Насосно-компрессорные трубы НКТ используются для добычи полезных ископаемых с помощью буровых вышек. Также их можно использовать для создания компактных небольших артезианских скважин. Они могут отличаться по длине, толщине стенки, материалу и так далее.
Консервация, хранение и транспортировка этих деталей нужно осуществлять в соответствии со стандартом ГОСТ. Это повысит срок годности изделий, сделав их более прочными, надежными.
Но зачем нужны насосно-компрессорные трубы? Сколько весит стандартная труба НКТ согласно ГОСТ? И как правильно хранить эти детали на складе? В статье эти вопросы будут рассмотрены.
Принцип работы буровых вышек
Чтобы разобраться в назначении НКТ, нужно знать принцип работы буровых вышек. Для добычи воды, газа и нефти, которые расположены глубоко под землей, применяются буровые установки.
Они отличаются друг от друга по множеству параметров — принцип работы, конструкция, эксплуатационные характеристики и другие. Обычно буровая установка состоит из трех элементов — надземная платформа, бурильная колонна и система питания.
Также в состав установки могут входить дополнительные элементы — контролирующий пневмопривод, система охлаждения бура, датчики оповещения и так далее.
Технология бурения
- На подготовительном этапе геологи проводят разведку, намечают предполагаемое место бурения. Потом монтируется буровая платформа, выполняется тестовый запуск установки. Во время теста проверяются следующие параметры — качество сочленения деталей друг с другом, уровень вибрации, уровень нагрузки на электродвигатель.
- Если с платформой все хорошо, выполняется бурение скважины. Для бурения используется бурильная колонна, которая подключена к электрическому двигателю. На конце колонны имеется острый наконечник-долото, который разрушает твердые горные породы.
- Во время работы бурильная колонна вращается вдоль своей оси, что приводит к образованию скважины.
Одновременно с этим выполняется подача отработанного грунта на поверхность. Современные установки оснащаются системой подачи защитных химикатов, которые минимизирует риск повреждения буровой колонны.
- После создания скважины необходимо выполнить ее фиксацию. Для решения этой задачи может использоваться две технологии.
В первом случае в скважину устанавливается дополнительная труба, которая создает зазор между колонной и самой трубой. В этот зазор заливается мягкие смеси, которые быстро затвердевают. На практике этот метод применяется редко. Во втором случае в скважину монтируется обсадной трубопровод, который обладает толстыми стенками и может выдержать любые нагрузки.
- После укрепления скважины в обсадной трубопровод вводятся трубы для откачки полезных ископаемых или воды. В качестве такой трубы могут применяться НКТ. Перед их введением в скважину они скрепляются с помощью скважин-муфт, которые превращают отдельные трубы НКТ в единую компрессионную колонну.
Для добычи полезных ископаемых запускается электрических двигатель, что приводит перекачиванию нефти или газа из скважины на поверхность. На буровой платформе полезные ископаемые упаковываются в емкости (бочки, резервуары, чаны).
Обратите внимание, что труба НКТ может использоваться и по другим сценариям.
Простой пример: трубопровод можно настроить не на всасывание жидкостей, а на их распыление. Эта технология позволяет проводить нагнетание жидкостей, что может пригодиться в некоторых сферах человеческой деятельности. Примеры — ремонт скважин, геологическая разведка, локальное увеличение давления, создание дополнительных притоков к основной скважине.
Требования ГОСТ
Труба НКТ используется для транспортировки жидких, газообразных веществ из скважин на поверхность. В техническом плане они представляют собой обычные бесшовные трубы. Согласно ГОСТ они должны обладать следующими свойствами:
- Высокая прочность. Во время работы добывающей платформы по трубопроводу под давлением будут проходить жидкости и газы. Нужно чтобы трубопроводная установка сохраняла свою прочность и не растрескивалась. Даже небольшие течи или трещин приведут к полной разгерметизации установки, что может привести к выходу из строя всей платформы.
- Устойчивость к растяжению. Большинство современных скважин не являются полностью прямыми. Это вызвано различными причинами: недостатки бурения, изменение формы скважины в связи с движением земли и так далее. Важно, чтобы трубы сохраняли свою форму и не растрескивались при изгибе. В случае низкой устойчивости к растяжению колонна может дать течь, что приведет разрушению системы.
- Плотность, герметичность. Материал, из которого изготовлены трубопровод, должен быть плотным и герметичным. Особенно критичен фактор для концов установки, на которые будет наноситься резьба. Если материал будет пластичным, то резьба выйдет некачественной. Из-за этого нарушится герметичность швов, что может привести к разгерметизация системы.
