Способ обработки насосно-компрессорной трубы

Авторы патента:

B23P6/00 - Восстановление или ремонт изделий (правка или восстановление формы листовых металлов, металлических стержней, металлических труб, металлических профилей или специфических изделий, изготовленных из них B21D 1/00,B21D 3/00; восстановление дефектных или поврежденных изделий путем наплавки B22D 19/10; способы или устройства, отнесенные к одному из других подклассов, см. соответствующий подкласс)

B21J5/00 - Особые способы и устройства для ковки или прессования (для обработки листового, сортового или профильного металла и труб B21D; для обработки проволоки B21F); специальное оборудование или принадлежности для этих целей

Владельцы патента RU 2628803:

Иванов Кирилл Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области металлургии, нефтяного машиностроения и ремонта подземного оборудования нефтяных скважин и может быть использовано для изготовления и ремонта (восстановления) насосно-компрессорных труб (НКТ). Для повышения эксплуатационного ресурса, возможного срока эффективного использования, повышения несущей способности резьбовых соединений бывших в эксплуатации НКТ подготавливают заготовку из бывшей в употреблении насосно-компрессорной трубы, имеющей отклонение по толщине стенки от 20 до 45% от номинальной величины, нагревают концы заготовки трубы под высадку до температуры 950-1300°C, фиксируют трубу с помощью зажима и осуществляют высадку каждого конца трубы на длину 60-350 мм на горизонтально-ковочной машине либо гидравлическом прессе, со степенью деформации от 20 до 70%. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Известен способ высадки концов насосно-компрессорных труб, включающий формирование наружной поверхности высаженной части насосно-компрессорной трубы и зоны, расположенной за упомянутой высаженной частью, посредством высадочной матрицы и формирование внутренней поверхности высаженного конца насосно-компрессорной трубы посредством высадочного пуансона (RU 2414983 C2).

Известен способ ремонта штанг насосных, включающий радиационный контроль, очистку их поверхности от отложений, включающий радиационный контроль, очистку их поверхности от отложений и загрязнений, визуальный и приборный контроль, обрезку головок штанг, высадку новых головок, термическую обработку, горячую правку, охлаждение (RU 2359104, B23P 6/00, 20.06.2009).

Наиболее близким аналогом является способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов труб до Ac₃+(150-250)°C, фиксацию трубы одновременно в двух местах, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине с заданной степенью деформации, нагрев под отпуск до температуры 300-360°C путем пропускания электрического тока по всему объему трубы с выдержкой 1-3 мин (RU 2500821 C1, C21D 9/08, 10.12.2013).

НКТ в процессе эксплуатации подвержены коррозионным, эрозионным факторам, механическому износу и негативному воздействию жидкостного трения. Это ведет к износу и уменьшению толщины стенки по всему сечению и длине трубы. Износ и коррозия проходят как по наружной, так и по внутренней поверхностям трубы, зачастую неравномерно. Наличие в продукции скважины коррозионно-активных веществ также обуславливает коррозионный износ труб. В скважинах, эксплуатируемых штанговыми насосами, интенсивному механическому износу подвергается внутренняя поверхность труб.

В процессе эксплуатации трубы подвергаются напряженно-деформированному нагружению. Ослабление несущей способности для труб НКТ характерно в месте резьбового соединения и обусловлено уменьшением толщины стенки трубы в процессе нарезания резьбы. Основными концентраторами напряжений являются впадины резьбы, уменьшающие толщину стенки на величину высоты профиля резьбы. Так, для самого распространенного в нефтедобывающей отрасли типоразмера НКТ диаметром 73 мм и номинальной толщиной стенки 5,5 мм, номинальная высота профиля резьбы равна 1,412 мм.

Насосно-компрессорные трубы, бывшие в эксплуатации и поступившие в ремонт, проходят контроль наличия дефектов и остаточной толщины стенки неразрушающими методами контроля. При превышении максимально допустимого износа стенки, указанного в Таблице 1, НКТ списывают как не пригодные для дальнейшей эксплуатации, так как не обеспечиваются несущие характеристики в месте резьбового соединения. Кроме того, при нарезании резьбы не обеспечивается минимальная толщина стенки под резьбой в плоскости торца трубы, установленная нормативно-технической документацией.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эксплуатационного ресурса, возможного срока эффективного использования, повышение несущей способности резьбовых соединений бывших в эксплуатации НКТ, увеличение объема ремонто-пригодных, вовлекаемых в эксплуатацию, труб и увеличение количества возможных ремонтов труб НКТ.

