НАСОСНО-КОМПРЕССОРНАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может найти применение при изготовлении, восстановлении и эксплуатации насосно-компрессорных труб.
Известен лейнер, включающий трубу и оболочку. Изготавливают две детали - трубу и оболочку из материалов с различным пределом упругости. Собирают упомянутые детали путем установки трубы в оболочку с зазором. После сборки пластической деформации подвергают деталь, изготовленную из металла с меньшим пределом упругости. (Патент РФ №2095179, опублик. 1997.11.10).
Известный лейнер не обладает достаточной герметичностью по концам комбинированной трубы на границе соединения трубы и оболочки.
Наиболее близкой к предложенной полезной модели является насосно-компрессорная труба, на концах которой выполнена резьба, и на один из них навернута соединительная муфта, полученная в результате реализации технологий изготовления новой или ремонта бывшей в употреблении трубы. Конструкция трубы выполнена в биметаллическом (двухслойном) варианте - наружного слоя с высокими прочностными характеристиками и внутреннего слоя с высокими антикоррозионными свойствами за счет индивидуального подбора каждому слою металла соответствующего химического состава и режимов термической обработки и скрепленных друг с другом сжимающими внутренними напряжениями и герметизирующим материалом, а уменьшение асфальтосолепарафинистых отложений в трубах достигается приданием шероховатости внутренней поверхности лейнера в пределах Ra=0,5-0,8 (Патент РФ на полезную модель №71755, опублик. 2008.03.20 - прототип).
Известная насосно-компрессорная труба герметична на контакте двух слоев, однако при изготовлении такой биметаллической трубы надежно скрепить два металлических слоя за счет сжимающих внутренних напряжений не представляется возможным.
В предложенной полезной модели решается задача повышения прочности соединения элементов биметаллической трубы за счет более полного контакта металлических поверхностей при лейнеровании при сохранении герметичности на контакте двух слоев.
Задача решается тем, что в насосно-компрессорной трубе, состоящей из внутренней металлической трубы - лейнера, наружной ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и герметизирующего материала, согласно полезной модели, герметизирующий материал размещен на концах ремонтируемой насосно-компрессорной трубы в зазоре между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой.
Насосно-компрессорная труба на внутренней поверхности может иметь полимерное покрытие.
Сущность полезной модели
При ремонте бывших в употреблении насосно-компрессорных труб внутрь изношенной насосно-компрессорной трубы помещают металлическую трубу меньшего диаметра - лейнер. Волочением дорна внутри лейнера расширяют лейнер до контакта и прижима лейнера по наружному диаметру к ремонтируемой насосно-компрессорной трубой по ее внутреннему диаметру. При этом, чем меньше зазор между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой, тем требуется меньше вытяжки лейнера до контакта с ремонтируемой трубой и тем в большей степени удается вдавить лейнер в тело ремонтируемой насосно-компрессорной трубы. Наличие в прототипе герметизирующего материала по всей поверхности контакта лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы полностью исключает контакт двух металлов и препятствует созданию соединения, характерного при лейнеровании. Прочность соединения определяется, в основном, прочностью склеивания лейнера и ремонтируемой трубы герметизирующим материалом. Кроме того, наличие герметизирующего материала по всей поверхности лейнера и ремонтируемой трубы создает дополнительное сопротивление при протягивании лейнера внутри ремонтируемой насосно-компрессорной трубы. При малых зазорах размещение лейнера с герметизирующим материалом внутри ремонтируемой насосно-компрессорной трубы может быть вообще невозможным. Исходя из этого приходится с одной стороны уменьшать наружный диаметр лейнера и с другой стороны подвергать его большим деформациям при лейнеровании. Это вызывает дополнительные внутренние напряжения в лейнерованной насосно-компрессорной трубе. За счет релаксации внутренних напряжений при эксплуатации в соединении появляются нормальные силы, способствующие отслоению герметизирующего материала от насосно-компрессорной трубы и от лейнера. Соединение с течением времени может разупрочняться.