- Коррозийная устойчивость. По трубопроводу во время работы буровой установки будет проходить большое количество жидкости или пара. Это может привести к образованию ржавчины, что приведет к разрушению трубной колонны. Для изготовления НКТ применяется высокоуглеродистая сталь, которая содержит легирующие добавки на основе хрома. Этот компонент препятствует образованию ржавчины, а также стимулирует образование защитной оксидной пленки на поверхности металла. Благодаря этому установка не растрескивается и не ржавеет во время работы вышки.
Функции, особенности НКТ
Основные функции насосно-компрессионных трубопроводов — извлечение жидкостей и газов из скважин, поддержание пластового давления, капитальный ремонт скважин. В качестве исходного материала обычно используется сталь со средним или высоким содержанием углерода.
Также могут применяться другие материалы — пластик, алюминий, медь + различные сплавы. Подобные трубопроводные системы будут обладать низкой прочностью, поэтому НКТ из этих материалов применяются только в случае небольших скважин (дачные участки, небольшие артезианские скважины).
Для добычи полезных ископаемых трубы прикрепляются друг друга, образуя единую колонну.
Для соединения отдельных элементов друг с другом используются следующие технологии:
- Резьбовое соединение. Данная технология применима только в том случае, если на концах труб имеется резьба (наносится на заводе). Для соединения двух отдельных деталей применяется муфта НКТ, которая имеет внутреннюю резьбу. Для соединения концы трубопроводов зачищаются с помощью полировочных инструментов. Потом на одну трубу навинчивается муфта НКТ (на половину резьбы). После этого вторая труба НКТ также закручивается в муфту. При необходимости проводится дополнительная регулировка деталей, чтобы обеспечить герметичность соединения.
- Сварка или пайка. Эта технология применяется в том случае, если концы труб не имеют резьбы (либо ее качество низкое). Для соединения детали располагают близко друг к другу — потом с помощью сварочного аппарата они соединяются. Может применяться любой метод сварки — автомат, полуавтомат, электродуговой метод и другие. Основная сложность сварки заключается в том, что трубопроводные детали обычно сделаны из стали. Поэтому концы придется нагревать до высоких температур, что усложняет техническую процедуру. На практике сварочная технология используется редко в связи с ее сложностью.
Вес труб НКТ
Вес трубы НКТ зависит от трех параметров — общий диаметр, толщина стенок и типовая длина. Популярны компрессионные НКТ73-5,5 и НКТ89-7 — числа означают диаметр сечения, толщину стенки. Длинные толстостенные трубы обладают большим весом, тогда как короткие тонкие детали будут иметь небольшую массу.
| Диаметр сечения (мм) | Толщина стенки (мм) | Типовая длина (м) | Примерный вес (кг) |
| 73 | 5,5 | 2 | 19 |
| 73 | 5,5 | 3 | 28,5 |
| 73 | 5,5 | 4 | 38 |
| 89 | 7 | 2 | 29,5 |
| 89 | 7 | 3 | 44 |
| 89 | 7 | 4 | 58,5 |
Особенности эксплуатации и хранения
Рассмотрим некоторые особенности эксплуатации, хранения НКТ:
- Использование смазки. Перед монтажом насосно-компрессорной колонны необходимо смазать конец НКТ защитной смазкой. Тип смазки зависит от характера скважины, типа обсадной трубы и категории металла, из которого сделан трубопровод. Смазку нужно наносить аккуратно в соответствии с правилами дозировки. Недостаток смазки или ее избыток негативно влияют на прочность конструкции, а также усложняют ее монтаж.
- Сварочная защитная среда. Пайку следует проводить в защитной среде (аргон). Если защитный газ не использовать, то есть риск, что по время сварки будут повреждены металлические края детали. Это серьезно повышает вероятность коррозии, которая приведет к деформации и растрескиванию насосной колонны.
- Удаление трубы из системы. В случае длительного простоя буровой платформы необходимо обязательно демонтировать НКТ. Ведь края трубы находятся в постоянном контакте с жидкой средой, что может привести к коррозии. После демонтажа необходимо промыть установку и смазать ее защитной смазкой. Проверить отсутствие повреждений, трещин, коррозийный участков.
Хранить трубы НКТ можно в любом сухом прохладном месте. Лучше упаковать их в специальные блоки из дерева, пластика и металла. Лучше всего хранить такие блоки на складе с хорошей вентиляцией. В соответствии с правилами ГОСТ на каждую запчасть должна быть нанесена отметка.
