СПОСОБ РЕМОНТА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОЙ ТРУБЫ
TUBING STRING MAINTENANCE METHOD

Известен способ восстановления насосно-компрессорных труб, включающий отвинчивание муфты, навинчивание ее изношенной частью на изношенной резьбовой конец трубы, создание неразъемного соединения муфты с телом трубы. При осуществлении способа восстановления резьбовых соединений труб в результате совместного нагрева конца трубы и сидящей на нем муфты до температуры закалки, при которой проводится релаксация напряжений в соединение, значительно облегчается отвинчивание муфты. Прочность соединения повышается и за счет того, что перед навинчиванием муфты изношенной частью на изношенный резьбовой конец трубы их резьбу смазывают эпоксидным клеем, что повышает прочность соединения Патент РФ № 2021090, опублик. 1994.10.15).
Известный способ позволяет отремонтировать только резьбовую часть насосно-компрессорной трубы, тогда как остальная часть трубы требует ремонта.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ ремонта бывших в употреблении насосно-компрессорных труб, включающий радиационный контроль, очистку наружной и внутренней поверхностей труб от отложений и загрязнений, визуальный и приборный контроль качества, нарезание и контроль качества резьбы, испытание гидравлическим давлением, наворачивание муфт и предохранительных деталей, маркировку и упаковку труб в пакеты, отличающийся тем, что во внутреннюю полость трубы, предназначенной для ремонта, вводят тонкостенную электросварную трубу - лейнер с предварительно нанесенным на ее наружную поверхность клеем-герметиком, а затем их подвергают совместному волочению в режиме раздачи путем протягивания оправки через внутреннюю полость лейнера (Патент РФ №2338053, опублик. 2008.11.10 - прототип).
Известный способ не обеспечивает длительной и надежной защиты от асфальтосолепарафинистых отложений в трубах при эксплуатации в скважинных условиях.
В предложенном изобретении решается задача повышения устойчивости к асфальтосолепарафинистым отложениям в скважинных условиях.
Задача решается тем, что в способе ремонта насосно-компрессорной трубы, включающем очистку трубы от отложений и загрязнений, лейнерование, обрезку концов, нарезание резьбы и наворачивание муфты, согласно изобретению при очистке трубы от отложений и загрязнений прогревают ремонтируемую насосно-компрессорную трубу до превращения в хрупкое состояние отложений и загрязнений и их возможности разрушаться при дробеструйной обработке, а внутреннюю поверхность подвергают дробеструйной обработке, лейнерование проводят с применением смазки между внутренней поверхностью лейнера и лейнерующего инструмента, после лейнерования промывают лейнерованную трубу для удаления смазки и сушат, после обрезки концов и нарезания резьбы внутреннюю поверхность трубы подвергают дробеструйной обработке, на внутреннюю поверхность наносят материал полимерного покрытия и прогревают трубу для отверждения материала полимерного покрытия, охлаждают трубу и выполняют наворачивание муфты.
После обрезки концов лейнерованной трубы может быть проведена сварка концов лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы по торцам и зачистка торцов после сварки.
Перед лейнерованием между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой может быть размещен герметизирующий материал, лейнерованная труба может быть прогрета для отверждения герметизирующего материала после промывки лейнерованной трубы и высушивания или прогрета для отверждения герметизирующего материала при прогреве состава покрытия на внутренней поверхности трубы.
Сущность изобретения
Насосно-компрессорные трубы в процессе эксплуатации подвергаются сложному напряженно-деформированному нагружению, усиливающемуся активными коррозионными и эрозионными процессами, под действием которых на наружной и внутренней поверхности труб возникают различные дефекты. В обычных условиях по достижении предельной изношенности трубы списывают. Это приводит к потере огромного количества труб и материальным затратам на закупку новых труб. В предложенном изобретении решается задача ремонта насосно-компрессорных труб, что позволяет вернуть в производство значительный объем труб и предотвратить неоправданные расходы на приобретение новых труб. Задача решается следующим образом.
Ремонтируемую насосно-компрессорную трубу упрочняют введением внутрь лейнера - тонкостенной металлической трубы. Лейнеруют, т.е. увеличивают в диаметре лейнер до прочного контакта с ремонтируемой насосно-компрессорной трубой. Лейнерованные трубы работают как одно целое.
Вначале проводят термообработку в печи ремонтируемых насосно-компрессорных труб. При этом переводят в хрупкое состояние (обжигают, спекают) все отложения на внутренней поверхности труб, т.е. переводят в состояние, при котором все отложения возможно удалить механическим воздействием, например дробеструйной обработкой. Проводят дробеструйную обработку внутренней поверхности ремонтируемых насосно-компрессорных труб до удаления всех отложений.
