ТРУБНОЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ С МУФТОЙ

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности, в частности к нарезным трубам нефтяного сортамента (OCTG), эксплуатируемым на скважинах при добыче нефти и газа, и может быть использована для антикоррозионной защиты, восстановления муфтового резьбового соединения труб и увеличения срока службы.
Известно соединение насосно-компрессорной трубы (далее - НКТ) и муфты с восстановленными резьбовыми концами, в котором наружная резьба трубы и/или внутренняя резьба муфты снабжены продольными и/или наклонными насечками, и на резьбы нанесен клеевой состав (патент РФ №91916, B23P 6/00, опубл. 10.03.2010).
Однако в указанном соединении после восстановления резьбовых концов происходит изменение геометрии профиля резьбы, что сказывается на прочностных характеристиках, кроме того, не обеспечивается повторное свинчивание-развинчивание трубы и муфты, и в процессе эксплуатации происходит снижение герметизации резьбового соединения.
Известна металлическая насосно-компрессорная труба, соединенная с муфтой, имеющей защитное покрытие внутренней поверхности, которое по одному из вариантов выполнено в средней части муфты полосой, ширина которой составляет 23-29 мм от торца трубы, а также по торцам трубы в два слоя эпоксиднофениленовой эмалью АРГОФ-ЭП суммарной толщиной 60-280 мкм (патент РФ №103385, F16L 58/00, опубл. 10.04.2011).
Однако данный аналог не обеспечивает дополнительной герметизации в виду выполнения защитного покрытия тонкослойным.
Известно муфтовое резьбовое соединение труб (патент РФ №2156913, F16L 58/00, F16L 15/04, опубл. 27.09.2000), принятое за прототип, в котором для защиты от коррозии на внутренней поверхности средней части муфты выполнена кольцевая канавка с покрытием из термопластичного материала. При этом покрытие на канавке нанесено не менее чем до уровня внутреннего диаметра резьбы муфты.
К недостаткам указанного соединения относятся повышенное образование асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), не обеспечивается дополнительная герметизация соединения, а также невозможность повторного использования соединения без удаления старого слоя покрытия.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в продлении срока службы резьбового соединения труб OCTG за счет возможности восстановления подвергшихся коррозионному воздействию муфт при сохранении антикоррозионной защиты резьбового соединения, снижении гидравлического сопротивления при прохождении рабочей среды через соединение и выполнении повторных операций свинчивания-развинчивания.
Технический результат состоит в повышении антикоррозионной защиты и герметичности соединения, снижении количества образований АСПО.
Указанный результат достигается за счет того, что в трубном резьбовом соединении с муфтой, состоящем из элемента с наружной резьбой и муфты с внутренней резьбой на концах, выполненной с защитным покрытием средней части внутренней поверхности, согласно полезной модели, покрытие выполнено на участках витков резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты. Кроме того, покрытие выполнено на участках, длиной не более семи витков резьбы с каждой стороны от середины муфты, и может быть выполнено на основе термоотверждаемых эпоксидных, либо эпокси-фенольных, либо новолачных порошковых красок.
В процессе эксплуатации труб OCTG происходит коррозионный износ витков резьбы на участках, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты, ввиду непосредственного взаимодействия с агрессивной рабочей средой. Рабочая среда, попадая между резьбой трубы и муфты, вызывает коррозионный износ резьбового соединения, а также разрушение витков резьбы муфты, прилегающих с обеих сторон к ее средней части и не входящих в резьбовое соединение трубы с муфтой, что приводит соединение в нерабочее состояние, и в процессе ремонта труб происходит повышенная отбраковка муфт.