Она должна содержать все важные данные о детали — маркировка, тип, краткие сведения о производителе, информация о рабочих, ответственных за ее изготовление в цеху. Блоки с трубами разрешается транспортировать любым удобным способом (с помощью грузовиков или поездов, самолетами, водным транспортом и так далее).
В случае продажи по требованию покупателя необходимо выполнить контрольные процедуры, доказывающие, что детали находятся в надлежащем состоянии.
Технология производства
Трубы НКТ делаются в несколько этапов:
- Изготовление трубы стандартного типа. После выплавки металла формируется полая заготовка-полуфабрикат, которая попадает в трубопрокатный цех. Здесь из заготовки формируется полноценная деталь методом холодного или горячего проката. В конце выполняется закалка запчасти, а также ее охлаждение (при необходимости). Если запчасть будет какое-то время храниться в цеху, то на нее наносится промежуточная маркировка в соответствии с правилами ГОСТ.
- Подготовительные работы. Теперь готовая трубопроводная деталь попадает в производственный цех. Здесь запчасть обезжиривается, а потом выполняется ее зачистка. Для зачистки применяется шлифовальная техника, ручная обработка применяется редко в связи с ее низкой эффективностью.
- Нанесение резьбы на один конец. После обработки выполняется контрольная ультразвуковая дефектоскопия. Если с запчастью все хорошо, на один из ее краев наносится резьба с помощью специальных инструментов. Сразу же после нанесения резьбы проводится повторная дефектоскопия, которая позволяет установить качество резьбы. Если все хорошо, на конец детали монтируется муфта НКТ. Потом выполняется водная прочистка установки.
- Нанесение резьбы на второй конец. Теперь рабочий с помощью инструментов наносит резьбу на другой конец детали. Потом он выполняет контрольную дефектоскопию, а проверка выполняется два раза, поскольку на данный конец не будет монтрироваться защитная муфта. Если с запчастью все хорошо, на резьбу навинчивается защитный кожух-протектор.
В конце выполняется финальная обработка, упаковка, транспортировка. По завершении всех работ готовая запчасть промывается и проверяется на наличие дефектов, повреждений, царапин.
Также выполняется контрольное взвешивание и наносится маркировка ГОСТ. Если все хорошо, запчасть проходит процедуру консервации.
В конце она упаковывается в металлические, пластиковые или деревянные блоки для хранения на складе.
Заключение
Трубы НКТ представляют собой пустотелые бесшовные тела цилиндрической формы из высокоуглеродистой стали с добавлением вольфрама и хрома. Эти детали используют для изготовления насосных колонн, которые используются для добычи нефти, газа и воды при помощи технологии бурения скважин. Трубы скрепляются друг с другом с помощью сварки или резьбовых муфт.
Для добычи полезных ископаемых делается скважины, в которую устанавливается обсадная труба — в нее монтируется труба НКТ. По ГОСТ все трубопроводы должны обладать высокой прочностью, устойчивостью к растяжению, гибкостью, высокой устойчивостью к коррозии.
Используемая литература и источники:
- Металловедение для машиностроения. Справочник: моногр. / К.Г. Шмитт-Томас. — М.: Металлургия, 1995.
- Гидротехнические сооружения / М.М Гришин. — М.: М. Издательство литературы по строительству и архитектуре; Издание 2-е
- Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации / ред. А.К. Перешивкин, А.А. Александров, Н.Я. Далматова, и др.. — M.: Стройиздат
- Статья на Википедии
Процесс производства
Для изготовления бурильных труб, буровых штанг, обсадных и колонковых труб, замков для бурильных труб применяются только сертифицированные материалы высокого качества. Вся трубная продукция, предназначенная для бурения, проходит электротермическую закалку с нагревом изделия токами высокой частоты, что обеспечивает более высокую прочность и износостойкость поверхности деталей.
Поскольку во время эксплуатации бурильные трубы подвергаются тяжелым нагрузкам (высокий уровень спуска, интенсивное вращательные функции при бурении, работа с агрессивными средами), им необходима надежная антикоррозийная защита.
Для этого все замковые соединения и весь буровой инструмент подвергаются карбонитрации, что повышает усталостную прочность деталей на 50-80%, резко увеличивает износостойкость, обеспечивает минимальные величины деформаций в пределах допуска чертежа, а также подавляется эффект «заедания» при контактном трении. Коэффициент трения снижается с 0,7-0,8 до 0,04-0,15.
