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
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.
