(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Дефектоскопия бурильных труб


Дефектоскопия труб

11.10.2016

Дефектоскопия труб - одна из подкатегорий неразрушающего ультразвукового контроля, наряду с дефектоскопией основного металла и швов. Данный метод  дефектоскопии - один из самых востребованных услуг для контроля нефте- и газопроводов во многих отраслях промышленности: химической, нефтегазовой, топливной, электроэнергетической и др.

В процессе длительной эксплуатации, равно как и в производстве, трубопроводы подвергаются внутреннему и внешнему воздействию, в ходе которых могут накапливаться различные дефекты (коррозионные повреждения, усталостные трещины, нарушения целостности металла, неметаллические включения, закаты, плены, раковины и др.). Очень важным является своевременное обнаружение таких дефектов до выхода трубопровода из строя. Еще более важным является возможность проведения диагностики без остановки или вывода системы из эксплуатации. Именно поэтому для дефектоскопии труб используются методы неразрушающего контроля, среди них магнитные (магнитной анизотропии, магнитной памяти металла, магнитной проницаемости), акустические (импульсные ультразвуковые, волн Лэмба, фазовые, акустической эмиссии), электрические и оптические (визуальные — эндоскопические, лазерные, голографические).

Такие методы применяются для выявления различных дефектов: нарушения герметичности, контроля напряженного состояния, контроля качества и состояния сварных соединений, контроля протечек и других параметров, ответственных за эксплуатационную надежность трубопроводов.

Среди методик проведения дефектоскопии трубопроводов можно выделить толщинометрию тела трубы и ультразвуковое исследование тела и концов трубы для выявления дефектов продольной и поперечной ориентации.

Ультразвуковая диагностика (УЗД) - наиболее эффективный метод, который превосходит по достоверности полученных результатов рентгенодефектоскопию, гамма-дефектоскопию и радиодефектоскопию.

Ультразвуковая дефектоскопия труб

В дефектоскопах, используемых для ультразвуковой дефектоскопии труб, применяется метод, основанный на акустическом эхо-импульсном зондировании стенки трубопровода с использованием ультразвуковых иммерсионных преобразователей совмещенного типа с перпендикулярным (толщиномер) и наклонным (детектор трещин) вводом луча в стенку трубопровода. Зачастую для контроля труб используют ультразвуковые сканирующие системы - они позволяют существенно уменьшить время контроля при сохранении достоверности и качества.

Физическая природа УЗД - свойство волн отражаться от несплошностей. Действие приборов ультразвукового контроля основано на отправке ультразвуковых импульсов и регистрации отраженных акустических эхо-сигналов или ослабленных сигналов (в случае нахождения приемника сигналов в акустической тени, созданной дефектом). Отправка ультразвуковых импульсов и прием ультразвуковых сигналов производится пьезоэлементами (пьезоэлектрическими преобразователями), преобразующими переменное электрическое поле в акустическое поле и наоборот.

Особенности контроля сварных швов труб разного диаметра

  • Отличительной особенностью сварных швов труб Ø от 28 до 100 мм с Н от 3 до 7 мм является возникновение провисаний внутри трубы. Это становится причиной появления на экране дефектоскопа ложных эхо-сигналов от них во время контроля прямым лучом, которые совпадают по времени с эхо-сигналами, отраженными от надкорневых дефектов, найденных однократно отраженным лучом. В связи с тем, что эффективная ширина пучка сопоставима с толщиной стенки трубы, то отражатель крайне сложно идентифицировать по местонахождению искателя относительно валика усиления. В центре шва также имеется неконтролируемая зона по причине большой ширины валика шва. Все это является причиной низкой вероятности (10-12%) выявления недопустимых объемных дефектов, хотя недопустимые плоскостные дефекты обнаруживаются намного лучше (~ 85 %). Основные характеристики провисания — глубина, ширина и угол смыкания с поверхностью объекта — являются случайными величинами для этого типоразмера труб; средние значения равны соответственно 2,7 мм; 6,5 мм и 56°30'.

