Материал: Трубы нефтяного сортамента

Внутреннее избыточное давление определяют как разность гид­ ростатических давлений внутри и за колонной.

На участке O<.z::::;;lo РВИz =ужz, а на участке lo<z::::;;L давление принимают постоянным и равным РВИL =ужlо (lo - расстояние

от устья до уровня жидкости в скважине, УЖ=УВ).

Осевую растягивающую нагрузку (Н) определяют как суммар­ ный вес колонны, жидкости в трубах и насосных штанг. Осевая нагрузка в верхней части произвольной k-й секции

Q, ~ ~ 101, (q, + qж,) + 10qж, (L- ~ 1') + 10Qш" (20.26)

где qi - масса 1 м труб i-й секции, кг/м; qжi - масса 1 м жидкости в трубах i-й секции, кг/м; qЖi=рж(Fвi-Fш); Fвi-площадь про­ ходного канала труб i-й секции (для k-й секции i=k); Qш - масса

Qxв - масса хвостовика колонны, кг.

Для колонны, состоящей из труб одного диаметра и толщины

стенки, q~i=qЖk=qЖI,

циент запаса прочности определяется по формуле (20.15).

PaCCMOTp~M частные случаи. Для двухступенчатой колонны,

каждая ступень которой состоит из труб одной толщины стенки, длина первой ступени (м)

Здесь QCTI, QCT2 - страгивающие нагрузки для первой и второй

39)

,етупени, Н; q1, q2 - массы 1 м труб первой и второй ступени, кг/м;

.(JЖ1, qЖ2 - массы 1 м жидкости в кольцевом пространстве между трубами первой и второй секций и штангами, кг/м; qшт - средняя

масса 1 м штанг, кг/м.

Кроме статических нагрузок на колонну труб действуют пере­

менные усилия, связанные с переменным воздействием на колонну

,веса жидкости в трубах и сил трения плунжера насоса и штанг.

Обычно переменные напряжения не превышают допустимых.

При ходе плунжера вверх на трубы не действует осевая растя­

гивающая нагрузка веса жидкости, воспринимаемого плунжером,

()днако при этом на внутреннюю боковую стенку труб передается гидростатическое давление столба жидкости. В этом случае, т. е.

при отсутствии осевых растягивающих нагрузок, гидростатическое

давление создает изгибающий момент, который при определенных

условиях приводит к потере устойчивости нижней части с возник­

новением режима движения и новых форм изогнутого равновесия. С увеличением глубины подвески гидростатическое давление

возрастает и иекривление колонны распространится на большую

длину, что приведет к изгибу высших порядков с образованием

где Fп - площадь плунжера, м2 ; РШ - площадь сечения штанг, м2 ; QXB - масса -хвостовика, подвешенного ниже насоса, кг; 'Уж­

удельный вес жидкости в колонне, Н/мЗ ; qB - масса 1 м жидкости

вколонне, (qв=ржFв), кг; Рв - площадь проходного канала ко­

ке выше [k возникнут новые формы изогнутого равновесия с обра­ зованием полуволн. Приближенное значение длины полуволны

где qп - масса 1 м жидкости над плунжером

.392

qп=рж (Fп-Fш).

Как видно из (20.34) с увеличением Z, т. е. по мере удаления от

насоса, длина полуволны увеличивается.

Общая Д<lина участка колонны, на котором будет наблюдаться

потеря устойчивости, равна

- (Fп - Fш) УЖ 1

10 -

(qт--qв-qп) g

Остальная часть колонны 1- 10 остается прямолинейной.

Чтобы обеспечить устойчивость и прямолинейность колонны в

том случае, когда длина колонны l>lкp, рекомендуется под насо­

сом устанавливать трубы массой

Периодическое искривление труб в нижней части колонны при­

водит к переменным напряжениям и способствует износу труб.

Наряду с этим на износ труб в большей степени может влиять ис­

кривление насосных штанг, связанное с потерей их устойчивости

в нижней части над насосом. Потеря устойчивости штанг произой­

дет при ходе штанг вниз, когда на штанговую колонну действует

сжимающее усилие, обусловленное трением плунжера и перепа­

дом давления в нагнетательном клапане насоса при прохождении

через него жидкости. Периодическое искривление штанг способст­ вует износу труб главным образом в процессе трения штанговых

ская сила (Н), приводящая к потере ,устойчивости низа штанг,

ркр=з,3Б.;!Еlшт(gqшт)2.

Искрив.lение штанг возможно, если P~PKP' где Р=РР+Ртр, Здесь Iшт - момент инерции сечения штанги, м4 ; qшт - масса 1 м

штанг, кг/м; р - перепад давления в нагнетательном клапане, Па;

F - площадь сечения клапана, м2; ртр - трение штанг с трубы, Н.

Если трубы искривляются при ходе плунжера вверх, то штанги искрив.ТIЯются при ходе вниз. В связи с тем, что искривление труб

увеличивается с ростом гидростатического давления, передавае­

мого трубам, следует ожидать, что с увеличением глубин подвесок износ труб и вероятность нарушения герметичности будут увели­

чиваться.

ГЛАВА ~1

ЭКСПЛУАТАЦИЯ. НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Эксплуатация насосно-компрессорных труб (НКТ) при добыче

нефти и газа включает в себя:

1) приемку, хранение и транспортирование труб;

2)учет работы и движение парка труб;

3)проверку качества, подготовку труб и спуско-подъемные

операции;

4)профилактические меры при эксплуатации скважины;

5)отбраковку и списание труб.

