Способ восстановления насосно-компрессорных труб с изношенными резьбовыми соединениями

 

Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к ремонту и восстановлению работоспособности резьбового соединения труб нефтяного сортамента. Цель изобретения - повышение технологичности восстановления и надежной работы изношенных резьбовых соединений. При этом используются более простое оборудование. Способ восстановления насосно-компрессорных труб включает отвинчивание муфты, навинчивание ее изношенной частью на изношенной резьбовой конец трубы, создание неразъемного соединения муфты с телом трубы. При осуществлении способа восстановления резьбовых соединений труб в результате совместного нагрева конца трубы и сидящей на нем муфты до температуры закалки, при которой проводится релаксация напряжений в соединение, значительно облегчается отвинчивания муфты. Прочность соединения повышается и за счет того, что перед навинчиванием муфты изношенной частью на изношенный резьбовой конец трубы их резьбу смазывают эпоксидным клеем, что повышает прочность соединения.

Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к ремонту и восстановлению нарезных труб нефтяного сортамента.

Известен способ ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ) с поврежденной резьбой, который предусматривает отрезку изношенных резьбовых концов, нарезку новой резьбы и навинчивание новых муфт [1]. К недостаткам данного способа относится необходимость использования большого количества металлорежущего оборудования и мерительного инструмента, а также нерациональное использование металла из-за списания в металлолом большого количества бывших в эксплуатации, но годных к дальнейшему использованию соединительных элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ восстановления НКТ с изношенными резьбовыми соединениями путем разворота муфты, при котором отвинчивают муфту с изношенной резьбой, затем наворачивают ее изношенной частью на тот конец трубы, резьба которого также сработана, и прикрепляют муфту к телу трубы [2]. Однако восстановление НКТ по указанному способу представляет чрезвычайные трудности, поскольку прикрепление муфты к телу трубы предусматривается сваркой, в то же время высокоуглеродистые стали (например, Ст.45, 36Г2С и др. ), из которых изготавливаются нарезные трубы нефтяного сортамента, в частности НКТ, относятся к сталям с ограниченной или плохой свариваемостью и в соответствии с отраслевым стандартом ОСТ 92-1177-77 при их сварке требуют специальной термической обработки и подогрева до температур 150-300^оС. Кроме того, для получения надежных сварных соединений труб, изготовленных из сталей с повышенным содержанием углерода, необходима специальная усложненная технология сварки, предусматривающая облицовку кромок труб и муфт путем наплавления электродной проволоки марки СВО8Г2С, диаметром 1,2-1,6 мм или углеродами марки УОНИ 13/45 с местным предварительным подогревом до 200-250^оС. Нарушение технологии приварки приводит к трещинообразованию сварного шва и, следовательно, непригодности восстановленной трубы к дальнейшему использованию. Кроме того, такой способ не предполагает улучшение качества восстановленных труб, а преследует лишь цель получить прежний качественный уровень. При отвинчивании муфт наблюдается большой процент повреждаемости резьб.

Цель изобретения - повышение технологичности восстановления и износостойкости резьбы.

Достигается это тем, что в способе восстановления НКТ с изношенными резьбовыми соединениями, включающем отвинчивание муфты, навинчивание ее изношенной частью на изношенной резьбовой конец трубы, соединение неразъемного соединения муфты с телом трубы, перед отвинчиванием муфты конец трубы вместе с муфтой нагревают до температуры закалки, выдерживают при этой температуре время релаксационного и закалочного режима, а неразъемное соединение муфты с телом трубы образуют путем нанесения на изношенный резьбовой конец трубы и резьбу муфты перед их свинчиванием слоя эпоксидного клея и выдерживают соединение после свинчивания до отверждения клея.

Отличительные признаки предлагаемого способа, образующие новую совокупность, приводят к неожиданному результату: если новые и отремонтированные НКТ выдерживают до 5-ти свинчиваний-развинчиваний, то восстановленные по предлагаемому изобретению выдерживают до 20-ти свинчиваний-развинчиваний. Такой результат нельзя объяснить только ожидаемым вкладом закалки резьб, так как использование закалки для повышения износостойкости известно (Лачинян Л.А. Работа бурильной колонны. - М.: Недра, 1979), но эксплуатационный эффект от этой операции значительно ниже нашего. По этому способу свободную резьбу подвергают поверхностной закалке индукционным нагревом. При этом неминуемо искажается профиль резьбы. По предлагаемому же способу релаксацию и закалку резьбы проводят в свинченном состоянии, когда витки нипелль-муфты образуют естественные ложементы по отношению друг к другу, что исключает коробление резьбы, улучшает профиль ее (за счет релаксации) и вносит в итоге свой вклад и повышение износостойкости резьбы. На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию существенные отличия.

В сравнении с известным предлагаемый способ позволяет повысить технологичность, использовать более простое оборудование, упростить техпроцессы. Совместный нагрев под релаксацию напряжений и закалку уменьшает энергоемкость процесса, а сама же релаксация напряжений в резьбовом соединении муфта-труба позволяет облегчить отвинчивание муфты малыми крутящими моментами вплоть до отвинчивания от руки. Использование процесса склеивания для создания неразъемного соединения между трубой и муфтой также уменьшает энергоемкость и позволяет исключить воздействие высоких температур на закаленную муфту: ведь в известном способе для создания неразъемного соединения используется сварка. Кроме того, известный способ гарантирует лишь восстановление свойств НКТ, т.е. в известном способе восстановленные НКТ, как и новые, выдерживают не более 5-ти свинчиваний-развинчиваний. По предлагаемому способу восстановленные НКТ выдерживают до 20-ти свинчиваний-развинчиваний. Следовательно, предлагаемый способ обеспечивает получение положительного эффекта.

П р и м е р. Для обработки по предлагаемому способу берут бывшие в эксплуатации НКТ 73 х 5,5 группы прочности Д по ГОСТ 633-70 с муфтами из стали 40ХН. Производят нагрев конца трубы вместе с муфтой до температуры 830^оС. Выдерживают при этой температуре время релаксационного и закалочного режима в течение 20 мин. Закалку нагретых элементов проводят в масло, замеренная твердость после этого составляет 42 НRC. Затем муфту ручным ключом отвинчивают. На изношенную часть муфты и изношенный резьбовой конец трубы наносят эпоксидный клей, свинчивают трубу и муфту по изношенным частям и ожидают затвердевания клея. Стендовые испытания показывают, что восстановленные НКТ выдерживают до 20-ти свинчиваний-развинчиваний.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ С ИЗНОШЕННЫМИ РЕЗЬБОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ, включающий отвинчивание муфты, навинчивание ее изношенной частью на изношенный резьбовой конец трубы, соединение неразъемного соединения муфты с телом трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности восстановления и износостойкости резьбы перед отвинчиванием муфты, конец трубы вместе с муфтой нагревают до температуры закалки, выдерживают при этой температуре время релаксационного и закалочного режима, а неразъемное соединение муфты с телом трубы образуют путем нанесения на изношенный резьбовой конец трубы и резьбу муфты перед их свинчиванием слой эпоксидного клея и выдерживают соединение после свинчивания до отверждения клея.