  • Трубы Ø от 108 до 920 мм с Н от 4 до 25 мм также соединяют односторонней сваркой без обратной подварки. До недавнего времени контроль данных соединений выполняли с помощью совмещенных ПЭП по методике, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм. Но для такой методики контроля требуется наличие довольно большой зоны совпадений (зоны неопределенности). Это значительно снижает точность оценки качества соединения. Помимо того, совмещенные ПЭП характеризуются высоким уровнем реверберационных шумов, которые затрудняют расшифровку сигналов, а также неравномерностью чувствительности, которую не всегда могут компенсировать доступные средства. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП с целью контроля этого типоразмера сварных соединений нецелесообразно, поскольку по причине ограниченности величин углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей существенно увеличиваются, становится большей и площадь акустического контакта.

  • Трубы Ø от 108 до 920 мм с Н от 4 до 25 мм также соединяют односторонней сваркой без обратной подварки. До недавнего времени контроль данных соединений выполняли с помощью совмещенных ПЭП по методике, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм. Но для такой методики контроля требуется наличие довольно большой зоны совпадений (зоны неопределенности). Это значительно снижает точность оценки качества соединения. Помимо того, совмещенные ПЭП характеризуются высоким уровнем реверберационных шумов, которые затрудняют расшифровку сигналов, а также неравномерностью чувствительности, которую не всегда могут компенсировать доступные средства. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП с целью контроля этого типоразмера сварных соединений нецелесообразно, поскольку по причине ограниченности величин углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей существенно увеличиваются, становится большей и площадь акустического контакта.

Дефектоскопия бурильных труб

Самые уязвимые места бурильной колонны  - места соединения труб с замками (сварными и резьбовыми). Контроль мест соединения труб с замками является приоритетным при дефектоскопии бурильных труб. Данные разрушения представляют собой трещины и образуются чаще всего вследствие возникновения усталости металла.  Кроме этого, различные дефекты (раковины, закалочные трещины, плены, закаты, нарушения сплошности металла, неметаллические включения, усталостные трещины и т.д.) могут быть обнаружены и в теле труб.

В случаях дефектоскопии бурильных труб могут быть 2 сценария - когда контроль осуществляется сразу с восстановлением труб (осмотр, актирование дефектов, оценка возможности восстановления, собственно восстановление), так и просто контроль и дальнейшее принятие решения о возможности или невозможности дальнейшей эксплуатации по результатам контроля.

Лекция 14. ДЕФЕКТОСКОПИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Бурильная колонна является наиболее уязвимой частью буровой установки. Это связано с ее исключительно малым поперечным размером по отношению к длине (порядка 10 ), а также со сложным геологическим строением представленных в стенках скважины пород. Поломка бурильных труб, даже при отсутствии усугубляющих обстоятельств влечет за собой существенные потери времени (спуск аварийного инструмента, ловля оборванной части, подъем и замена оборванной трубы или соединения новыми, повторный спуск бурового инструмента на забой). Потери времени круто возрастают с глубиной обрыва.

Если же обрыв не удается ликвидировать достаточно быстро, то находящийся на забое без вращения и промывки породоразрушающий элемент оказывается под слоем осевшего шлама и тогда обрыв бурильной колонны осложняется прихватом, – аварией на ликвидацию которой могут уходить месяцы.

Поэтому качество бурильных труб в колонне крайне важно и для его поддержания на требуемом уровне стараются принимать все необходимые меры. Вначале качество бурильных труб и их соответствие стандартам проверяется на заводе изготовителе, потом – на трубной базе и далее – на буровой установке. Здесь необходимые замеры проводят как через определенные периоды работы (после бурения определенного метража), так и перед началом и после окончания работ (чаще всего аварийных), в ходе которых предвидятся аномально высокие нагрузки на элементы бурильной колонны.

