ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕМОНТА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ
PROCESS SYSTEM FOR TUBING STRING REPAIR

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при изготовлении и восстановлении насосно-компрессорных труб.
Известно устройство для ремонта труб, содержащее сжимаемое покрытие, которое переводится из свернутого положения в развернутое положение в трубе, механизм прижима и фиксации сжимаемого покрытия, средство для расширения сжимаемого покрытия совместно с механизмом прижима и фиксации, отличающееся тем, что сжимаемое покрытие выполнено в виде чулка, механизм прижима и фиксации выполнен в виде двух рукавов, прижимающих и фиксирующих края чулка в трубе (Номер публикации 2004107423, дата публикации 2005.09.27).
Известное устройство не позволяет создать лейнерованные насосно-компрессорные трубы.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является устройство для ремонта труб, содержащее прижимной элемент, механизм поджатия прижимного элемента к трубопроводу, уплотняющую прокладку. Прижимной элемент и силовой механизм поджатия выполнены в виде цилиндрической обечайки с диаметром, большим диаметра трубопровода, снабженной снаружи теплоизолирующим слоем, вводным патрубком, а с внутренней стороны и боковых продольных торцов - уплотнительной прокладкой (Номер публикации 92003465, дата публикации 1995.03.20 - прототип).
Устройство позволяет ремонтировать трубы снаружи и не позволяет лейнеровать насосно-компрессорные трубы.
В предложенном изобретении решается задача ремонта бывших в употреблении насосно-компрессорных труб.
Задача решается устройством для ремонта насосно-компрессорной трубы, включающим участок прогрева, участок дробеструйной обработки внутренней поверхности ремонтируемой насосно-компрессорной трубы, участок подготовки к лейнерованию, участок совмещения ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и лейнера, участок лейнерования с применением смазки, участок промывки от смазки и высушивания, участок обрезки концов лейнерованной трубы и нарезки резьбы, участок дробеструйной обработки внутренней поверхности трубы, участок нанесения материала для внутреннего покрытия трубы, участок прогрева для отверждения материала внутреннего покрытия, участок наворота муфты, склад готовой продукции.
Внутри участка обрезки концов лейнерованной трубы и нарезки резьбы может быть размещен участок сварки концов лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы по торцам и зачистки торцов после сварки.
Устройство может дополнительно содержать участок прогрева лейнерованной трубы с герметизирующим материалом, размещенный после участка отмывки от смазки и высушивания, или данный участок прогрева может быть совмещен с участком прогрева материала покрытия на внутренней поверхности лейнерованной трубы.
Устройство между участками может быть снабжено промежуточными складами, участками контроля качества, участками подготовки к производству работ на следующем участке и погрузочно-разгрузочными механизмами и механизмами перемещения.
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. Изнутри лейнерованную трубу покрывают полимерным покрытием.
На чертеже представлена схема устройства для ремонта насосно-компрессорных труб.
Устройство для ремонта насосно-компрессорной трубы включает участок прогрева 1, участок дробеструйной обработки внутренней поверхности ремонтируемой насосно-компрессорной трубы 2, участок подготовки к лейнерованию 3, участок совмещения ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и лейнера 4, участок лейнерования с применением смазки 5, участок промывки от смазки и высушивания 6, участок обрезки концов лейнерованной трубы и нарезки резьбы 7, участок дробеструйной обработки внутренней поверхности трубы 8, участок нанесения материала покрытия на внутреннюю поверхность трубы 9, участок прогрева материала покрытия на внутренней поверхности трубы 10, участок наворота муфты 11, склад готовой продукции 12.
Внутри участка обрезки концов лейнерованной трубы и нарезки резьбы 7 может быть размещен участок сварки концов лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы по торцам и зачистки торцов после сварки 13 (показан пунктиром как возможный).
Устройство может дополнительно содержать участок прогрева лейнерованной трубы 14 с герметиком (показан пунктиром как возможный) после участка промывки от смазки и высушивания 6, или участок прогрева 14 может быть совмещен с участком прогрева материала покрытия на внутренней поверхности трубы 10.
Устройство между участками может быть снабжено промежуточными складами, участками контроля качества, участками подготовки к производству работ на следующем участке и погрузочно-разгрузочными механизмами и механизмами перемещения (не показаны).
Устройство для ремонта насосно-компрессорной трубы работает следующим образом.
На участке 1 проводят термообработку в печи ремонтируемых насосно-компрессорных труб, например, при температуре 350-400°C с выдержкой при этой температуре не менее 8 часов. При этом переводятся в хрупкое состояние все отложения на внутренней поверхности труб, т.е. переводятся в состояние, при котором дробеструйная обработка будет способна разрушать все отложения. После термообработки трубы охлаждают на воздухе.