Выполнение муфт с защитным покрытием средней части внутренней поверхности и участков витков резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты, позволит
- защитить среднюю часть муфты и прилегающие к ней участки резьбы от разрушающего воздействия агрессивной рабочей среды и предотвратить коррозионное разрушение резьбовой части как новых, так и подвергшихся коррозионному износу бывших в эксплуатации муфт;
- обеспечить гарантированное уплотнение и герметичность соединения за счет того, что при сборке резьбового соединения покрытие на витках резьбы муфты заходит под первый виток резьбы трубы, создавая дополнительное уплотнение;
- снизить гидравлическое сопротивление при прохождении рабочей среды через соединение с гладкостным покрытием;
- увеличить срок службы отремонтированных труб, используемых в нефтегазовой промышленности, в частности обсадных, НКТ.
Защитное покрытие выполняют на участках витков резьбы, прилегающих к средней части от середины муфты, на длине не более семи витков резьбы с каждой стороны, что зависит от вида и типоразмера муфты.
Покрытие может быть выполнено, например на основе термоотверждаемых эпоксидных, либо эпокси-фенольных, либо новолачных порошковых красок, что обеспечивает защиту от коррозионного износа, дополнительную герметизацию соединения и снижение количества образований АСПО. Покрытие на основе термоотверждаемых порошковых красок наиболее технологично при применении и имеет относительно невысокую себестоимость.
Полезная модель иллюстрируется рисунком, на котором схематично показано резьбовое соединение трубы с муфтой, выполненной с защитным покрытием в средней части и на участках витков резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты.
Резьбовое соединение содержит трубу 1, муфту 2, выполненную с защитным покрытием 3 в средней части и на участках витков резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты.
Выполнение защитного покрытия на участках витков резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты, обеспечивает антикоррозионную защиту указанного участка муфты и трубного резьбового соединения путем его изоляции от агрессивного воздействия рабочей среды, создает гарантированное уплотнение и герметичность соединения, обусловленное тем, что при сборке резьбового соединения покрытие на витках резьбы муфты заходит под первый виток резьбы труб, создавая дополнительное уплотнение.
Предлагаемое трубное резьбовое соединение с муфтой было использовано на Самотлорском месторождении при проведении опытно-промысловых испытаний труб гладких насосно-компрессорных размером 89×6,5 мм по ГОСТ 633-80, укомплектованных муфтами, выполненными с защитным покрытием в средней части и на участках резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты. Покрытие, в частности на основе термоотверждаемой эпоксидной порошковой краски - тип покрытия Термо 150, толщиной 200÷2000 мкм было выполнено на участках резьбы длиной по семь витков с каждой стороны от середины муфты.
На Самотлорском месторождении были проведены опытно-промысловые испытания труб гладких насосно-компрессорных размером 73×5,5 мм по ГОСТ 633-80, бывших в эксплуатации и укомплектованных муфтами, бывшими в эксплуатации и выполненными с защитным покрытием средней части и на участках резьбы, прилегающих к средней части с обеих сторон от середины муфты. Покрытие, в частности на основе термоотверждаемой эпоксидной порошковой краски - тип покрытия Термо 110, толщиной 200÷2000 мкм было выполнено на участках резьбы длиной по семь витков с каждой стороны от середины муфты.
После проведения испытаний на внутренней поверхности муфт, выполненных с защитным покрытием средней части и на участках витков резьбы, прилегающих к ней с обеих сторон от середины муфты, не были выявлены следы коррозионного разрушения. Причем удовлетворительный результат получен и с применением муфт, бывших в эксплуатации и подвергшихся коррозионному разрушению, у которых покрытие было выполнено на участках разрушенной резьбы. Кроме того, при визуальном осмотре отмечено снижение количества образований АСПО.
Повышение антикоррозионной защиты и герметичности соединения позволит увеличить эксплуатационный ресурс муфт в 1,5÷2 раза, сократить расходы на закупку новых муфт в среднем на 13% за счет использования восстановленных муфт.
Использование предлагаемого трубного резьбового соединения с муфтой обеспечит повышенную герметичность соединения, защиту от внутренней коррозии, снижение гидравлического сопротивления при прохождении рабочей среды через соединение и количества образований АСПО, увеличение срока службы труб.