Проводят подготовку к лейнерованию. Здесь выполняют мероприятия по совмещению и взаимной фиксации лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы. Например, на концах труб выполняют раструбы так, что их поверхности плотно сопрягаются друг с другом. Раструбы могут быть выполнены введением в трубы оправки соответствующей формы, роликами при вращении труб и т.п.
Возможно на этом участке введение герметизирующего материала между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой по всей сопрягаемой поверхности или только по концам трубы с таким расчетом, чтобы после обрезания до заданного размера герметик соответственно был распределен полностью по всей сопрягаемой поверхности или ширина слоя герметика в лейнерованной трубе составляла величину в пределах от 1 до 1000 мм от концов трубы.
Вводят лейнер в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу. Введение лейнера в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу осуществляют по одной из следующих схем:
- вталкиванием лейнера в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу;
- протягиванием лейнера через ремонтируемую насосно-компрессорную трубу, прикладывая усилие к переднему (по ходу протягивания) концу лейнера;
- надвиганием ремонтируемой насосно-компрессорной трубы на лейнер.
Наиболее предпочтительным вариантом совмещения является протягивание лейнера через ремонтируемую насосно-компрессорную трубу.
Выполняют лейнерование. На лейнерующий инструмент в виде оправки, дорна и т.п. и/или внутреннюю поверхность лейнера наносят смазку, облегчающую продвижение лейнерующего инструмента. В качестве смазки могут быть использованы любые смазки, снижающие трение, например смазки типа OKS, Kluber, SHELL и др. Хорошо себя зарекомендовала смазка техническая МТbР № 13 (ТУ 14-5-102-2008). Тянущий стержень с лейнерующим инструментом вводят в лейнер после совмещения его с ремонтируемой насосно-компрессорной трубой. Лейнерующий инструмент вводят в лейнер до плотного сопряжения его с раструбом лейнера. Тянущая тележка волочильного стана захватывает тянущий стержень и ее усилием протягивает тянущий стержень с лейнерующим инструментом через лейнер, увеличивая его в диаметре с таким расчетом, чтобы был полностью выбран межтрубный зазор, а наружный диаметр ремонтируемой насосно-компрессорной трубы увеличился на 0,3-0,5% от первоначального размера. Эта степень деформации достаточна для возникновения в ее стенке максимальных напряжений в зоне упругости металла, предельным значением которой является предел текучести.
Возможен вариант совмещения и совместной деформации ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и лейнера в процессе их совместного волочения без выполнения раструбов на трубах, что возможно осуществить по следующей технологической схеме.
Ремонтируемую насосно-компрессорную трубу устанавливают на приемном столе волочильного стана с фиксацией верхними прижимами, снабженными эластичными накладками с высоким коэффициентом трения к металлу. Предварительно в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу вводят тянущий канат с захватами с обеих сторон. Передний конец лейнера в холодном состоянии заковывают на «кувшинчик». В лейнер вводят оправку, «носик» которой выставляют из «кувшинчика» для захвата тянущим канатом. Захватные устройства тянущего каната соединяют с оправкой (с одной стороны) и с тянущей тележкой волочильного стана (с другой стороны). Перемещением тянущей тележки (как вариант - вращением барабана с приводом) лейнер втягивают в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу так, чтобы носик лейнера вместе с оправкой вышли из ремонтируемой насосно-компрессорной трубы. Возвратным движением каната, прикрепленного к хвостовику оправки, она извлекается из лейнера. Вместо нее к тянущему канату подсоединяют лейнерующий инструмент - деформирующую оправку, протягиванием которой обеспечивается совместная деформация лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы.
Скрепление ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и лейнера в процессе лейнерования (совместного волочения) обеспечивается отбортовкой лейнера, который упирается в задний торец ремонтируемой насосно-компрессорной трубы.
После лейнерования трубы погружают в ванну с раствором моющего вещества типа неонол АФ 9-12, ОП - 7, ОП - 10 и т.п. и отмывают от смазки, применяемой при лейнеровании. После промывки трубы высушивают, например, продувкой воздухом.
При наличии герметизирующего материала между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой лейнерованную трубу после промывки и высушивания прогревают для отверждения герметизирующего материала, обрезают концы трубы, нарезают резьбу на наружную поверхность, дробеструят внутреннюю поверхность, наносят материал покрытия на внутреннюю поверхность трубы, прогревают для отверждения внутреннего покрытия, охлаждают, наворачивают муфту и отправляют на склад готовой продукции. Прогрев для отверждения герметизирующего материала может быть выполнен при прогреве для отверждения внутреннего покрытия.