Для достижения технического результата способ восстановления бывшей в эксплуатации насосно-компрессорной трубы включает отрезку резьбовых концов, очистку внутренней и наружной поверхностей трубы от различных отложений и загрязнений, контроль неразрушающим методом толщины стенки трубы и наличия сквозных дефектов, нагрев концов труб, фиксацию трубы, формообразование каждого конца трубы путем высадки, с заданной степенью деформации, термическую обработку трубы, нарезание резьбы, причем используют бывшую в эксплуатации насосно-компрессорную трубу, имеющую отклонение по толщине стенки от 25 до 45%, нагрев под высадку концов трубы длиной 100-600 мм осуществляют до температуры 950-1300°C, при этом фиксацию трубы ведут с помощью отдельного зажимного устройства, а формообразование концов трубы длиной 60-350 мм проводят со степенью деформации от 20 до 70% с обеспечением на упомянутой длине участков с геометрическими размерами, соответствующими требованиям к новым насосно-компрессорным трубам согласно нормативно технической документации.

Предлагаемый способ восстановления насосно-компрессорных труб, с формированием на длину 60-350 мм от торца бывшей в эксплуатации трубы, имеющей износ и коррозионные повреждения, участков с геометрическими размерами, соответствующими требованиям к новым НКТ согласно нормативно технической документации, проводят с помощью горячего формообразования на горизонтально-ковочной машине или на гидравлическом прессе. В процессе восстановления труба проходит этапы предварительной подготовки, включающие в себя операции отрезки резьбовых концов, очистки внутренней и наружной поверхностей от парафина, солей, асфальтенов и других отложений, контроля неразрушающими методами остаточной толщины стенки трубы и наличия сквозных дефектов. Труба, попадающая по степени износа толщины стенки в интервал от 20 до 45% от номинальной толщины, может быть подвергнута восстановлению по предлагаемой технологии. Конец трубы на длину от 100 до 600 мм нагревают до температуры 950-1300°C, нагретый конец перемещают в рабочую зону формообразующей машины, при этом трубу фиксируют в отдельном зажимном устройстве, находящемся вне габаритов машины. Усилие и площадь зажима исключают осевое перемещение трубы от усилия деформации при горячем формообразовании конца трубы, обеспечивая при этом сохранность исходных параметров восстанавливаемой трубы в месте зажима. Нагретый конец подвергают комбинированной высадке со степенью деформации от 20 до 70%. Разнотолщинность стенок восстанавливаемых труб (износ от 20 до 45% от номинальной толщины стенки) приводит к ненормируемым фактическим усилиям зажима от штамповой оснастки формообразующей машины. Конструкция штамповой оснастки машины (на чертеже не показана) выполнена таким образом, что матрицы являются формообразующим элементом, не выполняя функции удержания заготовки от осевого перемещения при воздействии деформирующей нагрузки от пуансона. Излишки металла (торцевой и боковой облой), необходимые для заполнения формы штамповой оснастки, удаляются. При необходимости достижения мелкозернистой структуры проводят термическую обработку. В дальнейшем на восстановленных по предлагаемому способу концевых участках трубы нарезают резьбу согласно требований нормативно-технической документации.

Примеры реализации способа.

Пример 1.

Обработке подвергают насосно-компрессорную трубу (ГОСТ 633-80) группы прочности «Д», номинальным диаметром 73 мм, номинальным внутренним диаметром 62 мм, номинальной толщиной стенки 5,5 мм, бывшую в эксплуатации, имеющую износ и коррозионные повреждения как наружной, так и внутренней поверхностей, фактической минимальной толщиной стенки по длине и сечению трубы достигающей от 3,6 до 5,3 мм, фактическим наружным диаметром, достигающим 72,1 мм, фактическим внутренним диаметром от 63 до 65,9 мм, длиной 9,1 м из стали марки 45Г2, исходной структурой, имеющей размер зерна 7-8 баллов. Предварительно концы труб на длину 350 мм нагревают в щелевой газовой печи до температуры ковки 1140°C, после этого проводят подачу трубы в рабочую зону горизонтально-ковочной машины и фиксацию в отдельном зажимном устройстве. Производят высадку за один проход пуансона со степенью деформации от 46 до 55%, где формируют высаженный конец длиной 85 мм с фактическим наружным диаметром 73 мм, фактическим внутренним диаметром в плоскости торца трубы и на длину не менее 80 мм, равным 62 мм, с допускаемыми отклонениями согласно ГОСТ 633-80, ГОСТ Р 52203-2004, РД 39-136-95, ГОСТ Р 53366-2009. Трубу после формообразования высадкой охлаждают на спокойном воздухе до температуры цеха (20°C). После остывания проводится опиловка выплесков металла, на восстановленных концевых участках нарезается резьба согласно требований ГОСТ 633-80, ГОСТ Р 52203-2004, РД 39-136-95, ГОСТ Р 53366-2009.

