Материал: Технологические процессы и технические средства для глубинно-насосной эксплуатации нефтяных скважин
а |
б |
Рис. 1.6. Микроструктура (а) при трехкратном увеличении и микроструктура (б) при 100-кратном увеличении фрагмента насосной штанги со скважины № 505, отработавшей 29,6·106 циклов нагружения, изготовитель завод им. В.И. Ленина (г. Пермь), сталь 15Х2НМФ, режим термообработки закалка ивысокий отпуск, глубинаобезуглероженного
слоя 0,0 мм (данные НГДУ «Осинскнефть» ПО «Пермнефть»)
Рис. 1.7. Вероятность безотказной работы насосных штанг (без смены колонны) за период с 1987 по 1995 г. в среде добывамой
жидкости: рН < 5, обводненность более 50 %, минерализация более 150 г/л (НГДУ «Осинскнефть» ПО «Пермнефть»)
26
Таблица 1 . 4
Результаты коррозионно-усталостных испытаний фрагментов насосных штанг ШН19, новых и бывших в эксплуатации
Год |
|
Страна, |
|
Срок |
Пределограни- |
Пределограни- |
Способ |
|
Условное |
Марка |
эксплуатации |
ченнойвыносли- |
ченнойвыносли- |
иусловия |
|
||
выпуска |
обозначение |
завод- |
стали |
штанги, |
востипри1·107 |
востипри2·107 |
усталост- |
Примечание |
штанг |
|
изготовитель |
|
млнциклов |
цикловнагруже- |
цикловнагруже- |
ныхиспы- |
|
|
|
|
|
нагружения |
ния, МПа |
ния, МПа |
таний |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1986 |
19Н6И.672 |
|
|
0 |
80 |
65 |
|
– |
(новыйцех) |
|
|
|
|||||
1987 |
19Н7А.681 |
|
20Н2М |
0 |
75 |
62 |
|
– |
(новыйцех) |
|
Изгиб |
||||||
1987 |
19Н7И.911 |
|
|
0 |
75 |
60 |
– |
|
(старыйцех) |
|
|
свраще- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
нием |
|
1988 |
19Р8Б.479 |
СССР, |
15Н3МА |
0 |
85 |
80 |
– |
|
(новыйцех) |
всреде |
|||||||
|
|
г. Очёр, |
|
|
|
|
пластовой |
|
|
|
|
|
|
|
скв. 264 |
||
|
|
Очёрский |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
воды |
Долининское |
|
|
|
машзавод |
|
|
|
|
||
|
19Н179.А2 |
20Н2М |
|
|
|
НГДУ |
месторождение, |
|
1972 |
|
53660640 |
58 |
– |
||||
(старыйцех) |
|
«Долина- |
НГДУ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
нефтегаз» |
«Долина-нефтегаз» |
|
|
|
|
|
|
|
|
ПО«Укрнефть» |
1983 |
19Н3Г.643 |
|
20Н2М |
15396000 |
55 |
45 |
|
– |
(старыйцех) |
|
|
||||||
1983 |
19Н3Г.907 |
|
20Н2М |
15396480 |
53 |
30 |
|
– |
(старыйцех) |
|
|
27
Продолжение табл. 1 . 4
28 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1985 |
19Н5А.225 |
|
20Н2М |
9333200 |
60 |
45 |
|
|
|
(старый цех) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скв. 864 |
|
|
|
СССР, г. Пермь, |
|
|
|
|
|
Осинское |
|
|
19МН4А. |
20Н2М |
|
|
|
|
месторождение |
|
|
1974 |
машзавод |
32659200 |
60 |
– |
|
|||
|
|
СО5Д |
им. В.И. Ленина |
сорбит |
|
|
|
|
НГДУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«Осинскнефть» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПО«Пермнефть» |
|
|
19ШН7. |
АзССР, |
|
|
|
|
|
НГДУ |
|
|
Заводим. л-та |
20Н2М |
|
|
|
|
||
|
1973 |
34000000 |
68 |
58 |
|
Долина-нефтегаз |
|||
|
|
729А3 |
Шмидта, |
|
|
|
|
|
ПО«Укрнефть» |
|
|
|
СССР, г. Пермь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19Н291.А2 |
|
20Н2М |
|
|
|
|
НГДУ «Красно- |
|
1972 |
|
53660000 |
37 |
35 |
|
камскнефть» |
||
|
(старыйцех) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Изгиб |
ПО«Пермнефть» |
|
|
19Н4Г.150 |
|
20Н2М |
|
|
|
|
|
|
1984 |
|
11664000 |
46 |
44 |
свращени- |
|
||
|
(старыйцех) |
|
|
||||||
|
|
|
СССР, |
|
|
|
|
емвсреде, |
|
|
|
19Н6И.672 |
20Н2М |
|
|
|
|
||
|
1986 |
г. Очёр, |
0 |
56 |
45 |
имити- |
– |
||
|
(новыйцех) |
||||||||
|
|
|
Очёрский |
|
|
|
|
рующей |
|
|
|
19Н7А.681 |
|
|
|
|
|
||
|
1987 |
машзавод |
20Н2М |
0 |
55 |
50 |
действие |
– |
|
|
(новыйцех) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
серово- |
|
|
|
19Н7И.911 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1987 |
|
20Н2М |
0 |
45 |
40 |
дорода |
– |
|
|
(старыйцех) |
|
|||||||
|
|
|
|||||||
|
1992 |
19Н2А.28Н |
|
20Н2М |
0 |
40 |
37 |
|
– |
|
(новыйцех) |
|
|
Окончание табл. 1 . 4
1 |
2 |
3 |
|
|