На участке 2 проводят дробеструйную обработку внутренней поверхности ремонтируемых насосно-компрессорных труб до удаления всех отложений.
На участке 3 проводят подготовку к лейнерованию. Здесь выполняют мероприятия по совмещению и взаимной фиксации лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы. Например, на концах лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы выполняются раструбы, поверхности которых должны плотно сопрягаться друг с другом. Раструбы могут быть выполнены либо введением в трубы оправки соответствующей формы, либо роликами при вращении труб.
Возможно на этом участке размещение участка нанесения герметизирующего материала на всю наружную поверхность лейнера или ее часть для последующего заполнения герметизирующим материалом всего промежутка между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой или части промежутка, например, по концам трубы.
На участке 4 совмещения ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и лейнера вводят лейнер в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу.
Введение лейнера в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу возможно осуществить по следующим схемам:
- вталкиванием лейнера в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу. При этом необходимо учитывать ограничения продольной устойчивости лейнера;
- протягиванием лейнера через ремонтируемую насосно-компрессорную трубу, прикладывая усилие к переднему (по ходу протягивания) концу лейнера;
- надвиганием ремонтируемой насосно-компрессорной трубы на лейнер с учетом продольной устойчивости лейнера.
Наиболее предпочтительным вариантом совмещения является протягивание лейнера через ремонтируемую насосно-компрессорную трубу.
На участке 5 выполняют лейнерование. Тянущий стержень с оправкой вводят в лейнер после совмещения его с ремонтируемой насосно-компрессорной трубой. Оправка должна быть введена в лейнер до плотного сопряжения ее с раструбом лейнера. 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 0,3-0,5% от первоначального размера. Эта степень деформации достаточна для возникновения в ее стенке максимальных напряжений в зоне упругости металла, предельным значением которой является предел текучести. Лейнерование выполняют с применением смазки между оправкой и лейнером.
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 выставляется 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, прикрепленным к хвостовику оправки, она извлекается из лейнера. Вместо нее к тянущему канату подсоединяют деформирующую оправку, протягиванием которой обеспечивается совместная деформация лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы.
Скрепление ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и лейнера в процессе совместного волочения обеспечивается отбортовкой лейнера, который упирается в задний торец ремонтируемой насосно-компрессорной трубы.
После лейнерования трубы передают на участок 6, где их погружают в ванну с раствором моющего вещества и выполняют промывку от смазки, применяемой при лейнеровании. После промывки трубы высушивают, например, обдувом воздухом.
Затем трубы передают на участок 7, где на станке с числовым программным управлением выполняют обрезку концов лейнерованной трубы и нарезку наружной резьбы с обоих концов трубы.
Для повышения герметичности и прочности лейнерованной насосно-компрессорной трубы внутри участка обрезки концов лейнерованной трубы и нарезки резьбы 7 может иметь место участок сварки концов лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы 13, где сваривают по торцам лейнер и ремонтируемую насосно-компрессорную трубу и зачищают торцы трубы после сварки. Сварку выполняют после обрезки концов трубы (до нарезки резьбы).
Трубы подают на участок 8, где проводят дробеструйную обработку внутренней поверхности для придания шероховатости внутренней поверхности лейнера, способствующей повышенной адгезии будущего внутреннего полимерного покрытия. На участке 9 проводят нанесение материала покрытия на внутреннюю поверхность лейнерованной трубы. На участке 10 выполняют прогрев труб в печи для отверждения материала внутреннего покрытия. После прогрева трубы охлаждают на воздухе.
После охлаждения трубы подают на участок 11, где производят наворот муфты по нарезанной резьбе. На торцы труб устанавливают заглушки и отправляют на склад готовой продукции 12.
При наличии герметизирующего материала между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой устройство может дополнительно содержать участок прогрева 14 лейнерованной трубы, на котором производят нагрев в печи и отверждение герметизирующего материала. Участок 14 может быть размещен после участка промывки от смазки и высушивания 6. Функции прогрева герметизирующего материала и прогрева внутреннего полимерного покрытия могут быть совмещены на одном участке 10.
Между участками могут иметь место промежуточные склады, участки контроля качества, участки подготовки к производству работ на следующем участке и погрузочно-разгрузочные механизмы и механизмы перемещения.
В результате удается решить задачу ремонта насосно-компрессорных труб.
Применение предложенного устройства позволит ремонтировать бывшие в употреблении насосно-компрессорные трубы и, тем самым, продлить срок их службы.