Практическое занятие №1/1

Тема №1: Резьбовое соединение насосно-компрессорных труб.

 

 

I. НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ

СОРТАМЕНТ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Насосно-компрессорные трубы предназначаются для эксплуа­тации нефтяных и газовых скважин. После спуска эксплуатационной обсадной колонны и выполнения других работ по подготовке скважины к эксплуатации спуска­ют колонну насосно-компрессорных труб.

Колонну насосно-компрессорных труб подвешивают в армату­ре устья скважины.

 

Насосно-компрессорные трубы изготовляются по ГОСТ 633—80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним».

ГОСТ 633—80 предусматривает изготовление насосно-компрес­сорных труб исполнения А и Б (А — повышенной точности) четы­рех конструкций:

· гладкие и муфты к ним;

· с высаженными наружу концами и муфты к ним (тип В);

· гладкие высокогерметичные и муфты к ним (тип НКМ);

· безмуфтовые высокогерметичные с высаженными на­ружу концами (тип НКБ).

 

Рис. 22. Гладкие насосно-компрессорные трубы и муфты к ним:

а — труба; б — муфта

 

Рис. 23. Насосно-компрессорные трубы с высаженными наружу концами и муфты к ним — В: а и б — то же, что на рис. 22.

Рис. 24 Гладкие высокогерметичные насосно-компрессорные трубы и муфты к ним — НКМ:

а и б — то же, что на рис. 22.

Рис. 25. Безмуфтовые высокогерметичные насосно-компрессор­ные трубы — НКБ

 

Трубы всех типов исполнения А должны изготовляться длиной 10 м с предельным отклонением ±5% (±500 мм).

Трубы всех ти­пов исполнения Б должны изготовляться двух групп длин:

1-я группа — от 5,5 до 8,5 м;

2-я от 8,5 до 10,0 м.

По согласованию с потребителем допускается изготовление труб исполнения А в диа­пазоне длин исполнения Б. Длина трубы определяется расстояни­ем между ее торцами, а при наличии муфты — от свободного торца муфты до конца сбега резьбы противоположного конца трубы.

Допускаемые отклонения по размерам и массе:

По наружному диаметру труб, мм: исполнение А:

≤102..................... ±0,8

114..................... ±0,9

исполнение Б:

27-48....…....…............ +0,8 - 0,2

60—89............………. +1,0 – 0,5

102—114......………………+1,2 - 0,5

Допускается увеличение диаметра до 1,0 мм за высаженным концом труб с муфтами—В на длине 100 мм и НКБ — 150 мм.

Концы труб (гладких и НКМ) должны выполняться так, чтобы обеспечивать минимальную длину резьбы с полным профилем без черновин и минимальную толщину стенки в плоскости торца трубы.

По толщине стенки, %.............. —12,5

плюсовые отклонения ограничиваются массой трубы

По наружному диаметру муфт, %.............. ±1,0

По длине муфт, мм................. ±2

По массе, %

для отдельной трубы (исполнение А)........... +6 – 3,5

для партии труб (массой не менее 20 т) (исполнение А)....-1,75 - +8,0

для отдельной трубы (исполнение Б)............ –6,0.

Примечание. Для труб исполнения А массой менее 20 т пре­дельные отклонения для партии труб не регламентируются.

На концевых участках, равных одной трети длины трубы, не допускается изогнутость более 1 мм на 1 м длины. Не допускается общая изогнутость труб, превышающая предельно допустимую при контроле оправкой.

Трубы должны выдерживать испытание на сплющивание. Резьбы и уплотнительные конические расточки муфт должны быть оцинкованы или фосфатированы.

Каждая труба — гладкая, гладкая высокогерметичная и с вы­саженными наружу концами — должна быть снабжена муфтой, закрепленной на муфтонаверточном станке на одном из ее концов.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается поставка муфт без труб.

При свинчивании труб с муфтами необходимо применять смаз­ку или другие уплотнители, обеспечивающие герметичность соеди­нения и предохраняющие его от задиров и коррозии.

С целью предохранения от коррозии при транспортировании на­ружная поверхность каждой трубы и каждой муфты должна быть окрашена.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается из­готовление труб и муфт без окраски или с покрытием нейтральной смазкой.