Наши технологии изготовления бурильных труб направлены на:
- устранение заедания резьбы и увеличение общей износостойкости резьбовых соединений;
- увеличение количества циклов на «свинчивание-развинчивание»;
- высокую балансировку бурильной колонны и соосности замка с осью трубы.
Все наши разработки позволяют вам вести бурение на высоких скоростях и участках уменьшенного зазора между трубой и стенкой скважины. Кроме того, мы делаем бурильные трубы гладкими по наружной поверхности, чтобы уменьшить разрушения стенок скважины и обеспечить равномерный износ всей бурильной колонны.
Все эти достижения стали возможным благодаря опыту наших конструкторов, технологов, металловедов, а также специальному оборудованию, которое мы используем в процессе производства.
Машина сварки трением Thompson-60 (Frictionweld)
Ее использование позволяет получить высокое качество сварного соединения и ускорить процесс за счет точного дозирования энергии. Кроме того, с помощью этой машины можно сваривать металлы и сплавы в различных сочетаниях.
Закалочная печь РК1000/12 и отпускная печь РР1000/85
Максимальная рабочая температура в закалочной печи не менее 1200°С, в отпускной – не менее 850°С.
Современная система управления и регулирования всего процесса термообработки обеспечивает равномерную закалку и отпуск деталей по всей длине и на всю глубину.
Печи оснащены системой контроля температуры в разных точках рабочей камеры и системой равномерного распределения заданной температуры по всей рабочей камере.
Закалочный комплекс на базе установки индукционного нагрева «Элсит 100ПС»
Высокая температура нагрева и более интенсивное охлаждение после закалки ТВЧ обеспечивает высокую твердость изделия, и соответственно, более высокую прочность и износостойкость поверхности детали.
Закалка производится в нескольких зонах в автоматическом режиме.
Появление на поверхности сжимающих напряжений (благодаря образованию мартенситной структуры) способствует повышению эксплуатационной прочности деталей, закаленных с помощью ТВЧ.
Токарные станки с ЧПУ
Токарная обработка с давних времен по праву считается одним из основных видов обработки металлов. Токарные станки можно увидеть в цеху любого машиностроительного или металлообрабатывающего предприятия. Сейчас трудно найти механизм, в котором не присутствовала бы деталь, обработанная на токарном станке.
Использование станков с ЧПУ в токарной обработке позволяет получать высокоточные унифицированные детали.
Это происходит за счет применения труда высококвалифицированных рабочих и передовых технологий – высоких скоростей обработки (до 3000 об/мин), специального режущего инструмента, использования мощной системы охлаждения.
Мы провели полное техническое перевооружение участка токарной механообработки, установив самое современное импортное оборудование – станки с ЧПУ моделей Challenger BNC-2260, Hardinge Talent GS 250, HAASST-30, трубонарезные станки модели MS22.
Это высокопроизводительные токарные станки для точной обработки деталей. Все токарные станки оснащены 8-12-местными инструментальными головками. Жесткость станин станков позволяет проводить механическую обработку с максимальной точностью.
Участок обслуживается высококвалифицированными операторами станков с ЧПУ.
Постоянное отслеживание размеров токарной обработки позволяет вовремя вносить коррективы в программу, а использование твердосплавного инструмента европейских производителей позволяет получать требуемую точность. Квалификация наших токарей позволяет выполнять заказы качественно и в срок, а применяемое оборудование обеспечивает надлежащее качество токарной обработки как по размерам, так и по чистоте поверхности.
Сварные толстостенные бурильные трубы от ПКНМ
Производство, технология, эксплуатационные преимущества
Welded thick-walled drill pipes from POMBCProduction, technology, operational advantages
S. DOLGIKH, V. ZHARENNIKOV, D. LUKOYANOV, «Perm Oil Machine Engineering Company» LLC
В «Пермской компании нефтяного машиностроения» создан производственный комплекс по изготовлению сварных труб бурильных толстостенных (ТБТ). Разработанная по программе импортозамещения технология позволяет обеспечить повышенные эксплуатационные качества ТБТ, повысить энергоэффективность и снизить материалоемкость.
In the Perm Oil Machine Building Company, a production complex for the production of welded thick-walled tubular pipes (TWTP) has been created. The technology developed under the program of import substitution allows to provide increased operational qualities of TWTP, to increase energy efficiency and to reduce the material consumption.
Повышение качества, надежности и эксплуатационных характеристик толстостенных бурильных труб (ТБТ) является важной и актуальной задачей нефтяного машиностроения.