При отсутствии герметизирующего материала между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой обрезают концы трубы до заданного размера. После этого для повышения герметичности и прочности лейнерованной насосно-компрессорной трубы (без герметизирующего материала) после обрезки концов лейнерованной трубы может иметь место сварка, например электросварка, концов лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы по торцам с последующей зачисткой концов трубы после сварки, подторцовкой и нарезкой резьбы на наружную поверхность.
При отсутствии сварки и герметизирующего материала после обрезки концов трубы нарезают резьбу на наружную поверхность, подвергают дробеструйной обработке внутреннюю поверхность лейнерованной насосно-компрессорной трубы для придания шероховатости внутренней поверхности лейнера, способствующей повышенной адгезии будущего внутреннего полимерного покрытия лейнера, наносят состав покрытия на внутреннюю поверхность лейнерованной трубы и прогревают покрытие. В зависимости от технологии нанесения и отверждения состава покрытия трубу перед нанесением состава покрытия возможно нагревать, вращать, заземлять, снабжать электрическим потенциалом и т.п. Прогретую трубу с отвержденным внутренним покрытием охлаждают на воздухе.
После охлаждения трубы производят наворот муфты по нарезанной резьбе с одного конца. На торцы труб устанавливают предохранительные детали - заглушки - и отправляют на склад готовой продукции.
Между операциями могут иметь место операции по промежуточному складированию, контролю качества, подготовке к производству работ на следующей операции, погрузочно-разгрузочные работы и работы по перемещению труб и приспособлений.
Пример конкретного выполнения
Ремонтируют бывшие в употреблении насосно-компрессорные трубы. Для ремонта выбирают насосно-компрессорные трубы с диаметром 73,5×5,5 мм. Длину труб не лимитируют. Вначале проводят термообработку в печи ремонтируемых насосно-компрессорных труб при температуре 350-400°С с выдержкой при этой температуре не менее 8 часов. При этом переводят в хрупкое состояние все отложения на поверхности труб, т.е. переводятся в состояние, при котором дробеструйная обработка будет способна разрушать все отложения. Проводят дробеструйную обработку внутренней поверхности ремонтируемых насосно-компрессорных труб до удаления всех отложений.
Проводят подготовку к лейнерованию. Лейнерование производят тонкостенной электросварной трубой с размерами до деформации 57х1,5 мм. На концах лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы выполняют раструбы, поверхности которых плотно сопрягаются друг с другом. Раструбы выполнены введением в трубы оправки соответствующей формы.
На лейнер наносят герметизирующий материал Полипласт-НКТ горячего отверждения на основе эпоксидной смолы и при совмещении лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы заполняют герметизирующим материалом пространство между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой.
Вталкивают лейнер в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу.
Выполняют лейнерование. На оправку (дорн) и внутреннюю поверхность лейнера наносят смазку техническую МТbР №13 (ТУ 14-5-102-2008), облегчающую продвижение дорна. Тянущий стержень с оправкой (дорном) вводят в лейнер после совмещения его с ремонтируемой насосно-компрессорной трубой. Тянущая тележка волочильного стана захватывает тянущий стержень и ее усилием протягивает тянущий стержень с оправкой через лейнер, увеличивая его в диаметре с таким расчетом, чтобы был полностью выбран межтрубный зазор, а наружный диаметр ремонтируемой насосно-компрессорной трубы увеличился на 0,4% от первоначального размера.
После лейнерования трубы погружают в ванну с раствором моющего вещества - неонола АФ 9-12 - и отмывают от смазки, применяемой при лейнеровании. После промывки трубы высушивают продувкой воздухом.
Прогревают трубу для отверждения герметизирующего материала при температуре 180°С в течение 1 часа. Охлаждают трубы на воздухе.
Обрезают концы трубы до длины трубы 7 м. На наружной поверхности на концах трубы нарезают резьбу.
Затем подвергают дробеструйной обработке внутреннюю поверхность лейнерованной насосно-компрессорной трубы. Нагревают трубу, наносят в порошкообразном виде состав покрытия ПЭП-585 на основе эпоксидноноволачного блок-сополимера на внутреннюю поверхность лейнерованной трубы и прогревают для отверждения состава покрытия при температуре 180°С в течение 1 часа. Трубу охлаждают на воздухе.
После охлаждения трубы производят наворот муфты по нарезанной резьбе. На торцы труб устанавливают заглушки и отправляют на склад готовой продукции.
В результате удается решить задачу ремонта насосно-компрессорных труб и повысить устойчивость к асфальтосолепарафинистым отложениям в скважинных условиях.
Применение предложенного устройства позволит ремонтировать бывшие в употреблении насосно-компрессорные трубы, продлить срок их службы и повысить устойчивость к асфальтосмолопарафиновым отложениям в скважинных условиях.