Труба НКТ - страница 2

Насосно-компрессорные трубы: сортамент, характеристики, применение

Насосно-компрессорная труба — основной элемент подземного оборудования нефтяных и газовых скважин. По этим трубам добываемый флюид поднимается от забоя к устью, через них закачиваются технологические растворы и выполняются ремонтные работы. Бесшовная конструкция из специальных марок стали и нормированные резьбы обеспечивают работу при высоком давлении, перепадах температур и контакте с агрессивными средами.

Основная задача нефтегазового трубопровода из НКТ — формирование канала между продуктивным горизонтом и наземным оборудованием. В отличие от обсадных конструкций, НКТ демонтируются для обслуживания и замены изношенных секций.

Размеры труб НКТ по ГОСТ 633-80

Сортамент регламентируется ГОСТ 633-80, ГОСТ Р 52203-2004 и ГОСТ 31446-2017. Основной параметр — наружный диаметр (от 27 до 114 мм). Толщина стенки зависит от диаметра и составляет 3–7 мм в базовом исполнении. Длина секций исполнения А — 10 м, исполнения Б — от 5,5 до 10 м.

При расчёте массы принимается плотность стали 7,85 г/см³. По согласованию с заказчиком допускается изготовление секций длиной до 11 м.

Группы прочности стали

Группа прочности определяет допустимые нагрузки на колонну. ГОСТ 633-80 устанавливает пять групп: Д, К, Е, Л, М. Группа Д — минимальный предел текучести (373 МПа), группа М — максимальный (758 МПа). Для гладких труб и муфт применяются группы К, Е, Л, М. Трубы с высаженными концами изготавливаются из стали всех пяти групп. Углеродистая и легированная сталь марок 20, 30ХМА, 36Г2С обеспечивает необходимый запас механических свойств. Начиная с группы К, обязательна термообработка — закалка с отпуском, что обеспечивает пластичность и ударную вязкость материала.

Виды насосно-компрессорных труб

ГОСТ 633-80 предусматривает четыре конструктивных вида НКТ. Различия определяются способом формирования резьбового участка и влияют на герметичность и равнопрочность соединения. Для глубоких скважин с высоким давлением предпочтительны равнопрочные модификации, поскольку разрушение колонны чаще происходит именно в резьбовой зоне.

Стандарт выделяет следующие модификации:

• Гладкие (НКТ) — муфтовое соединение на конусной резьбе. На участках нарезки прочность снижается на 20–25% относительно тела. Неравнопрочная конструкция.
• С высаженными концами (НКВ) — концы утолщаются горячей высадкой перед нарезкой. Сечение в зоне резьбы сохраняется — равнопрочная конструкция.
• Высокогерметичные (НКМ) — уплотнение «металл по металлу». Торец трубы упирается в выступ внутри муфты, герметичность до 50 МПа. Прочность резьбовой зоны — 80–90% от тела.
• Безмуфтовые (НКБ) — наружная резьба на одном конце, внутренняя — на другом. Секции свинчиваются напрямую. Равнопрочное соединение, давление до 50 МПа.

НКВ и НКБ относятся к равнопрочным конструкциям: высадка концов компенсирует потерю металла при нарезке. Гладкие и НКМ — неравнопрочные, зона резьбы у них ослаблена из-за уменьшения сечения стенки.

Производство НКТ

Трубы изготавливаются методом горячей прокатки из цельной стальной заготовки. Бесшовная технология исключает сварные швы — наиболее уязвимые участки при высоких нагрузках. Каждая секция проходит неразрушающий контроль и гидравлические испытания: 19,7 МПа для групп Д и К, 29,4 МПа — для Е, Л, М.

Основные этапы производства:

• прошивка заготовки и формирование полого тела;
• раскатка до заданного диаметра и толщины стенки;
• калибровка и правка геометрии;
• термообработка (закалка + отпуск);
• нарезка резьбы и гидроиспытания;
• навинчивание муфты, маркировка, упаковка.

Маркировка наносится на поверхность трубы и содержит обозначение стандарта, условный диаметр в миллиметрах, группу прочности, толщину стенки, товарный знак и дату выпуска. Резьба покрывается смазкой для защиты от задиров и коррозии.

Отличия НКТ от обсадных труб

Обсадная колонна фиксируется в стволе скважины и цементируется — она укрепляет стенки и изолирует водоносные горизонты. НКТ размещается внутри обсадной колонны и служит каналом для подъёма флюида — сырой нефти, газа, пластовой воды. НКТ размещается внутри обсадной колонны и служит каналом для подъёма флюида. При необходимости колонна НКТ извлекается для ревизии или смены оборудования.

Принципиальные различия между двумя типами труб:

• Установка — обсадные цементируются, НКТ подвешиваются на устьевой арматуре и многократно извлекаются.
• Диаметры — обсадные от 114 до 508 мм, НКТ — от 27 до 114 мм.
• Нагрузочный режим — обсадная колонна испытывает радиальное давление пород, НКТ — осевые растягивающие нагрузки.

    Ресурс — обсадные рассчитаны на весь период работы скважины (20–30 лет), НКТ подлежат периодическому извлечению и замене изношенных секций.

Защитное покрытие внутренней поверхности снижает гидравлическое сопротивление, предотвращает отложение парафинов и повышает стойкость к коррозии.