Пример 2.

Обработке подвергают насосно-компрессорную трубу (ГОСТ 633-80) группы прочности «К» номинальным диаметром 73 мм, номинальным внутренним диаметром 62 мм, номинальной толщиной стенки 5,5 мм, бывшую в эксплуатации, имеющую механический износ внутренней поверхности (к примеру, от трения абразивных частиц в потоке добываемой жидкости), фактической минимальной толщиной стенки по длине и сечению трубы от 4,5 до 3,5 мм, фактическим наружным диаметром, достигающим 73 мм, фактическим внутренним диаметром от 63 до 64 мм, длиной 9,4 м из стали марки 36Г2С, исходной структурой имеющей размер зерна 7-8 баллов. Предварительно концы труб длиной 250 мм нагревают в индукторе до температуры ковки 1120°C, после этого проводят подачу трубы в рабочую зону горизонтального гидравлического пресса двойного действия и фиксацию в зажимном устройстве. Производят высадку за один проход пуансона со степенью деформации от 36 до 43%, где формируют высаженный конец длиной 100 мм с фактическим наружным диаметром 73 мм, фактическим внутренним диаметром в плоскости торца трубы и на длину не менее 90 мм, равным 62 мм, с допускаемыми отклонениями согласно ГОСТ 633-80, ГОСТ Р 52203-2004, РД 39-136-95, ГОСТ Р 53366-2009. Трубу после формообразования высадкой охлаждают на спокойном воздухе до температуры цеха (20°C). Проводят локальную термическую обработку (отпуск) концевых восстановленных участков трубы на длину не менее 300 мм путем нагревания в индукторе до температуры 620°C. Трубу после отпуска охлаждают на спокойном воздухе до температуры цеха (20°C) с получением мелкозернистой феррито-перлитной структуры с зерном не крупнее 6 балла. После остывания проводится опиловка выплесков металла, на восстановленных концевых участках нарезается резьба согласно требований ГОСТ 633-80, ГОСТ Р 52203-2004, РД 39-136-95, ГОСТ Р 53366-2009.

1. Способ восстановления бывшей в эксплуатации насосно-компрессорной трубы, включающий отрезку резьбовых концов, очистку внутренней и наружной поверхностей трубы от отложений и загрязнений, контроль неразрушающим методом толщины стенки трубы и наличия сквозных дефектов, нагрев концов труб, подачу трубы к формообразующей машине, размещение нагретых концов трубы в рабочей зоне упомянутой машины, фиксацию трубы, формообразование каждого конца трубы путем высадки с заданной степенью деформации, термическую обработку трубы нарезание резьбы, отличающийся тем, что используют бывшую в эксплуатации насосно-компрессорную трубу, имеющую отклонение по толщине стенки от 25 до 45%, нагрев под высадку концов трубы длиной 100-600 мм осуществляют до температуры 950-1300°С, при этом формообразование конца зафиксированной трубы с длиной участка 60-350 мм проводят со степенью деформации от 20 до 70% с обеспечением на упомянутом восстановленном участке геометрических размеров, которые соответствуют новым насосно-компрессорным трубам.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формообразование концов трубы осуществляют путем высадки на горизонтально-ковочной машине.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формообразование концов трубы осуществляют путем высадки на гидравлическом прессе.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после высадки осуществляют локальную термическую обработку сформированного высадкой конца трубы и переходной зоны с обеспечением мелкозернистой структуры стали.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения устойчивости к водородному растрескиванию поверхности магистральной трубы, используемой для высокосернистого газа, имеющей толщину 20 мм или более и прочность на разрыв 560 МПа или более, труба выполнена из стали, содержащей химическую композицию С, Si, Mn, Р, S, Al, Nb, Са, N и О, а также один или более компонентов, выбираемых из Cu, Ni, Cr, Mo, V и Ti, в качестве необязательных компонентов, и остальное Fe и неизбежные примеси.