На прочность бурильных колонн влияет степень их износа, который имеет место в ходе эксплуатации из-за трения бурильных труб о стенки скважины и обсадку. По толщине стенки предельно-допустимый износ бурильной трубы не должен превышать 30 %. Соответственно этому значению рассчитывают предельный износ по наружному диаметру, который равен (14.1)

где – внутренний диаметр, а – толщина стенки. Коэффициент 0.7 дает допустимую толщину стенки после 30 % -ного износа

Однако значения допустимого износа могут уменьшаться в условиях, отличающихся повышенной сложностью (скважины большой глубины, с большой степенью искривления, разведочные скважины и т. п.). Кроме того, допустимое значение износа уменьшается в случае его неравномерности (когда износ с одной стороны трубы больше, чем с другой).

Для контроля износа бурильных труб по диаметру разработаны специальные измерительные средства, одно из которых представлено на рис. 14.1.

Рис. 14.1 Детектор износа бурильных труб

1 – бурильная труба; 2 – вращатель; 3 – обмотки датчика; 4 – резистор; 5 – элемент сравнения; 6 – уставка (реостат); 7 – сигнальная лампа; – напряжение питания катушки 3; – напряжение датчика (падение напряжения на резисторе 4); – напряжение задатчика (уставки); напряжение разности и ; – сила тока в цепи датчика

Детектор износа бурильных труб имеет следующий принцип работы. На устанавливаемую под ротором катушку 3 из блока питания (на схеме не показан) поступает напряжение переменного тока с частотой 2000 Гц. Увеличение частоты питающего напряжения с обычных 50 Гц до 2000 Гц многократно повышает чувствительность датчика. Бурильная труба 1 служит сердечником катушки 3 и увеличивает ее индуктивное сопротивление. Увеличение индуктивного сопротивления за счет бурильной колонны тем больше, чем больше диаметр бурильной трубы.

Напряжение подается на элемент сравнения 5. Из блока питания туда же, в противофазе подается и напряжение уставки (аналогичной частоты.). На выходе элемента сравнения появляется напряжение разности этих двух напряжений , которое выпрямляется, усиливается и через лампу 7 подается на показывающий прибор.

Перед проверкой бурильной колонны определяют необходимое напряжение уставки. Сквозь катушку 3 датчика пропускается бурильная труба стандартного диаметра (без признаков износа) и с помощью реостата 6 стрелка показывающего прибора устанавливается на нуль, что означает, что = 0. Таким образом напряжение уставки оказывается равным по абсолютной величине напряжению датчика в случае, когда через катушку пропускается новая труба данного диаметра.

Проверка степени износа бурильной колонны проводится во время спуска или подъема. Если в результате износа диаметр какой либо из бурильных труб оказывается существенно меньше стандартного, то индуктивное сопротивление катушки 3 уменьшается. Это приводит к росту силы тока в цепи резистора 4, которая равна

, (14.1)

где – сопротивление резистора 4. Рост силы тока приводит к росту падения напряжения на этом резисторе, т.к. . (14.2)

Поскольку при этом получается, что по абсолютной величине > , то на выходе элемента сравнения 5 появляется отличная от нуля разность напряжений . Сигнальная лампа 7 подобрана так, чтобы она загоралась только начиная с определенного минимального значения , например , где – соответствует предельно-допустимому износу. Меньшие значения износа несущественны. При срабатывании сигнальной лампы спуск (или подъем) приостанавливают, износ трубы на интервале, зафиксированном прибором уточняют вручную с помощью мерных скоб и, если подтверждается, что он недопустимо велик, то трубу заменяют и продолжают спуск.

По сравнению с ручным контролем прибор благодаря сигнализации позволяет резко сократить время и повысить надежность контроля износа бурильной колонны .

Рис. 14.2 Детектор толщины стенки бурильной трубы

1 – электрод; 2 – бурильная труба; 3 – резистор; 4 – элемент сравнения; 5 – уставка; – напряжение датчика; – напряжение уставки; напряжение разности и .