*рассчитывается по формуле σтсвхSсв> σт телхSтел; ** для внешнего диаметра≥7 (для API 6.875) дюймов
В основу решения этой задачи в «Пермской компании нефтяного машиностроения» (ПКНМ) положена идея раздельного изготовления замковых частей и тела трубы (по аналогии с производством стальных бурильных труб (СБТ)), что позволило в полной мере задействовать имеющиеся на предприятии технологии упрочнения и механической обработки. Проведен анализ нормативно-технической документации по данному вопросу, в том числе таких авторитетных документов как DS-1, API-7-1 и на их основе разработаны техусловия на бурильные трубы.
Сравнительные механические характеристики толстостенных бурильных труб даны в табл. 1.
Технологически повышение механических характеристик замка в ПКНМ обеспечивается применением модифицированных сталей. Для этого разработаны микролегированные Ni, B, Mo марки сталей 40ХГМА mod1 и 40ХГМА mod2. Это позволило на 20 % повысить предел текучести до 900 МПа и выше.
Таким образом, требования к механическим характеристикам ТБТ по Техническим условиям ПКНМ – выше, чем требования по стандартам API-7-1 и DS-1. Для изготовления сварных ТБТ создан новый производственный комплекс «Линия сварки трением ЛСТ-2».
Это сразу решило ряд конструкторских, технологических и производственных проблем.
Во-первых, удалось повысить важные эксплуатационные характеристики, – такие, как максимально допустимый момент кручения, число циклов свинчивания, возможность длительной работы при низких температурах.
Во-вторых, появилась возможность выпускать ТБТ длиной до 12,5 м (ранее эта возможность ограничивалась отсутствием проката необходимого сортамента и качества в РФ), при этом увод отверстия при сверлении проката уменьшился, так как тело трубы и замки обрабатываются отдельно.
В-третьих, произошло значительное сокращение расхода металла и энергоресурсов при производстве труб, за счет повышения коэффициента использования металла (например, для трубы ТБТ-К1-168-127-76 длиной 12500 на 14 %) Производственный комплекс «Линия сварки трением ЛСТ-2» (рис. 1) проектировался совместно с предприятием КТИАМ при участии ВНИИТВЧ. Он рассчитан на изготовление 1000 сварных труб в месяц.
• Полуавтомат сварки трением ПСТ-150Т; • Установка ТВЧ для нормализации зоны сварного шва; • Установка ТВЧ для закалки зоны сварного шва; • Установка ТВЧ для отпуска зоны сварного шва; • Токарный станок для расточки отверстия и наружной проточки стыка; • Установка для шлифовки зоны стыка; • Агрегат испытаний на изгиб; • Стенд для контроля геометрии, УЗК, МПД сварного шва; • Транспортный загрузочно-разгрузочный комплекс. При создании комплекса были решены следующие основные технологические задачи: • Качественная сварка трубы и замка с большими толщинами свариваемых поверхностей (по сравнению с аналогичными стальными бурильными трубами (СБТ) свариваемая площадь увеличилась на 29 %) • Обеспечение требуемых механических характеристик зоны сварного шва с помощью специальных циклов термообработки (нормализации, закалки и отпуска). Для контроля механических характеристик элементов бурильной трубы (тела трубы, бурильного замка, зоны сварного шва) в ПКНМ используется самое современное и высокоточное автоматизированное оборудование (рис. 2): • Маятниковый копер BRA342038301 производства Zwick Roell (контроль ударной вязкости); • Машина для испытаний Z250 производства Zwick Roell BT12-FP250SR.A4K (контроль σт, σв, δ);
• Измерительный проектор Mitutoyo PJ-A3000 (контроль профиля резьб, в т.ч. лицензионных);
Повышение качества и надежности бурового оборудования по–прежнему является актуальной задачей нефтяного машиностроения, поскольку ее решение позволяет обеспечить сохранение и развитие ресурсной базы добывающих отраслей промышленности.