По требованию потребителя трубы исполнения А должны из­готовляться с защитными покрытиями внутренней поверхности, предотвращающими отклонения парафина и коррозию. Покрытия выполняются в соответствии с технической документацией, утверж­денной в установленном порядке.

Трубы с навинченными муфтами, а также трубы безмуфтовые с высаженными наружу концами должны выдерживать испытание внутренним гидравлическим давлением.

Основные параметры и размеры резьбовых соединений гладких труб и с высаженными концами и муфт к ним.

 

Рис. 26. Профиль резьбы гладких насосно-компрессорных труб и муфт к ним; труб и муфт типа В:

1 — линия, параллельная оси резьбы; 2 — линия среднего диаметра резь­бы; 3 — ось резьбы; I — муфта; II — труба * — размеры для справок

Рис. 27. Резьбовые соединения гладких насосно-компрессорных труб и муфт к ним; труб и муфт типа В:

а — соединение, свинченное вручную; б — соединение, свинченное на станке;

/ — конец сбега резьбы; 2 — нитки со срезанными вершинами; 3 — основная плоскость; 4 —линия среднего диаметра резьбы; / — муфта; // — труба

При свинчивании вручную оцинкованных или фосфатированных муфт с труба­ми натяг должен быть равен величине А, отклонение ± Р₁. Такое же отклонение после свинчивания труб и муфт на станке.

 

 

Рис. 28. Профиль резьбы насосно-компрессорных труб и муфт к ним — НКМ (диаметром 60—102 мм) и безмуфтовых НКБ:

/ — ось резьбы трубы НКМ и ниппельного конца трубы НКБ; 2 — линия, параллельная оси резьбы трубы НКМ и ниппельного конца трубы НКБ; 3 — ось резьбы муфты НКМ и ра­струбного конца трубы НКБ; 4 — линия, параллельная оси резьбы муфты НКМ и раструб­ного конца трубы НКБ; / — труба НКБ и ниппельный конец трубы НКБ; // — муфта НКМ и раструбный конец трубы НКБ * — размеры для справок

Отклонения конусности на всей длине уплотнительного кони­ческого пояска труб и уплотнительной конической расточки муфт допускаются ±0,03 и ±0,06 мм соответственно.

Торцы трубы и внутренние упорные уступы муфты должны быть перпендикулярны. Отклонение от перпендикулярности 0,06 мм. Отклонение от плоскостности на ширине упорных поверхностей 0,06 мм. Допускаемое отклонение от соосности резьб и уплотни-тельных поверхностей 0,04 мм.

 

Рис. 29. Профиль резьбы труб НК.М-114:

/-ось резьбы муфты; г-линия, параллельная оси резьбы муфты; 3 - ось резьбы трубы; 4 — линия, параллельная оси резьбы трубы; / — муфта; // — труба * — размеры для справок

Отклонения конусности на всей длине уплотнительной кониче­ской расточки раструбного конца трубы и уплотнительного кони­ческого пояска ниппельного конца трубы соответственно +0,06 и ±0,03 мм.

Упорные поверхности А, Б, В и Г (рис. 31) должны быть пер­пендикулярны к оси резьбы. Отклонение 0,06 мм. Отклонения от плоскостности на ширине упорных поверхностей труб 0,06 мм. Несоосность резьбы и ушютнительных конических поверхно­стей 0,04 мм.

Поверхность гладкой части резьбового конуса ниппельного конца трубы, расположенная за сбегом резьбы, должна являться продолжением поверхности, образованной вершинами профиля резьбы. Разностенность в плоскости торцов Б и В допускается не более 1 мм.

На наружной поверхности цилиндрической части высаженных наружу ниппельного и раструбного концов диаметром DB не допускаются черновины протяженностью более 1/4 окружности. Нали­чие черновик не должно выводить диаметр Ds за его предельные отклонения.

 

Рис. 30. Резьбовое соединение труб НКМ:

/ — конец сбега резьбы; 2 — нитки со срезанными вершинами; 3 — основная плоскость; 4 —длина резьбы с полным профилем; 5 — сбег резьбы; 6 — расчетная плоскость.

Допускается замена.фаски 35°±5° у торца муфты радиусом скругления, не превышающим ширину фаски. Оси резьб обоих концов муфты должны совпадать. Предельные отклонения от соосности — 0,75 мм в плоскости торца и 3 мм на длине 1 м. Допускается увеличение предельного отклонения от со­осности в плоскости торца до 1 мм при одновременном уменьшении предельного отклонения на длине 1 м до 2 мм.

