ПЕРЕВОДНИК

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.
Современное состояние нефтедобывающей промышленности характеризуется существенным ухудшением эксплуатационных условий скважинного оборудования.
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.
Встает вопрос о повышении износостойкости резьбовых соединений, а также стойкости к агрессивным средам, применяемым при добыче нефти.
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.
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).
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.
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 соединительной
Известны переводники для бурильных колонн согласно ГОСТ 7360-82 и переводники для насосно-компрессорных труб по ГОСТ 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.
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.
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).
Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является повышение износостойкости резьбы переводников труб в сложных условиях эксплуатации и бурении.
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.
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.
Карбонитрирование повышает усталостную прочность на 50…80% и резко повышает износостойкость, обеспечивает минимальные величины деформации.
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.
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.
Толщина рабочего покрытия зависит от требуемого ресурса по коррозионной стойкости и износостойкости.
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.