CОЕДИНЕНИЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОЙ ТРУБЫ И МУФТЫ С ВОССТАНОВЛЕННЫМИ РЕЗЬБОВЫМИ КОНЦАМИ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонту и восстановлению работоспособности резьбового соединения труб нефтяного сортамента.
Известна конструкция насосно-компрессорных труб (НКТ) с восстановленными резьбовыми концами (Трубы нефтяного сортамента. Справочное руководство. - М.: Недра, 1976, с.437-441 Нефтяник, 1975, №8, с.20-21), включающая трубу с ниппельной резьбой и с приваренной к другому концу муфтой.
Недостатками соединения являются:
- сложность процесса сварки, так как НКТ изготовлены из сталей, относящихся к сталям с ограниченной или плохой свариваемостью, что значительно увеличивает время и стоимость данной операции, а также требует использования специального сварочного оборудования;
- выжигание углерода и легирующих присадок из металла трубы и муфты в процессе сварки, что приводит к изменению геометрии трубы на концах, а также к значительному снижению их прочности и коррозионностойкости.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Способ восстановления насосно-компрессорных труб с изношенными резьбовыми соединениями» (патент RU №2021090, МПК В23Р 6/00, Е21В 17/00, опубл. 15.10.1994), включающий соединение НКТ и муфты с восстановленными резьбовыми концами, содержащую предварительно термически обработанную трубу с ниппельной резьбой и приклеенной эпоксидным клеем под термическим нагревом по изношенной резьбе к другому концу муфтой.
Недостатками соединения являются:
- нанесение клея на неочищенную и необработанную поверхность приводит к снижению герметичности и прочности неразъемного соединения муфты и трубы;
- нагрев трубы с муфтой и их закаливание в свинченном состоянии приводит к неравномерному их закаливанию, тело трубы и тело муфты (они находятся в непосредственном контакте с охлаждающей субстанцией, например, маслом) закаливается в большей степени, а резьбы - в меньшей, что незначительно повышает износостойкость резьб, а при перегреве есть опасность выжечь углерод и легирующие присадки из металла трубы и муфты, снижая износо- и коррозионную стойкость;
- нагрев трубы с муфтой до температуры закаливания требует использования высококвалифицированных, высокооплачиваемых специалистов и дорогого специального оборудования, позволяющего проводить химический анализ материала трубы и муфты, поддерживать строгий температурный режим и режим охлаждения, необходимый для закаливания толстостенных материалов;
- использование эпоксидного, двухкомпонентного клея при некачественном перемешивании и несоблюдении технологии может привести к большой разнице физических свойств на разных участках склеивания и разнится со свойствами металла трубы и муфты, что значительно ухудшает качество склеивания и может привести к разрушению клеевого слоя и снижению физических свойств НКТ, то есть снижению стойкости к воздействиям как к внешней нагрузке, так и внутритрубному давлению.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание простого и дешевого соединения НКТ и муфты с восстановленными резьбовыми концами, не требующей применения сложного специального оборудования и высококвалифицированных специалистов для восстановления работоспособности резьбового соединения НКТ с сохранением физических свойств НКТ.
Техническая задача решается соединением насосно-компрессорной трубы и муфты с восстановленными резьбовыми концами.
Новым является то, что наружная резьба насосно-компрессорной трубы и/или внутренняя резьба муфты снабжены продольными и/или наклонными насечками, а клеевой состав, наносимый на указанные резьбы, однокомпонентен.
На чертеже изображено резьбовое соединение НКТ и муфты с восстановленными концами в частичном разрезе.
Соединение НКТ и муфты с восстановленными резьбовыми концами содержит трубу 1 с наружной резьбой 2 и с соединенной клеевым составом 3 к другому концу по изношенной внутренней резьбе 2 муфтой 4.
Изношенные резьбы 2 и/или 2' трубы 1 и/или муфты 4 снабжены для улучшения адгезии дополнительными продольными и/или наклонными насечками 5, а клеевой состав 3 однокомпонентен. При этом для ускорения процесса отверждения однокомпонентный клеевой состав 3 может содержать катализатор (на чертеже не показан), наносимый перед склеиванием на другую сопрягаемую поверхность 2' или на клеевой состав 3 без перемешивания.
Соединение осуществляют следующим образом (на примере конкретного выполнения).
От насосно-компрессорной трубы 1 (НКТ 73×7,0 ГОСТ 633-80 с муфтами 4) с изношенными резьбовыми концами (наружной резьбой 2 на трубе 1 и внутренней резьбой 2' на муфте 4) на станке или вручную отвинчивают муфту 4. При этом допускается незначительный нагрев (не более 150°С - до температуры не приводящей к структурным изменениям металла) муфты 4 для облегчения откручивания. После чего изношенные участки резьб 2' и 2 соответственно муфты 4 и трубы 1 механически зачищают (например, при помощи металлической щетки) и обрабатывают слабым (5-10%) водным раствором кислоты (например, серной или соляной), удаляя механические и коррозионные отложения (например, остатки асфальтосмолопарафиновых отложений и очагов коррозии). Затем для улучшения адгезии к клеевому составу 3 наносят острым твердым инструментом дополнительные поверхностные продольные и/или наклонные насечки 5 на резьбы 2 и 2', сопрягаемые впоследствии. Обработанные резьбы 2 и 2' обезжиривают (например, ацетоносодержащим растворителем). Затем на эти резьбы 2 и 2' муфты 4 и трубы 1 наносят клеевой состав 3 (однокомпонентный состав: «Трибопласт-6А», ТУ 2257-003-25669359-98, время схватывания которого на резьбовой паре 10-15 мин) и свинчивают между собой. После свинчивания соединение выдерживают до полного отверждения клеевого состава 3 (полное отверждение 24 ч).
При необходимости быстрого полного отверждения клеевого состава 3 на одну из сопрягаемых резьб 2 или 2' соотвественно трубы 1 или муфты 4 наносят в качестве клеевого состава катализатор («Трибопласт-100» ТУ 2257-003-0486215-04), ускоряющей при свинчивании процесс отверждения (до 3-4 ч) клеевого состава 3 («Трибопласт-6А», ТУ 2257-003-25669359-98), нанесенного на соответствующую другую изношенную резьбу 2' ли 2 муфты или трубы. Также возможно, перед свинчиванием изношенных резьб 2 или 2' поверх клеевого состава 3 («Трибопласт-6А», ТУ 2257-003-25669359-98) наносить катализатор («Трибопласт-100» ТУ 2257-003-0486215-04), убыстряющий при свинчивании процесс полного отвердевания (до 1-1,5 часов) клеевого состава 3.
Использование предлагаемого соединения НКТ и муфты с восстановленными резьбовыми концами позволяет сохранить физические свойства трубы и муфты, так как отсутствует процесс их нагрева до критической температуры, а также снизить материальные затраты благодаря тому, что в процессе восстановления не требуется строгого соблюдения технологии подготовки клеевого состава и не используется сложное специальное оборудование, и не привлекаются высококвалифицированные специалисты.