Исследование разрушения резьбового соединения насосно-компрессорной трубы

UDK: 622.276.5.054.3
DOI: 10.24887/0028-2448-2018-1-82-84
Ключевые слова: насосно-компрессорные трубы (НКТ), свинчивание, износ резьбы, потеря герметичности, промыв
Авторы: Ю.П. Егоров (Томский политехнический университет), И.Л. Стрелкова (Томский политехнический университет), А.Г. Багинский (Томский политехнический университет)

В нефтегазодобывающей отрасли колонна из насосно-компрессорных труб (НКТ) используется для транспортировки нефти или газа и работает в экстремальных условиях эксплуатации. Обеспечение надежности резьбовых соединений в процессе эксплуатации является актуальной задачей.

В статье рассмотрены причины разрушения резьбового соединения трубы и муфты НКТ в процессе эксплуатации одной из скважин.

Для исследования были предоставлены отдельные фрагменты трубы и муфты. При выполнении работы проведен комплекс исследований, включающий: 1) металлографический анализ; 2) оценку загрязненности металла трубы неметаллическими включениями; 3) определение механических характеристик металла трубы и муфты при испытании растяжением; 4) определение твердости резьбы трубы и муфты; 5) исследование геометрических параметров резьбы и соединения. Работы проводились в научно-исследовательской лаборатории механических испытаний и металлографического анализа материалов при кафедре материаловедения и технологии металлов Томского политехнического университета.

Проведен анализ разрушенного резьбового соединения трубы и муфты НКТ марки N80. Установлено, что существенных отклонений в свойствах металла трубы и муфты нет, а также отсутствуют другие специфические дефекты, которые могли бы снижать конструкционную прочность и способствовать ускоренному разрушению резьбового соединения. При анализе взаимного расположения витков резьбы муфты и трубы выявлено несоответствие с ГОСТ Р53366-2009 по длине свинчивания. Макроанализ витков резьбы на трубе и муфте показал наличие участков схватывания и задиров. Это привело к перекосу и заклиниванию резьбового соединения в недовернутом состоянии, перед началом эксплуатации герметичность в соединении отсутствовала. Сочетание высокого давления и малого проходного сечения зазора обеспечило высокую скорость абразивного потока рабочей жидкости и интенсивный износ резьбовых поверхностей трубы и муфты в месте прохождения потока. Появление сквозных промывов привело к падению давления в колонне НКТ.

Установлено, что причиной разрушения послужило механическое повреждение части резьбовой поверхности в момент свинчивания при отсутствии или недостаточном количестве смазывающего материала.

Список литературы

1. Повышение эксплуатационной надежности и срока службы резьбовых соединений нефтяного сортамента / Е.В. Проскурин, И.В. Петров, А.Ю. Журавлев [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 1. – С. 102–104.

2. Анализ причин отказов оборудования и трубопроводов / В.М. Кушнаренко, В.С. Репях, Е.В. Кушнаренко [и др.] // Вестник ОГУ. – 2010. – № 10. – С. 153–159.

3. Божко Г.В. Разъемные герметичные соединения // Вестник ТГТУ. – 2010. – Т. 16. – № 2. – С. 404–420.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.