с трубой. В итоге увеличения скорости прироста обеих компонент Фт и Фр фактической площади контакта Ф захвата 8 с трубой на единицу длины радиального перемещения захвата заданное усилие затяжки (при фиксированном давлении на ключе т.е. в условиях нормативного усилия захвата) достигается при меньшем радиальном перемещении захватов, а следовачельно, нри меньшей глубине М, (фи1 .Зв) следов захвагов на носадочных местах трубы.

Упрочнение посадочных мест НКТ обеспечивается за счет того, что зоны распределения четырех точек фактического контакта Ф посадочного места НКТ с любым захватом 8 (ключа или спайдера) становятся детерминированными только в пределах (зонах) выступаюншх наружу полос с волнистым рельефом. В упомянутых зонах подготовлены условия, снижающие глубину внедрения выступов захватов в тело трубы по двум вышеупомянутым причинам, связанным с ускоренном начальным ростом Ф.

Упрочнению посадочных мест способствует также то, что округленности по радиусу R отвечают геометрии кромок любых захватов 8, а сопротивление срезу канавок существенно выше сопротивления срезу по телу трубы в следствие:

-упрочняющей обработки например, накаткой (как одним из способов получения волнистости);

ы

легированием твердыми сплавами;

- более высокой группы прочности металла гильзы, если таковая применяется.

Сказанное поясняется представленными ниже примерами реализации полезной модели.

На 4-х трубах НКТ В 73 х 5,5 ГОСТ 633-80, в состоянии заводской поставки от Никопольского трубного завода, были выполнены операции модифицирования по ТУ 1327-001-18908125, в том числе, упрочнение посадочных мест. В поверхностном слое нанесены методом накатки кольцевые полосы шириной 5 мм, где высота выступов составила 0,4 мм ,6 мм, а средний радиус округления канавок находился в пределах

0,4 ,6 мм. Промышленные испытания показали, что трубы сохраняют в течение

80-ти СПО нормативные показатели пригодности к дальнейшей эксплуатации, в том числе, в Актах испытания отмечено, что «ключи и клинья спайдера не оставляют недопустимо-глубоких следов на теле трубы.

В соответствии со сведениями РД 39.136-95 «Инструкции по эксплуатации насосно-компрессорных труб, Самара, 1995 г., ресурс службы НКТ по СПО, в т.ч. по отсутствию значительных повреждений тела трубы ключами, составляет 6...8 СПО, следовательно, у заявляемых труб ресурс увеличен более, чем на порядок.

На одной трубе НКТ 73 гл. х 5,5 ГОСТ 633-80, ТУ 1327-001-18908125, в состоянии внутризаводских технологических переходов, на посадочные места длиной 150 мм, расположенные на 0,4 м от концов трубы, были установлены по горячепрессовой посадке две гильзы Ф89/Ф73, выполненные расточкой из забракованных после эксплуатации муфт 73-К ГОСТ 633-80. На поверхности гильз через интервалы 20 мм накаткой нанесены кольцевые полосы с высотой выступа 0,2 ,8 мм, средний радиус округления канавок 0,2 ,8 мм. Пробные СПО с указанной трубой показали удобсгво данной консгрукции трубы как для работы элеватора кpoнбJЮкa

и комплектов клиньев слайдера (на Ф89). При стократном повторном приложении ключом ГКШ 45-09 момента 3000 Nm на гильзах не обнаружено недопустимо i лубоких следов захватов 8.

Таким образом, полезная модель повышает долговечность НКТ, значительно увеличивая число возможных спуско-подъемных операций.

Claims (5)

1. Насосно-компрессорная труба, содержащая граничащие с резьбовыми участками на ее концах упрочненные участки, включающие посадочные места, предназначенные для установки трубы в механизме монтажа-демонтажа труб при эксплуатации, отличающаяся тем, что посадочные места имеют длину 120-200 мм, расположены на 0,3-0,5 м от концов трубы, при этом в их поверхностном слое выполнены замкнутые в окружном направлении вокруг оси трубы полосы с волнистым рельефом, образованным чередующимися выпуклостями и канавками, причем ширина полос составляет не менее 0,5 мм, средняя высота выступов волнистости 0,2<W<0,8 мм, средний радиус округления канавок 0,2<R<0,8 мм, а расстояние вдоль оси трубы между полосами не превышает 20 мм.

2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что посадочные места выполнены с наружным диаметром, превышающим диаметр трубы не менее чем на 2,5 мм.

3. Труба по п.1, отличающаяся тем, что на ее посадочные места установлена по горячепрессовой посадке, по меньшей мере одна гильза из металла с той же или с более высокой прочностью, чем у металла трубы, при этом толщина стенок гильзы составляет не менее 2,5 мм, а полосы с волнистым рельефом выполнены как на посадочных местах трубы, так и на наружной поверхности гильз.

4. Труба по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что полосы с волнистым рельефом образованы металлизационным нанесением материала с большим, чем у трубы сопротивлением сдвигу и контактной твердостью.

5. Труба по п.1 или 2, отличающаяся тем, что посадочные места содержат поверхностный слой металла, цементированный, азотированный или подвергнутый поверхностной закалке на глубину не менее 0,1 мм после формирования полос с волнистым рельефом.