Поверхности резьбы, уплотнительных конических поверхностей, упорных торцов и уступов труб и муфт и конической выточки труб НКБ должны быть гладкими, без заусенцев, рванин и других дефектов, нарушающих их непрерывность и прочность, а также гер­метичность соединения.

Шероховатость поверхности резьбы Rz по ГОСТ 2789—73 не должна быть более 20 мкм. По согласованию изготовителя с по­требителем для гладких труб и с высаженными наружу концами и муфт к ним исполнения Б допускается шероховатость поверхно­сти резьбы Rz по ГОСТ 2789—73 не более 40 мкм.

Нитки с черновиками по вершинам резьбы не допускаются на расстоянии менее (I—a) мм от торца трубы.

Величина а равна:

а, мм.............. 7,5 8,5 10

Шаг резьбы, мм.......... 2,54 4,232 3,175 и 5,08

Испытанию внутренним гидравлическим давлением должна быть подвергнута каждая труба с навинченной и закрепленной на ней муфтой, а также каждая труба НКБ. Испытание труб НКБ допу­скается проводить до нарезания резьбы после термической обра­ботки. Продолжительность испытания труб 10 с.

Проверке неразрушающим методом на наличие продольных де­фектов должна быть подвергнута каждая труба.

По согласованию изготовителя с потребителем для труб испол­нения Б групп прочности Д и К и исполнения А группы прочности Д допускается поставка труб без неразрушающего контроля.

Наружная и внутренняя поверхности труб и муфт осматрива­ются визуально.

Глубина залегания дефектов должна проверяться надпиловкой или другим способом в одном—трех местах.

Проверка геометрических размеров и параметров труб и муфт должна осуществляться с помощью универсальных измерительных средств или специальных приборов, обеспечивающих необходимую точность измерения, в соответствии с технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

Внутренний диаметр трубы и общая изогнутость трубы должны проверяться по всей длине трубы цилиндрической оправкой длиной 1250 мм и наружным диаметром.

Внутренний диаметр в конце высаженной части труб НКБ дол­жен проверяться шаблоном.

Изогнутость на концевых участках трубы определяется как частное от деления стрелы прогиба в миллиметрах на расстояние от места измерения до ближайшего конца трубы в метрах.

Рис. 31. Резьбовое соединение труб НКБ:

/ — основная плоскость; 2 — сбег резьбы; 3 — расчетная плоскость * — размеры для справок

При измерениях изгнутости труб с высаженными наружу кон­цами длина высаженной части в расчет не принимается.

Резьба, упорные торцы и уступы и уплотнительные конические поверхности труб и муфт должны быть защищены от повреждений специальными металлическими предохранительными кольцами и ниппелями.

Кольца должны закрывать соединения труб и ниппельных кон­цов труб НКБ на длине не менее L минус 3 нитки. Ниппели долж­ны закрывать соединение муфт и раструбных концов труб НКБ на длине не менее 2/3 L. Все кольца и ниппеля должны выступать за края торцов труб и муфт не менее чем на 10 мм. Конструкция колец и ниппелей должна обеспечивать возможность отвинчивания их. При навинчивании колец и ниппелей резьба, упорные торцы, уступы и уплотнительные конические поверхности должны быть покрыты антикоррозионной смазкой.

Трубы трнаспортируются в пакетах. При отгрузке в одном ва­гоне должны быть трубы только одной партии. Допускается отгрузка в одном вагоне труб разных партий при условии их разделения, если партия труб или ее остаток не соответствуют грузоподъем­ности вагона. При увязке труб в пакеты муфты на трубах и ра­струбные концы труб НКБ должны быть сориентированы в одну сторону.

Партия должна состоять из труб одного условного диаметра, одной толщины стенки и группы прочности, одного типа и одного исполнения и сопровождаться единым документом, удостоверяю­щим соответствие их качества требованиям стандарта, содержащим: наименование предприятия-изготовителя; условный диаметр труб и толщину стенки, мм, длину труб, м; группу длин (для труб испол­нения Б), массу труб, кг; тип труб; вид исполнения (для труб ис­полнения А); группу прочности, номер плавки, массовую долю серы и фосфора для всех входящих в партию плавок; номера труб результаты испытаний; обозначение стандарта.