Толстая высокопрочная кислотостойкая магистральная труба и способ её изготовления // 2620837

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения стойкости к водородному растрескиванию магистральной трубы с толщиной стенки 20 мм или больше и пределом прочности при растяжении, равным 560 МПа или выше, ее выполняют из стали, содержащей С, Si, Mn, Р, S, Al, Nb, Ca, N и О, один или несколько компонентов, выбранных из Cu, Ni, Cr, Mo, V и Ti, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Способ изготовления насосно-компрессорной трубы // 2617808

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб из легированных конструкционных сталей.

Высокопрочные толстостенные стальные трубы, сваренные электрической контактной сваркой, с высокой ударной вязкостью и способ их изготовления // 2613824

Изобретение относится к области металлургии, а именно к толстостенным стальным трубам, которые могут быть использованы для бурения или транспортировки нефти и природного газа.

Высокопрочная бесшовная стальная труба для применения в нефтяной скважине, обладающая высокой стойкостью к растрескиванию под действием напряжений в сульфидсодержащей среде // 2607503

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной бесшовной стальной трубе, пригодной для применения в нефтяных скважинах. Бесшовная стальная труба выполнена из стали, содержащей в мас.%: С 0,15-0,50, Si 0,1-1,0, Μn 0,3- 1,0, Р 0,015 или менее, S 0,005 или менее, Al 0,01-0,1, N 0,01 или менее, Cr 0,1-1,7, Mo от 0,40-1,1, V от 0,01-0,12, Nb 0,01-0,08, Ti 0,03 или менее, В 0,0005-0,003, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Высокопрочные стальные трубы с низким отношением предела текучести к пределу прочности, сваренные электрической контакной сваркой, стальная полоса для труб, сваренных электрической контакной сваркой, и способы их изготовления // 2605396

Изобретение относится к высокопрочной стальной трубе с низким отношением предела текучести к пределу прочности, сваренной электрической контактной сваркой, с отношением предела текучести к пределу прочности 80% или менее и TS 655 МПа или более и способ ее изготовления.

Низколегированная сталь для труб нефтепромыслового сортамента, имеющая превосходное сопротивление сульфидному растрескиванию под напряжением, и способ ее изготовления // 2605033

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированной стали для труб нефтепромыслового сортамента. Сталь имеет химический состав, содержащий, в мас.%: С: от 0,56 до 1,00, Si: от 0,05 до 0,50, Mn: от 0,05 до 1,00, Р: не более 0,025, S: не более 0,010, Al: от 0,005 до 0,100, Mo: от 0,40 до 1,00, V: от 0,07 до 0,30, О: не более 0,010, N: не более 0,03, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Труба из высокоуглеродистой стали с превосходными обрабатываемостью в холодном состоянии, технологичностью и прокаливаемостью и способ ее изготовления // 2600460

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению электросварных труб из высокоуглеродистой стали. Способ изготовления трубы из высокоуглеродистой стали включает получение трубы из высокоуглеродистой стали в качестве исходной трубы из стали, содержащей, мас.%: от 0,25 до 0,60 углерода, от 0,01 до 2,0 кремния, от 0,2 до 3,0 марганца, от 0,001 до 0,1 алюминия, от 0,001 до 0,05 фосфора, от 0,0001 до 0,02 серы, от 0,0010 до 0,0100 азота, от 0,0003 до 0,0050 бора, от 0,0001 до 0,0050 кальция, железо и случайные примеси - остальное.

Бесшовная труба из высокопрочной нержавеющей стали с высокой коррозионной стойкостью для нефтяной скважины и способ её изготовления // 2599936

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам высокопрочных нержавеющих сталей, используемых для изготовления бесшовных труб для нефтяных скважит.

Высокопрочная бесшовная труба из нержавеющей стали нефтепромыслового сортамента и способ её изготовления // 2584100

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению высокопрочной трубы из нержавеющей стали нефтепромыслового сортамента с толщиной стенки более 25,4 мм.

Способ восстановления работоспособности соединения диска с валом закаточного устройства // 2628719

Изобретение относится к восстановлению и ремонту приспособлений для закатки стеклянных банок жестяными крышками в домашних условиях. В месте облома вала на наружной поверхности неметаллического диска выполняют сквозное осевое отверстие диаметром не менее диаметра отверстия проушины поводка и диаметра отверстия на рукоятке.

Способ восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (гтд) // 2627558

Изобретение относится к способу восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД). Определяют линии ремонтного среза бандажных полок.