Вопросы выбора конструкции, расчета и компоновки колонн, а также работы, связанные с организацией ремонта и восстановле­

ния отбракованных труб, рассматриваются в гл. 20 и разд. 4. При эксплуатации НКТ следует пользоваться руководящим до­

кументом РД 39-1-108-78 «Инструкция по эксплуатации насосно­ компрессорных труб».

Приемка, хранение и транспортирование труб

Приемка новых НКТ от заводов-изготовителей по качеству и

комплектности и хранение их до передачи потребителям осуществ­

ляются Управлением производственно-технического обслуживания и комплектации (УПТО и К) объединения в соответствии с руко­ водящими документами РД 39-2-371-80 «Инструкция по приемке

и хранению бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб

втрубных подразделениях производственных объединений Минис­ терства нефтяной промышленности», РД 39-1-305-79 «Методиче­

ские рекомендации по приемке насосно-компрессорных труб и рас-

следованию аварий с ними». .

При приемке труб от транспортной службы преДПРИЯТl'iе-полу­ чатель (УПТО и К) в соответствии с действующими на транспорте

правилами перевозок грузов проверяет сохранность их при пере­

возке, соответствие груза данным, указанным в транспортном до­

кументе, соблюдение правил перевозки (укладка труб и т. д.).

Приемка труб по комплектности и качеству производится по 'со­

проводительным документам, удостоверяющим комплектность и

качество поставляемой партии труб (сертификат, счет-фактура. спецификация и т. п.). При отсутствии указанных документов или

некоторых из них составляется акт о фактическом качестве, комп­ лектности и маркировке поступивших труб, в котором указывается

также, какие документы отсутствуют.

В процессе приемки и подготовки к эксплуатации насосно-ком­

прессорных труб на трубной базе осуществляется входной конт­

роль, включающий в себя визуальный осмотр тела трубы и резь­

бовых концов, контроль геометрических размеров и кривизны тру­

бы и контроль качества резьбы трубы. Входному контролю под­ вергаются все трубы, поступающие на трубную базу.

Технологические операции и их последовательность, а также

оборудование, измерительный инструмент для проведения входно­

го контроля НКТ приведены в РД 39-2-197-79 «Типовой техноло­

гический процесс подготовки к эксплуатации и ремонту насосно­

компрессорных труб».

Насосно-компрессорные трубы и элементы их колонн находят­ ся на балансе нефтегазодобывающих подразделений производст-

394

венных· объединений. Трубные же базы осуществляют работы по подготовке к эксплуатации и ремонтно-профилактическому обслу­ живанию этих труб, а также элементов колонн в соответствии с планом-графиком, утвержденным объединением, или на основании заказа-заявки НГДУ, согласованного с объединением. Приемка

бывших в эксплуатации труб трубной базой оформляется приемо­

сдаточным актом. При сдаче труб на трубную базу нефтегазодо­ бывающие предприятия обязаны передать ей и эксплуатационно­ техническую документацию (выписку из журнала учета работы комплекта труб).

Трубы как со склада на территорию промысла, так и внутри промысла должны перевозиться специаЛЬНbIМ транспортом (авто­ трубовозами, тележками-прицепами и др.). Концы труб при пере­ возке не должны свешиваться или выступать за габариты транс­ портных средств больше чем на 1 м и должны быть защищены от

порчи резьбы предохранительными кольцами и ниппелями. Трубы

должны быть надежно закреплены на транспортных средствах.

При разгрузке труб нельзя сбрасывать их, а также ударять

трубу о трубу. При разгрузке и укладке труб ,у скважины HeOQXO- дищ>, чтобы муфтовые концы были обращены в направлении устья

скважины.

Свободные от эксплуатации трубы следует хранить на специ­

альных стеллажах. Трубы укладываются рядами, а между рядами помещаются деревянные прокладки. Резьбовые концы труб смазы­ ваются консистентной антикоррозионной смазкой и защ:w:щаются п~едохранительными кольцами и ниппелями. Неисправные трубы

укладывают отдельно.

Трубы, направляемые на ремонт, должны быть рассортирова­

ны по типоразмерам и по группам прочности материала.

Учет работы и движения парка труб

Все НКТ после подготовки их к эксплуатации в трубном ЯОk

разделении - на основании заказа-заявки нефтегазодобывающих

предприятий, согласованных с производственным объединением,

собираются в комплекты. На каждый комплект составляется пас.:­

порт-журнал в двух экземплярах, один из которых вместе с комп­

лектом труб передается в НГДУ, а второй хранится в трубном

подразделении.

Паспорт-журнал на скважинный комплект НКТ должен содер­

жать следующие документы: заказ-заявку; ведомость учета рабо­

ты комплекта насосно-компрессорных труб; копии актов рассле­

дования аварий с колонной насосно-компрессорных труб, . состав­

ленных в соответствии с РД 39-1-305-79.

Комплекты НКТ передаются нефтегазодобывающим или буро­

вым предприятиям в соответствии с РД 39-2-275-79 «Положение

овзаимоотношениях центральной трубной базы с буровыми и

нефтегазодобывающими подразделениями производственных объ­

единений Миннефтепрома по вопросам подготовки к эксплуатации