• Анализатор фрагментов микроструктуры твердых тел SIAMS 800 на базе микроскопа «Nikon Eclipse MA100» с камерой «SIMAGIS 3M-28» (контроль микроструктуры материалов)»; • Твердомер для измерения твердости по методу Бринелля (Твердомер ИТБ-3000-АМ) + программное обеспеченье M-test; • Твердомер для измерения твёрдости по Виккерсу и Кнупу с цифровым дисплеем (твердомер по микровиккерсу HVS-1000); • Микротвердомер для измерения твердости по Виккерсу (Микротвердомер ПМТ-3); • Твердомер для измерения твердости металлов по методу Бринелля (твердомер ТБ-3000); • Спектрометр эмиссионный МСА-II (контроль химическолго состава сталей), Требуемая идентификация и прослеживаемость результатов обеспечивается Системой менеджмента качества предприятия, которая ежегодно проходит аттестацию по стандарту API Q1. Важно отметить, что замки и тело бурильной трубы изготавливаются непосредственно на нашем предприятии, и это позволяет за счет правильно выбранного состава трубы повышать эксплуатационные характеристики трубы в целом. Из диаграммы, приведенной на рис. 3, видно, что увеличение σт замка с 758 МПа до 900 МПа повышает допускаемый крутящий момент для трубы ТБТ-К-127-89-57/3-102 с 72 кНхм до 85.5 кНхм. Технологически повышение механических характеристик замка в ПКНМ обеспечивается применением модифицированных сталей. Для этого разработаны микролегированные Ni, B, Mo марки сталей 40ХГМА mod1 и 40ХГМА mod2. Это позволило на 20 % повысить предел текучести σт до 900МПа и выше. По техническим соглашениям эту сталь для нас серийно выпускает Оскольский и Волжский металлургические заводы (патент на модифицированные стали находится в стадии оформления). Обработка замковых резьб на относительно коротких деталях (замках) позволяет применять имеющиеся на предприятии высокоточные станки мод. PUMA 4100LC и 4100LMC для качественного изготовления премиальных лицензионных двухупорных высокоточных резьб, что также существенным образом повышает прочностные характеристики труб (поскольку, согласно диаграммы рис. 3, имеются дополнительные возможности по увеличению максимально допустимого Мкр трубы в целом при увеличении Мкр замка). Кроме того использование премиальных резьб повышает такие эксплуатационные характеристики, как герметичность, сопротивление смятию и изгибу. Кроме выпускаемых по стандарту API резьб серии NC и Reg в настоящее время ПКНМ имеет лицензионные соглашения с ТМК и Hilong на производство резьб TMK UP TDS, TMK UP EXD, TMK UP FMC, TMK UP CWB, HLDS, HLIDS, HLST. Также предприятие выпускает продукцию с собственными премиальными резьбами З-81, З-83 и резьбами серии Z2. В соответствии с требованиями и рекомендациями нормативных документов (API 7-1, DS-1) проводится холодное деформирование впадин резьб и выполняются разгрузочные канавки для повышения усталостной прочности резьбовых соединений. Для повышения износостойкости резьбовых поверхностей специалистами предприятия под руководством ведущего специалиста в области азотирования в РФ В.В. Богданова разработана технология неизотермического ионно-вакуумного азотирования бурильных переводников (защищенная патентом 2428504), которая с успехом была применена при изготовлении сварных труб. Это позволило увеличить число циклов свинчивания труб до 900 (в том числе и при низких температурах), что более чем достаточно для эффективной эксплуатации.
Износ наружной поверхности труб предотвращается нанесением твердосплавных поясков с использованием наплавочных материалов, сертифицированных по стандарту NS-1 (Castolin, Duraband).
Таким образом, с применением новой технологии получения ТБТ создана премиальная сбалансированная труба, обеспечивающая в полной мере импортозамещение продукции фирм Vallourec, Grant Prideco, Tenaris, представленных на отечественном рынке.
В целом разработанная и реализованная в ПКНМ технология производства сварных ТБТ решает общегосударственные задачи импортозамещения, повышения энергоэффективности и поэтому была поддержана Российским Фондом промышленности, выделившим для этого льготный кредит.
В заключение отметим, что повышение качества и надежности бурового оборудования по-прежнему является актуальной задачей нефтяного машиностроения, поскольку ее решение позволяет обеспечить сохранение и развитие ресурсной базы добывающих отраслей промышленности. Кроме того, сложность и разнообразие геологических условий новых месторождений нефти и газа ставит новые цели по повышению эксплуатационных характеристик бурильных труб, входящих в состав буровой колонны.
- На предприятии осуществляется полный цикл изготовления бурильных труб: с момента получения сырья до доставки готовой продукции Заказчику.
- Для выполнения этой задачи нашими специалистами разработана технология модульного типа, позволяющая из имеющихся отработанных элементов оперативно формировать изделия с различными потребительскими свойствами, необходимыми Заказчику.
- Кроме того, ведется выпуск стандартного ряда продукции.
- Также возможно изготовление изделий по чертежам и техническому заданию Заказчика.
- Для обеспечения необходимого качества выпускаемой продукции, разработан и внедрен регламент контроля качества по каждой из производимых нами технологических операций.
- Для долговечности резьбовых соединений, осуществляется объёмная термическая обработка наконечников.
