СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЫ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НУЖД НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
MANUFACTURING METHOD OF PIPES FOR PROCESS NEEDS OF OIL WELLS

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами (НКТ-В) и бурильных труб из легированных конструкционных сталей.
Известен способ изготовления насосно-компрессорных труб, включающий нагрев концов трубы, высадку в гидравлическом прессе, извлечение трубы из пресса и охлаждение концов (RU 2414983 C2, B21J 13/02, 27.03.2011).
Наиболее близким аналогом является способ изготовления насосно-компрессорной трубы (НКТ-В), включающий нагрев концов мерных труб, фиксацию трубы одновременно в двух местах, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), нагрев под отпуск до температуры 300-360°C путем пропускания электрического тока по всему объему трубы с выдержкой 1-3 мин (RU 2418078 C1, C21D 9/08, 10.05.2011).
При эксплуатации трубы износ происходит по телу трубы при спусковых и подъемных операциях в местах захвата трубы челестедержателями ключа подвесного трубного (КПТ), в результате чего в местах захвата трубы остаются вмятины, риски (царапины) и, как следствие, уменьшается наружный диаметр.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение прочностных свойств трубы в местах нарезки трубы на высаженных концах и увеличение срока ее эксплуатации за счет уменьшения износа трубы при спусковых и подъемных операциях.
Для достижения технического результата способ изготовления насосно-компрессорной трубы с высаженными наружу концами (НКТ-В) включает нагрев концов мерных труб, фиксацию трубы одновременно в двух местах, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине, охлаждение с температуры ковки на воздухе до комнатной температуры, нагрев под отпуск до температуры 320-360°C путем пропускания электрического тока по всему объему трубы с выдержкой 1-3 мин, причем одновременно с высадкой концов труб формируют четыре лыски под ключ длиной 30-40 мм от конца трубы на расстоянии 30-35 мм за один переход с помощью штампа заданной конструкции, а перед отпуском проводят нормализацию высаженных концов трубы и переходной зоны длиной до 600 мм при температуре 810-860°C.
Усилие прижима и площадь соприкосновения специального ключа в местах лысок с телом трубы меньше, нет поверхностных дефектов, отсутствуют риски (царапины), следовательно, уменьшается износ трубы.
Трубы НКТ-В могут использоваться для технологических процессов, обеспечивающих подъем или закачку жидкости от забойной зоны скважины к устью скважины по колонне труб (туда и обратно). Также можно реализовать закачку от устья скважины к забойной зоне различных реагентов, улучшающих свойства откачиваемой жидкости, которые необходимы для повышения нефтеотдачи.
Пример реализации способа.
Обработке подвергают насосно-компрессорную трубу (ГОСТ 633-80) группы прочности «Д», «Е» диаметром 73 мм, внутренним диаметром 62 мм, толщиной стенки 5,5 мм, длиной 9,2 мм из стали 40Х (37Г2Ф), исходной структурой, имеющей размер зерна 9-10 баллов. Предварительно концы труб длиной ≈140-150 мм нагревают в щелевой газовой печи до температуры ковки 1200°C, затем трубу фиксируют одновременно в матрице заданной конструкции и на определенном расстоянии от нагретого конца гидравлическим зажимом, затем производят высадку за один проход пуансона со степенью деформации около 57%, где формируют высаженный конец длиной 120-140 мм с наружным диаметром 78,6 мм, внутренним диаметром в плоскости торца трубы 62 мм, толщиной стенки 8,3 мм и четыре лыски под ключ длиной 30-40 мм от конца трубы на расстоянии 30-35 мм. Трубу с высаженными концами и лысками после ковки охлаждают на воздухе до комнатной температуры (20°C). Высаженные концы труб и переходную зону длиной 600 мм нагревают до 810-860°C и проводят нормализацию при этой температуре. После нормализации осуществляют электроконтактный нагрев трубы до температуры отпуска 350°C со скоростью нагрева 130°C/с и выдерживают при этой температуре 1 мин, после чего трубу охлаждают до комнатной температуры.
Трубы подвергают контролю по геометрическим характеристикам и по дефектам поверхности, при этом кривизна труб за переходным участком высадки на расстоянии 120-150 мм составляет менее 1 мм на метр длины.
Механические свойства представлены в таблице (соответствуют требованиям ГОСТ 633-80).
Наименование показателя
Нормы механических свойств для стали группы прочности
Д
Е
Временное сопротивление σ<sub>в</sub>, не менее МПа (кгс/мм<sup>2</sup>)
638(65)
689(70,3)
Предел текучести σ<sub>т</sub>:
373(38)
552(56,2)
- не менее МПа (кгс/мм<sup>2</sup>)
738(77,3)
- не более МПа (кгс/мм<sup>2</sup>)
Относительное удлинение σ, % не менее
16,0
13,0