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
9 |
||||||||
|
19Н5И.224Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
20Н2Мнормализа- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1985 |
|
|
|
|
|
|
|
|
цияспоследующим |
9331200 |
215 |
208 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(новыйцех) |
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхностным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
упрочнениемТВЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1974 |
19МН4А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
20Н2М |
32659200 |
58 |
– |
|
Изгибсвраще- |
|
– |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
С05А |
|
|
|
|
|
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ниемвсреде, |
|
|
|
|
||||
|
19МН4А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
20Н2М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1974 |
|
|
|
|
|
|
|
|
32659200 |
68 |
35 |
|
|
имитирующей |
|
|
– |
||||||
С05А |
|
|
|
|
|
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
действиесеро- |
|
|
|
|||||||
|
19МП8И. |
|
|
|
|
|
|
|
|
15Х2НМФ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1978 |
|
|
|
|
СССР, |
|
|
|
38657600 |
46 |
45 |
|
|
|
|
водорода |
|
|
|
|
– |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0090 |
|
|
|
|
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
г. Пермь, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
19МП9Г. |
|
|
|
|
|
15X2НМФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1979 |
|
|
машзавод |
|
36324800 |
52 |
48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
||||||
0039 |
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
им. |
В.И. Ленина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1979 |
19МП9И. |
15Х2НМФ |
36324800 |
60 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
0085 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1980 |
19MПOA. |
|
|
|
|
|
|
|
|
15Х2НМФ |
34992000 |
47 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
0012 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1980 |
19МПОА. |
|
|
|
|
|
|
|
|
15Х2НМФ |
34992000 |
48 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0007 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(сорбитизация) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изгибсвраще- |
Приусталостных |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
143 |
|
|
|
нием10 фраг- |
лабораторных |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ментоввраст- |
испытаниях |
|||||||
|
|
|
|
|
|
РФ, |
|
|
пристан- |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воре3 % NaCl |
фрагментовна- |
|||||||||||
|
ШН22-8000 |
|
г. Ижевск, |
|
|
дартном |
|
|
|
||||||||||||||
2006 |
|
20ХГН1М |
0 |
– |
|
|
|
присиммет- |
сосныхштанг |
||||||||||||||
(Класс Д) |
ООО«Компания |
отклоне- |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
ИжТехМаш» |
|
|
нииSσ –1 = |
|
|
|
|
|
ричном |
установлено |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагружении |
следующее: |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 18,9 МПа |
|
|
|
|
счастотой |
(см. примечание |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 Гц |
ктабл. 1.4) |
||||
29
30
Примечание.
1. При напряжении в месте перехода тела штанги к ее галтели от 160 до 300 МПа фрагменты штанг ШН22 в количестве десяти штук разрушились при следующих условиях:
– максимальное число циклов – 10232500 (160 МПа – фрагмент 1–1);
–минимальное число циклов: 779000 (260 МПа – фрагмент 7–1); 1086800 (300 МПа – фрагмент 4–1); 1636000 (180 МПа – фрагмент 2–1); т.е. установлена анизотропия механических свойств насосных штанг ШН22 из стали 20ХГН1М.
2. Для уточнения природы анизотропии выполнены микро- и макроисследования разрушившихся частей фрагментов, которые представлены в прил. 1:
–семь фрагментов насосных штанг имеют классическое место разрушения;
– три фрагмента насосных штанг (4–1, 6–1, 9–1) имеют не классическое место разрушения.