Прибор на рис. 14.2 позволяет контролировать соответствие толщины стенки трубы стандарту. Источник постоянного тока подает напряжение на электроды 1, упирающиеся в поверхность трубы. Сила протекающего между электродами по телу трубы тока

, (14.3)

где сопротивление участка трубы между электродами. Это сопротивление тем больше, чем тоньше стенка трубы (меньше сечение проводника). Ток проходит через резистор 3 с сопротивлением , на котором происходит падение напряжения согласно формуле (14.2). Далее напряжение попадает на элемент сравнения 4, где находится разность напряжений датчика и уставки . Последнее также представляет собой напряжение постоянного тока, но с противоположным знаком. После усиления подается на показывающий прибор.

Определение требуемого напряжения уставки производится по куску трубы, толщина стенки которой стандартна. Напряжение уставки при этой процедуре регулируют реостатом 5. После калибровки переходят к контролю бурильной колонны. При = const стенка исследуемой трубы тем тоньше, чем больше показываемое прибором значение ,.

Чаще всего толщина стенки уменьшается в результате износа. Если износ по окружности трубы является равномерным, то уменьшение толщины стенки соответствует износу по диаметру (находимому по детектору износа), и тогда истинную толщину стенки можно определить простым расчетом. Однако износ часто бывает и неравномерным (односторонним), когда толщина стенки нормальна с одной стороны трубы и недопустимо мала с противоположной. Последнее можно установить только детектором толщины стенки.

Прибор позволяет выявить и заводской брак, когда при нормальном наружном диаметре толщина стенки трубы оказывается меньше стандартной.

Рис 14.3. Дефектоскоп бурильных труб ДБТ

1 – бурильная труба; 2 – резьба; 3 – трещина; 4 – генератор импульсов; 5 – пластина пьезокварца; 6 – вода; 7 – корпус датчика; 8 – прямой импульс ; 9 – обратный импульс; 10 –импульс от трещины; 11 – насос; 12 – линия подачи воды; 13 – диаграмма осциллографа

В подавляющем большинстве обрывы бурильной колонны происходят по резьбе 2 бурильных труб. Причина в том, что эта резьба (особенно резьба треугольного профиля) является местом концентрации усталостных напряжений. Эти напряжения возникают в результате изогнутой формы, которую работающая бурильная колонна принимает в скважине и возникающих вследствие этого знакопеременных напряжений изгиба. По сравнению с замковой, трубная резьба является более слабой из-за меньшей высоты нитки и более тонкой стенки трубы. Обрывы трубной резьбы могут также быть результатом заводского брака, связанного с отклонением от стандарта качества стали.

Практика показывает, что от момента начала образования трещины до обрыва трубы обычно проходит существенное время (до нескольких рейсов) за которое трещина постепенно растет по глубине и ширине. Своевременное обнаружение трещины может предотвратить аварию. Однако визуально это сделать невозможно, т. к. трубные резьбы для осмотра недоступны. Трещины обнаруживают дефектоскопом бурильных труб (рис. 14.3).

Источник электрических импульсов 4 посылает их по проводам на пластину кварца 5 с частотой 1.25 – 10 МГц. Пьезокварц обладает свойством преобразовывать электрические импульсы в механические, а механические импульсы в электрические. При поступлении электрического импульса на пластину 5 происходит ее “содрогание” – т. е. механическая деформация. Далее волна механической деформации через заполняющую корпус 7 воду 6 передается на металл трубы 1 и в виде направленного луча 8 движется вдоль впадин резьбы 2 до торца трубы. От торца (поверхность раздела метала и воздуха) импульс 8 отражается и уже в виде обратного импульса 9 снова достигает корпуса датчика и через воду воздействует на пластину пьезокварца. В результате механического импульса пластина пьезокварца генерирует “обратный” электрический импульс. Все описанные процессы происходят до момента прихода от генератора импульсов следующего прямого импульса (укладываются в интервале времени между двумя последовательными импульсами)

Если у какой-либо резьбовой впадины начинает образовываться трещина, то часть прямой волны, не доходя до торца преждевременно поворачивает обратно (в виде волны 10) и “встряхивает ” пьезокварц еще до прихода волны 9, отраженной от торца.

