Технические науки. 7. Трубопрокатное производство

Кононенко М.А., Семенюк С.С., Габльовська Н.Я., Долішня Н.Б.

Івано-Франківський національний технічний університету нафти і газу, Державне підприємство "Український науково-дослідний і навчальний центр стандартизації, сертифікації та якості"

Встановлення пріоритетних факторів, що впливають на якісні показники насосно-компресорних труб та їх різьбових частин

При сучасному швидкому темпі розвитку нафтовидобування збільшуються об'єми спуско-підіймальних операцій, а також, робіт, пов'язаних із вторинними методами дії на пласт, інтенсифікацією видобутку нафти, підземним і капітальним ремонтом свердловин. В таких умовах дуже гостро постає питання забезпечення надійності найбільш "аварійного" вузла свердловинного обладнання – насосно-компресорних труб (НКТ), аварійність яких складає 80% від загального числа аварій свердловинного обладнання. Основними шляхами зниження аварійності є: контроль якості виготовлення трубної продукції на підприємствах на відповідність вимогам нормативно – технічної документації; дотримання правил транспортування, складування і зберігання; відповідність обраної трубної продукції конкретним умовам експлуатації та інше.

Задачу забезпечення експлуатаційної надійності НКТ можна вирішити шляхом вдосконалення методів та засобів контролю найбільш вагомих показників якості безпосередньо після випуску труб з виробництва чи ремонту.

Для отримання комплексної оцінки якості на даний час використовують дві групи методів: експертні і розрахункові.

Вихідною інформацією для експертної оцінки якості труб НКТ може бути тільки виробнича статистика, виходячи з якої спеціально відібрані експерти (при умові їх високої компетентності) даватимуть реальну оцінку надійності трубної продукції й рангувати показники, що визначають її якість [1, 2, 3].

За результатами експертного методу можна зробити висновок, що найбільшу вагу серед видів відмов (відмови різьбового з'єднання; відмови по тілу труби; руйнування по тілу муфти; обриви підвісного патрубка або перехідника; відкладення смол, парафіну і т.ін.; інші відмови) має різьбове з¢єднання, а серед основних причин виникнення відмов різьбових з'єднань НКТ є зношування, корозія та порушення технології експлуатації труб.

Зношування різьбових з¢єднань НКТ характеризується зміною початкових геометричних параметрів різьби, втратою нормального спряження її витків, появою задирів і заїдань на поверхні різьби, що в подальшому призводить до значних змін натягу, втрати герметичності, обриву різьби в з'єднанні.

Наступною задачею досліджень є визначення пріоритетності геометричних параметрів ніпельної та муфтової різьб НКТ застосовуючи розрахункові методи.

Для аналізу якісних показників різьбової частини труб НКТ було обрано гладкі труби умовним діаметром 73 мм, товщиною стінки 5,5 мм (різьба трикутного профіля, група міцності Д, ГОСТ 633-80 [4]) .

Для визначення вагових коефіцієнтів a_j показників якості геометричних параметрів різьби НКТ використано метод граничних і номінальних виміряних значень параметрів:

,

де - дисперсія комплексного показника якості; - дисперсія одиничного показника.

Одержані розрахункові дані дали можливість встановити наступну пріоритетність показників якості різьби ніпельної частини НКТ: крок різьби; висота профіля різьби; кут зовнішньої фаски; товщина стінки; відхилення конусності різьби; зовнішній діаметр труби; глибина внутрішньої фаски; кут нахилу бокових сторін; натяг різьби; довжина різьби. А також, пріоритетність показників якості різьби муфт НКТ: кут різьби; ширина зовнішньої фаски; висота профіля різьби муфти; відхилення конусності різьби; діаметр циліндричної виточки муфти; глибина циліндричної виточки муфти; зовнішній діаметр муфти; довжина муфти; ширина торцевої площини муфти; кут зовнішньої фаски; кут нахилу бокових сторін профіля різьби; кут переходу від циліндричної виточки муфти до різьби; натяг різьби муфти.

На даному етапі досліджень виявлено, що елементом, який є найбільш відповідальним за надійність та зносостійкість колон НКТ є різьбове з'єднання. За допомогою розрахункового методу визначено коефіцієнти вагомості показників якості різьби та встановлено пріоритетні геометричні параметри різьби ніпельної частини та муфт насосно-компресорних труб, що може бути покладено в основу розроблення рекомендацій щодо вдосконалення методів контролю насосно-компресорних труб безпосередньо після виготовлення та ремонту.

Література:

1. Методы квалиметрии в машиностроении. Под.ред. Кершенбаума В.Я., Хвастунова Р.М. – М.: Технонефтегаз, 1999. – 321 с.

2. Поликарпов М.П. Отечественное будет лучшим! К вопросу актуализации ГОСТ 633-80 на насосно-компрессорные трубы // Надёжность и сертификация оборудования для нефти и газа, 2001, №2.

3. Хвастунов Р.М. Экспертные методы квалиметрии. - М.: Наука, 1998. – 218 с.

4. ГОСТ 633-80. Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия.