Способ ремонта насосных штанг

Изобретение относится к области ремонта подземного оборудования нефтяных скважин, а именно к способам ремонта насосных штанг. Техническим результатом является повышение несущей способности и коррозионной стойкости наиболее изношенных участков штанг, за счет чего увеличивается объем ремонтируемых штанг, вовлекаемых в эксплуатацию. Предложенный способ ремонта насосных штанг включает радиационный контроль, очистку поверхности от отложений парафина, соли и асфальтенов, визуальный и приборный контроль, обрезку головок насосных штанг, высадку новых головок, термическую обработку, горячую правку, охлаждение, дробеструйную обработку тела насосной штанги, механическую обработку головок штанг. При этом участкам тела насосной штанги с недопустимыми дефектами придают повышенные прочность и коррозионную стойкость наложением на них обечаек. Причем сопрягаемые поверхности обечаек заранее очищают до металлического блеска, наносят на них клей с высокой адгезивной способностью, после чего сдавливают до плотного соприкосновения сопрягаемых поверхностей обечаек и насосной штанги, а после выдержки давление на обечайки снимают и создают условия для полимеризации клея.

 

Предлагаемое изобретение относится к области ремонта подземного оборудования нефтяных скважин, а именно к методам ремонта штанг насосных с целью повышения их долговечности и надежности в процессе эксплуатации. Штанги насосные (ШН) являются одним из основных элементов привода штанговых насосов, с использованием которых осуществляется добыча около 50% нефти в России. В процессе эксплуатации штанги осуществляют возвратно-поступательное движение, при этом они подвержены воздействию растягивающих и изгибающих усилий, а также действию компонентов добываемого продукта, агрессивных в коррозионном отношении, например пластовой воды, сероводорода, углекислоты и т.п. Силовое нагружение ШН, усиленное коррозионными процессами, вызывает на наружной поверхности ШН различного рода дефекты: потертости, трещины, коррозионные изъязвления и т.д. Когда дефекты достигают определенных размеров, происходит обрыв штанговой колонны, что вызывает необходимость ее демонтажа с извлечением ШН из нефтяной скважины. Демонтированные штанги подвергают ремонту. Известный способ ремонта описан в работе [1] и заключается в следующем.

После радиационного контроля и очистки ШН от парафина, солей, асфальтенов и других отложений их подвергают визуальному и приборному контролю. Участки ШН с недопустимыми дефектами и головки обрезают, и если оставшаяся длина штанг не менее 7 м, на них выполняются новые головки. В последующем ШН подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений, возникающих в теле штанг в процессе длительной эксплуатации.

В дальнейшем в процессе ремонта выполняются финишные операции: обработка поверхности штанг дробеструйными аппаратами с целью создания сжимающих напряжений в теле ШН и механическая обработка с нарезанием резьбы на головках штанг.

Если в процессе контроля на поверхности отдельных участков ШН выявляются дефекты, опасные для дальнейшей эксплуатации, после обрезки которых длина отремонтированных штанг будет менее 7 м, такие штанги ремонту не подвергаются и выводятся из эксплуатации.

На балансе нефтяных компаний России уже накоплено около 3 млн. штанг (около 60 тыс.т) с недопустимыми дефектами, и их количество постоянно увеличивается.

Значительную часть ШН с недопустимыми дефектами возможно вовлечь в эксплуатационный фонд, если обеспечить повышение несущей способности и коррозионной стойкости наиболее изношенных участков штанг.

Это возможно осуществить, если восстановительный ремонт ШН выполнять по новой технологии в следующей последовательности.

После завершения всех технологических операций традиционного ремонта, но без вырезки участков с недопустимыми дефектами, ШН еще раз подвергают визуальному и приборному контролю, выявляют и отмечают участки штанг с недопустимыми дефектами. Такие участки подвергают дополнительной тщательной очистке до металлического блеска. Параллельно с этими процессами из листовой (полосовой) стали заранее определенных размеров изготовляются заготовки обечаек. Заготовкам обечаек придают форму незамкнутого овала с таким расчетом, чтобы расстояние между продольными кромками овала было несколько больше диаметра ремонтируемой штанги. Внутреннюю поверхность обечаек зачищают до металлического блеска, на их поверхность и поверхность участков ШН с недопустимыми дефектами наносят клей с высокой адгезивной способностью, обечайку надвигают на соответствующие участки штанг и сдавливают до полного соприкосновения внутренней поверхности обечаек с наружной поверхностью ремонтируемых участков ШН. После некоторой выдержки усилие, сдавливающее обечайки, снимают и создают условия для полимеризации клея.

Обечайки и отремонтированные участки ШН воспринимают внешние усилия и коррозионное воздействие совместно, как одно целое, что надежно обеспечивает длительную эксплуатацию штанговых колонн, смонтированных из ШН, отремонтированных по предложенной технологии.

Технический и экономический результат от применения заявляемого объекта заключается в увеличении объемов ремонтируемых штанг насосных.

Предварительные исследования доступной патентной и научно-технической литературы по фондам РГТУ Нефти и газа им. Губкина, Московский институт «Стали и сплавов» показали, что совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения является новой и ранее не использовалась на практике, что позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критериям «новизна» и «изобретательный уровень», а его промышленную применимость считать целесообразной и технически осуществимой, что вытекает из его описания.

Библиография

1. Журнал «Нефть и жизнь», издательство ОАО «Татнефть», №2, 2004, с.14-15.

Способ ремонта штанг насосных (ШН), включающий радиационный контроль, очистку их поверхности от отложений парафина, соли и асфальтенов, визуальный и приборный контроль, обрезку головок ШН, высадку (изготовление) новых головок, термическую обработку, горячую правку, охлаждение, дробеструйную обработку тела ШН, механическую обработку головок штанг, отличающийся тем, что участки ШН с недопустимыми дефектами не обрезают, а им придают повышенные прочность и коррозионную стойкость наложением на дефектные участки обечаек, сопрягаемые поверхности которых заранее очищают до металлического блеска, наносят на эти поверхности клей с высокой адгезивной способностью, после чего обечайки сдавливают до плотного соприкосновения сопрягаемых поверхностей обечаек и ШН, а после определенной выдержки давление на обечайки снимают и создают условия для полимеризации клея.