В предложенной полезной модели решается задача повышения прочности соединения элементов лейнерованной трубы за счет более полного контакта металлических поверхностей при лейнеровании при сохранении герметичности на контакте двух слоев.
Задача решается тем, что в насосно-компрессорной трубе, состоящей из внутренней металлической трубы - лейнера, наружной ремонтируемой насосно-компрессорной трубы и герметизирующего материала, согласно полезной модели, герметизирующий материал размещен на концах ремонтируемой насосно-компрессорной трубы в зазоре между лейнером и ремонтируемой насосно-компрессорной трубой.
Насосно-компрессорная труба на внутренней поверхности может иметь полимерное покрытие.
На фиг. представлен разрез лейнерованной насосно-компрессорной трубы, где 1 - ремонтируемая насосно-компрессорная труба, 2 - лейнер, 3 - герметизирующий материал, 4 - резьба, 5 - полимерное покрытие на внутренней поверхности трубы.
При сборке выбирают лейнер с наружным диаметром, максимально приближенным к внутреннему диаметру ремонтируемой насосно-компрессорной трубы. На одном конце внутри ремонтируемой насосно-компрессорной трубы по окружности размещают герметизирующий материал. На одном конце лейнера на наружной поверхности по окружности также размещают герметизирующий материал. Конец лейнера без герметика вставляют в насосно-компрессорную трубу с конца также без герметизирующего материала. Лейнер без герметизирующего материала практически без усилия входит в ремонтируемую насосно-компрессорную трубу. После контакта лейнера со слоем герметизирующего материала на конце ремонтируемой насосно-компрессорной трубы возникает сопротивление продвижению лейнера, которое преодолевают, прикладывая нагрузку к лейнеру. Часть герметизирующего материала может выдавливаться. Ширину нанесения герметизирующего материала определяют исходя из требуемых эксплуатационных свойств комбинированной трубы. Ширина герметизирующего материала может составлять от 1 до 1000 мм.
После сборки лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы лейнер подвергают лейнерованию (дорнированию, расширению) протаскиванием дорна большего диаметра, чем внутренний диаметр лейнера, вдоль всего лейнера. Лейнер увеличивается в диаметре. По основному телу лейнера и ремонтируемой насосно-компрессорной трубы возникает прочный контакт. После этого извлечь лейнер из ремонтируемой насосно-компрессорной трубы не представляется возможным. Лейнерованная насосно-компрессорная труба работает как единое целое.
После этого проводят отверждение герметизирующего материала по соответствующей технологии. Предпочтительно использовать препреги, т.е. однокомпонентные герметики, имеющие большой срок жизнеспособности при нормальных условиях, и достаточно быстро отверждающиеся при повышенной температуре, например, на основе эпоксидной смолы и кислотных (ангидридных) отвердителей и т.п.
На внутренней поверхности лейнерованной насосно-компрессорной трубы может быть нанесено полимерное покрытие 5, например, на основе эпоксидной смолы. Для этого внутреннюю поверхность трубы подвергают дробеструйной обработке, на внутреннюю поверхность наносят материал полимерного покрытия и прогревают трубу для отверждения материала полимерного покрытия, охлаждают трубу. Толщина покрытия может быть от нескольких мкм до миллиметра и даже более. Внутреннее
полимерное покрытие придает поверхности гладкость, на такой поверхности практически не происходит отложений асфальтосмолопарафиновых соединений. Полимерное покрытие защищает трубу от коррозии.
На один из концов трубы может быть навернута муфта.
Испытания предложенной лейнерованной насосно-компрессорной трубы и насосно-компрессорной трубы по прототипу показали большую устойчивость заявленной трубы к изгибным деформациям, характерным в скважинных условиях, без потери герметичности соединения.
Применение предложенной полезной модели позволит повысить прочностные характеристики лейнерованных насосно-компрессорных труб.