Электрические импульсы прямой волны 8 (от генератора импульсов ) а также обратных волн 9 и 10 регистрируются осциллографом. Высвечивающаяся на экране осциллографа диаграмма 13 представлена на рисунке. На диаграмме (осциллограмме) видны импульсы 8, 9 и 10. На оси абсцисс ( справа-налево) откладывается время поступления импульсов. Первым приходит прямой импульс 8. За ним следует импульс, отраженный от трещины 10 и только после него – импульс 9, отраженный от торца трубы. Такая последовательность импульсов 9 и 10 вызвана тем, что длина пробега до торца и обратно меньше длины пробега до трещины и обратно.

На осциллограмме расстояние по горизонтальной оси времени от начала координат (импульс 8 ) до импульса трещины 10 пропорционально длине от точки установки пьезокварца до трещины, что позволяет установить местонахождение последней. Этому способствует разметка шкалы осциллографа (клетки). Если трещина на резьбе отсутствует, то на осциллограмме останутся только два импульса – 8 и 9 (импульса 10 не будет).

Прибор ДБТ позволяет обнаружить трещину с минимальной глубиной 0.7 мм. На обследование 1000 м бурильных труб затрачивается 300 л. воды, которая закачивается насосом в корпус 7 и свободно из него вытекает. Мощность прибора – 1 квт (в т. ч. 0.7 квт расходует насос 11). Глубина “прозванивания” по длине трубы – до 1.2 м. Проверка резьб может проводиться как во время СПО, так и при нахождении труб на стеллажах.

Рекомендуемая литература: 4. с. 159-164

Контрольные вопросы

1. Почему прочность бурильных труб необходимо регулярно проверять ?

2. Как устроен и работает детектор износа бурильных труб?

3. Как устроен и работает измеритель толщины стенки бурильных труб?

4 Как устроен и работает дефектоскоп резьб бурильных труб?

Предыдущая78910111213141516171819202122Следующая

Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 2495; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

63. Ультразвуковая дефектоскопия бурильных труб. Теневой метод.

При теневом методе контроля ультразвуковые колебания, встретив на своём пути дефект, отражаются в обратном направлении. О наличии дефекта судят по уменьшению энергии ультразвуковых колебаний или по изменению фазы ультразвуковых колебаний, огибающих дефект. Метод широко применяют для контроля сварных швов, рельсов и др.

64. Ультразвуковая дефектоскопия бурильных труб. Эхо-метод.

Эхо-метод основан на посылке в изделие коротких импульсов ультразвуковых колебаний и регистрации интенсивности и времени прихода эхосигналов, отражённых от дефектов. Для контроля изделия ультразвуковой датчик эходефектоскопа сканирует его поверхность. Метод позволяет обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты с различной ориентацией: вертикальные, горизонтальные и др.

65. Ультразвуковая дефектоскопия бурильных труб. Зеркально-теневой метод.

Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля используют вместо или в дополнение к эхо-методу для выявления дефектов, дающих слабое отражение ультразвуковых волн в направлении раздельно-совмещенного преобразователя. Дефекты (например, вертикальные трещины), ориентированные перпендикулярно поверхности, по которой перемещают преобразователь(поверхности ввода), дают очень слабый рассеянный сигнал и донный сигнал благодаря тому, что на их поверхности продольная волна трансформируется в головную, которая в свою очередь излучает боковые волны, уносящие энергию.

66. Ультразвуковая дефектоскопия бурильных труб. Резонансный метод.

Ультразвуковая дефектоскопия наиболее распространена в данное время. Ее принцип заключается в том, что ультразвуковые волны проникая внутрь детали искажаются в месте возникновения дефекта.

Резонансный метод заключается в том, что на деталь направляют ультразвук таким образом чтобы в детали возникла «стояча волна» (длина волны=длине детали). Если в детали есть дефект, то волна не возникает.

67. Ультразвуковая дефектоскопия бурильных труб. Метод акустического импеданса.

Ультразвуковая дефектоскопия наиболее распространена в данное время. Ее принцип заключается в том, что ультразвуковые волны проникая внутрь детали искажаются в месте возникновения дефекта.

Метод акустического импеданса заключается в том что деталь тоже входит в колебательный резонанс. По аналогии с резонансным методом.