Способ и устройство защиты от коррозионного растрескивания сварной металлоконструкции // 2626705

Изобретение относится к способу и устройству для защиты от коррозионного растрескивания сварной металлоконструкции. Способ включает заваривание приповерхностных трещин путем пошагового воздействия импульсом тока в зоне растягивающих остаточных сварочных напряжений и обжатие упомянутой зоны динамическими ударами.

Способ восстановления и упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин, имеющих лучевидный износ // 2626129

Изобретение относится к способу восстановления изношенных рабочих органов почвообрабатывающих машин, имеющих лучевидный износ. Осуществляют двухслойную наплавку материалов различной твердости вдоль оси лучевидного износа.

Локализованный ремонт компонента из суперсплава // 2624884

Изобретение относится к области соединения металлов и может быть использовано при ремонте изготовленного из суперсплава компонента газотурбинного двигателя. Способ включает изъятие компонента из эксплуатации, удаление поврежденной части компонента для открытия ремонтируемой поверхности, покрытие ремонтируемой поверхности слоем порошка, включающим материал суперсплава и флюс, воздействие энергетическим лучом на часть поверхности сформированного слоя порошка для плавления выбранной части и образование структурированного первого слоя материала суперсплава, присоединенного к ремонтируемой поверхности и покрытого слоем шлака, удаление слоя шлака с первого слоя материала суперсплава, покрытие, по меньшей мере, первого слоя материала суперсплава дополнительным количеством упомянутого порошка, воздействие энергетического луча на дополнительное количество порошка для изготовления второго слоя материала суперсплава, присоединенного к первому слою и покрытого последующим слоем шлака, удаление последующего слоя шлака.

Способ восстановления рабочей поверхности стенок кристаллизатора // 2624878

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при восстановлении рабочей поверхности стенок кристаллизатора без его разборки. Способ включает очистку рабочей поверхности стенок кристаллизатора, дробеструйную обработку изношенных участков, примыкающих к углам кристаллизатора и расположенных в нижней части рабочих поверхностей стенок, изготовленных из меди или ее сплавов, и высокоскоростное газопламенное напыление на них жаропрочного износостойкого покрытия в виде механически активированного порошка cBN-Ni3Al-Si-C-Co-Y при следующем соотношении компонентов, мас.%: cBN 21-34, Ni3Al 37-40, Si 9-12, С 3-5, Со12-15,Y 5-7, начиная с глубины износа не менее 250-450 мкм, толщиной, не превышающей величину износа.

Способ модификации железосодержащих поверхностей узлов трения // 2623538

Изобретение относится к способу модификации железосодержащих поверхностей трения и может быть использовано для снижения механических потерь на трение, увеличения долговечности трущихся металлических поверхностей в двигателях внутреннего сгорания, агрегатов трансмиссий, ходовой части транспортных средств и может быть использовано для одновременного восстановления металлических трущихся поверхностей.

Способ ремонта ведущих дисков узла сцепления силового агрегата // 2623126

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к способу ремонта узлов силового агрегата. Способ ремонта ведущих дисков узла сцепления включает восстановление опорных поверхностей пазов маховика и шипов ведущих дисков.

Способ восстановления изношенной поверхности шлицов каретки синхронизатора // 2622551

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ремонта деталей, содержащих шлицевые соединения, в частности шлицов каретки синхронизатора. В способе наплавляют проволоку из материала с высокой твердостью на изношенную поверхность в среде углекислого газа, при этом после наплавки поверхность шлицов каретки синхронизатора восстанавливают до номинального размера, требуемой формы и чистоты поверхности готовой детали путем электроэрозионной обработки наплавленного высокотвердого материала с использованием шаблонного графитового электрода-инструмента, изготовленного по форме шлицов каретки синхронизатора с поверхностью в виде копии поверхности сопряжения ответной детали.

Способ получения антифрикционного покрытия на контактирующих трущихся поверхностях // 2622547

Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ.

Способ изготовления прутков из труднодеформируемого сплава на основе хрома // 2625361

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении прутка из труднодеформируемого сплава на основе хрома. Для повышения качества прутка, снижения шероховатости поверхности и измельчения структуры получают слиток из сплава, содержащего, мас.%: Ni 31-35, Ti 0,05-0,3, V 0,1-0,4; W 1-3, примеси - не более: О 0,08, N 0,04, Si 0,1, Al 0,06, Fe 0,5, Σ(Al+Si) - 0,2, Cr - остальное, слиток подвергают гомогенизирующему отжигу путем нагрева до температуры 1100-1200°С в вакуумной печи при давлении 0,1-1,0 Па, выдержке и охлаждению до температуры цеха.