- В 2015 году ООО «Сибстройинвест-М» перешло на выпуск труб бурильных с замковыми соединениями, выполненными с поверхностным упрочением по технологии карбонитрирования в вакуумных печах.
- Карбонитрирование — это один из технологических процессов химико-термической обработки, применяемый для увеличения твердости поверхностного слоя деталей. В данном процессе происходит насыщение поверхностного слоя стали углеродом (С) и азотом (N). Основное назначение процесса – повышение износостойкости, усталостной прочности и подавление эффекта «холодной сварки» при свинчивании замковых соединений.
- Вакуумное карбонитрирование — это химико-термический процесс, производимый в автоматизированных вакуумных печах. Термическая обработка в вакуумной печи исключает образование окислов на поверхности замка. Отсутствие окислов и автоматизация позволяет сделать процесс карбонитрирования абсолютно регулируемым и контролируемым. За счет прецизионного контроля концентрации аммиака и углерода, поддержания температурного графика и графика насыщения углеродом и азотом имеется возможность регулировать глубину и микротвердость карбонитрированного слоя на каждой детали, подвергнутой химико-термической обработке. Глубина поверхностного слоя составляет 0,2 мм твердостью HV650. Глубина «белого» слоя составляет 8мкм.
Автоматизация процесса позволяет получить 100% повторяемость заданных параметров на каждом изделии.
Карбонитрирование замковых соединений приводит качество выпускаемых бурильных труб, в том числе, к соответствию требованиям ГОСТ 51245-99 «Трубы бурильные стальные универсальные». На весь ассортиментный ряд получен сертификат соответствия данному ГОСТу — № РОССRU.НО12.Н00217.
Наработка до отказа резьб, прошедших карбонитрирование, составляет не менее 800 циклов свинчивания-развинчивания при соблюдении требований «Инструкции по сборке и эксплуатации бурильных труб с приваренными замками «ТМК TDS».
Изучив рынок используемого бурового оборудования, работы специалистов в области бурового оборудования и отзывы потребителей, мы пришли к выводу, что лучшим вариантом крепления замков к трубе является сварка трением.
Руководствуясь вышесказанным, в технологический процесс производства бурильных труб была введена машина сварки трением. Для повышения качества продукции разработан и внедрён метод контроля соосности сварных швов с использованием системы контроля соосности СКС 10.02.
Значительный объем в общем производстве составляет механическая обработка. Для обеспечения надлежащего качества продукции, а также для оптимизации себестоимости выпускаемой продукции, технологический процесс механической обработки разработан таким образом, что в нем используются наряду с инновационными также хорошо зарекомендовавшие себя традиционные технологии.
Система контроля качества
Нашими специалистами разработан технический регламент контроля качества продукции. Для обеспечения регламента контроля качества на производстве создана система контроля качества.
Основные положения системы контроля качества:
- Входной контроль поступающего сырья. Проводятся лабораторные испытания каждой партии поступающего сырья. Только после положительного заключения сырье поступает в производство.
- Пошаговый контроль согласно карте технологического процесса. Любая технологическая операция считается выполненной только после приемки ОТК.
- При производстве труб бурильных особое внимание уделяется качеству сварного соединения. Для обеспечения этого разработана технологическая инструкция по контролю качества сварного шва.
- Разработан и внедрён метод контроля соосности сварных швов с использованием системы контроля соосности СКС 10.02.
- Испытания готовой продукции на соответствие технологическому регламенту.
Термообработка
Бурильные трубы работают в тяжелых условиях. Основными факторами, влияющими на износ и как следствие, выход из строя бурильных труб являются абразивное трение и знакопеременные нагрузки.
Для обеспечения надлежащего качества термической обработки выпускаемых на нашем предприятии наконечников предусмотрены:
- Входной контроль марки стали, проверка качества в лаборатории химического анализа;
- Механические испытания (на разрыв и ударную вязкость);
- Термическая обработка: улучшение, закалка;
- Химико-термическая обработка: цементирование, азотирование, карбонитрирование;
- Контроль твердости деталей после термической обработки.
Механическая обработка
Проектируя наше производство, за основу была выбрана модульная структура производства. Были разработаны и детально проработаны части технологического процесса по изготовлению отдельных элементов бурильной трубы.
В результате такой технологической организации появилась возможность из имеющихся модулей комбинировать различные исполнения продукции, не снижая ее качества. Подбирая оборудование и разрабатывая технологический процесс, нами были применены как универсальные станки, так и станки с ЧПУ.