68. Капиллярная дефектоскопия.

Капиллярная дефектоскопия может улавливать микротрещины в детали. Осуществляется следующим образом, поверхность детали покрывают спец. веществом (пенетрат), которое обладает высокой проникающей способностью. Может проникать в трещины и задерживаться в них, выделяется цветом и проявляется при ультрафиолетовом излучении. Выдерживают определенное время, после вещество смывают и смотрят на поверхность детали. По разводам будет видна область распространения трещин, либо необходимо облучить ультрафиолетом.

69. Методы восстановления деталей бурового оборудования.

При ремонте деталей машин применяют технологические методы, которые можно разделить на следующие группы: 1) методы меха­нической обработки; 2) постановка дополнительных деталей; 3) сварка и наплавка; 4) металлизация напылением; 5) электро­литические и химические покрытия; 6) применение при ремонте полимерных материалов; 7) методы пластического деформирова­ния; 8) паяние; 9) электрофизические и электрохимические ме­тоды обработки.

Изнашивание деталей часто приводит к нарушению посадки в сопряжении: увеличиваются зазоры и нарушается форма поверхностей. Такие детали при ремонте заменяют или восстанавливают. Стоимость восстановле­ния обычно составляет от 15 до 40% стоимости новых деталей. Восстановление деталей способствует значительной экономии материалов.

Детали, как правило, могут быть восстановлены несколькими способами. Из них выбирают тот, который наиболее выгоден в условиях данного предприятия для данных деталей, и при этом исходят из величины и характера износа материала детали.

Восстановленная деталь должна быть достаточно долговечной и надежной в эксплуатации. Она должна обладать качествами, которые имеются у новой детали. Применяя современные методы ремонта, можно восстановить некоторые детали так, чтобы они обладали лучшими качествами эксплуатации, чем новые.

Чтобы выбрать способ восстановления и упрочнения детали, необходимо знать сроки службы новых и восстановленных деталей.

В основу выбора метода восстановления деталей и сборочных единиц принимают экономическую целесообразность, наличие оборудования и материалов, технологические и конструктивные осо­бенности деталей.

Эксплуатация бурильных труб Сборка и комплектование бурильных труб

Все бурильные трубы сборной конструкции и их соединительные элементы (замки и соединительные муфты), признанные годными после внешнего осмотра, инструментального обмера основных раз­меров и контрольной проверки качества нарезки резьб гладкими и резьбовыми калибрами, подлежат свинчиванию с замками.

Сборка труб с высаженными внутрь и наружу концами типов 1 и 2 по ГОСТ631—75 производится в горячем состоянии в соответствии с действующей Инструкцией [З], а труб с высаженными внутрь и наружу концами и коническими стабилизирующими поясками (ти­пы 3 и 4 по ГОСТ 631—75) — по специальной Инструкции ВНИИБТ — РД 39-2-286—79 [8].

Для лучшего сопряжения соединяемых деталей (типы 1 и 2 по ГОСТ631—75) необходимо производить селективный подбор зам­ковых деталей (или соединительных муфт) к трубам по фактиче­ским натягам резьб.

На конец трубы с резьбой, имеющей натяг в пределах плюсово­го допуска (2,4—4,8 мм), подбирают для навинчивания замковую деталь с резьбой, имеющей натяг в пределах минусового допуска (8—5,6 мм), и, наоборот, на конец трубы с резьбой, имеющей на­тяг в пределах минусового допуска (2,4—0 мм), навинчивают зам­ковую деталь с повышенным натягом в пределах 8—10,4 мм. На конец трубы с резьбой, имеющей номинальный натяг 2,4 мм, навинчивают замковую деталь с номинальным натягом резьбы. Сле­довательно, суммарные натяги при сборке труб типов 1 и 2 (ГОСТ 631—75) с замками (ГОСТ 5286—75) должны составлять 10,4мм.

При подборе замков к трубам желательно также обратить вни­мание на отклонения по конусности их резьб. При этом труба и за­мок должны иметь однозначные отклонения со стороны большего диаметра конусов резьбы или, наоборот, только со стороны меньше­го диаметра конусов.