На первых этапах механической обработки, где не требуется высокая точность, используется универсальное оборудование, оснащенное специальными крепежными приспособлениями и кондукторами. Окончательная же обработка производится на станках с ЧПУ.
Такой подход позволяет использовать нам, где это возможно, недорогое в обслуживании оборудование, а там где это необходимо, высокоточное. При этом во всех случаях влияние человеческого фактора сведено к минимуму. Все это позволяет получать продукцию стабильно высокого качества по оптимальным ценам.
Принимаем заказы на производство механической обработки деталей. Возможно выполнение следующих технологических операций:
- 1. Отрезная на ленточнопильных станках
- 2. Сверлильная
- 3. Токарная обработка на станках с ЧПУ
- 4. Фрезерная обработка на станках с ЧПУ
- 5. Долбёжная
- 6.
Плоскошлифовальная
- 7. Круглошлифовальная
- 8. Внутришлифовальная
- 9. Зубофрезерная и зубодолбёжная обработка
- 10. Зубошлифовка
- Возможна термическая, химико-термическая обработка в процессе механической обработки (см.
раздел термическая обработка)
- Елизарьев Евгений Анатольевич 8-961-874-03-72; e230371@yandex.ru
- Сварка трением
- На сегодняшний день существует огромное число видов сварок металлов и других материалов. По большому счету все виды сварок делятся на два основных подвида:
- 1.
Сварка с оплавлением кромок основного металла;
2. Сварка давлением (т.е. без оплавления кромок основного металла) (не путать с пайкой!!!)
3. Сварка трением относится к подвиду сварок давлением, соединение металла происходит в твердой фазе, при температуре ковки.
На нашем производстве применяется соосная сварка трением встык.
В процессе сварки начинают поочередно возникать и разрушаться атомные связи, силы трения возрастают. Пятно контакта растет до тех пор, пока вся поверхность сварки одной детали не приблизится к поверхности другой на расстояние атома.
Происходит объединение атомных «облаков». Разрушение атомных связей сопровождается мощным выделением тепла, в результате происходит локальный нагрев зоны сварки.
Металл, нагретый до температуры ковки, в малом объеме становится пластичным и часть его выходит в «грат», вынося с собой окислы из зоны соединения.
В результате сварки трением образуется качественное соединение деталей, при этом шов имеет прочность не ниже прочности основного металла.
В процессе сварки зона соединения остается герметичной, что исключает соединение металла с атмосферным кислородом и азотом, поэтому нет необходимости зачищать зону сварки, кроме того окислы имеющиеся на торцах деталей до сварки вытесняются в «грат».
Все эти факторы обеспечивают сварку металла без примесей. Как следствие, получаем высокое стабильное качество соединения.
- Карбонитрирование
- ООО «Сибстройинвест-М» перешло на выпуск труб бурильных с замковыми соединениями, выполненными с поверхностным упрочением по технологии карбонитрирования в вакуумных печах.
- Карбонитрирование — это один из технологических процессов химико-термической обработки, применяемый для увеличения твердости поверхностного слоя деталей. В данном процессе происходит насыщение поверхностного слоя стали углеродом (С) и азотом (N). Основное назначение процесса – повышение износостойкости, усталостной прочности и подавление эффекта «холодной сварки» при свинчивании замковых соединений.
- Вакуумное карбонитрирование — это химико-термический процесс, производимый в автоматизированных вакуумных печах. Термическая обработка в вакуумной печи исключает образование окислов на поверхности замка. Отсутствие окислов и автоматизация позволяет сделать процесс карбонитрирования абсолютно регулируемым и контролируемым. За счет прецизионного контроля концентрации аммиака и углерода, поддержания температурного графика и графика насыщения углеродом и азотом имеется возможность регулировать глубину и микротвердость карбонитрированного слоя на каждой детали, подвергнутой химико-термической обработке. Глубина поверхностного слоя составляет 200 мкм твердостью HV650. Глубина «белого» слоя составляет 8мкм.
Автоматизация процесса позволяет получить 100% повторяемость заданных параметров на каждом изделии.
Карбонитрирование замковых соединений приводит качество выпускаемых бурильных труб, в том числе, к соответствию требованиям ГОСТ 51245-99 «Трубы бурильные стальные универсальные». На весь ассортиментный ряд получен сертификат соответствия данному ГОСТу — № РОССRU.НО12.Н00217.
Наработка до отказа резьб, прошедших химико-термическое улучшение, составляет не менее 800 циклов свинчивания-развинчивания при соблюдении требований «Инструкции по сборке и эксплуатации бурильных труб с приваренными замками «ТМК TDS».
Загрузка...