Концы подобранных деталей (трубы и замка) должны быть за­маркированы одним и тем же знаком.

Прочность и плотность соединения достигаются навинчиванием вручную на трубу предварительно нагретой замковой детали. Бла­годаря тепловому расширению нагретая деталь замка может быть навинчена вручную и доведена до заранее установленных отметок. При сжатии трубы охлажденным замком создается возможность без больших усилий при креплении создать напряженное состояние в сопрягаемых деталях. В этом случае заедания резьбы не проис­ходит. Крепление замков в горячем состоянии — наиболее совершен­ный метод сборки — получило широкое применение в нефтепро­мысловой практике.

Контроль процесса свинчивания допускается производить по метке, нанесенной на трубу с помощью керна. На определенном расстоянии от торца подготовляемого конца трубы в сторону ее тела набивают метку, служащую в дальнейшем ориентиром для осевого перемещения нагретой детали замка.

Замковые детали рекомендуется нагревать с помощью специаль­ных установок индукционного нагрева замков УИНЗ-1, разработан­ных в АзНИПИнефти. Температуру в процессе нагрева замков контролируют путем непосредственного измерения соответ­ствующим прибором—термоэлектрическим пирометром, отсчета времени нагрева при постоянном режиме работы печи, при помощи реле времени или другими способами, обеспечивающими необходи­мую точность замера.

С целью повышения герметичности резьбу труб перед навинчиванием нагретых замковых деталей смазывают.

Перед свинчиванием извлеченной из печи нагретой детали зам­ка резьбу ниппеля или муфты очищают от окалины. Для этого зам­ковую деталь устанавливают вертикально трубным концом вниз, а затем постукивают молотком по наружной поверхности.

Нагретую деталь замка навинчивают на трубу по возможности быстро, усилием одного оператора, до полной остановки ее. При навинчивании допускается легкое постукивание молотком по замку. Соединение считается правильно закрепленным, если торец дета­ли замка совпадает с предварительно поставленной меткой-ориен­тиром или перекрывает ее. В тех случаях, когда торец детали зам­ка не дойдет до метки, соединение бракуется. Дополнительное до-крепление резьбового соединения после охлаждения детали замка не допускается.

Для обеспечения высокого качества крепления резьбового сое­динения рекомендуется процесс нагрева и навинчивания замков на трубы производить в закрытом помещении.

При проведении работ по горячему креплению замков необходимо обеспечить условия техники безопасности, промышленной сани­тарии и электробезопасности.

При качественной сборке бурильных труб с замками проверка герметичности опрессовкой не обязательна.

Прочности и плотности соединения можно достичь и навинчиванием детали замка на бурильную трубу вручную с последующим принудительным докреплением резьбового соединения машинными ключами с обеспечением необходимого крутящего момента. В этом случае прочность и плотность соединения достигаются за счет де­формации сопрягаемых поверхностей, получающейся вследствие осевого перемещения одной детали по отношению к другой и при­водящей, как правило, к заеданию и порче резьбы. В настоящее время этот способ почти полностью заменен описанным выше более совершенным способом крепления замков в горячем состоянии.

Все бурильные трубы, поступившие в трубное подразделение, подготовляются к эксплуатации и на основании заказа-заявки бу­ровых предприятий, согласованной с производственным объедине­нием, собираются в комплекты, которые в последующем в значи­тельной степени упростят их учет и отработку.

В комплект включаются бурильные или утяжеленные бурильные трубы одного типоразмера, одной группы прочности и, если это возможно, одного завода-изготовителя. Запрещается разобщать комплект. В исключительных случаях разрешается дополнять его новыми трубами того же типоразмера и такой же группы проч­ности, что и трубы комплекта, или трубами с более высокими ме­ханическими показателями. Новые бурильные трубы можно вво­дить в комплект на протяжении только данного календарного го­да; после окончания года пополнение комплекта новыми трубами следует прекратить.

Состав комплекта по количеству бурильных труб и длине не ограничивается, а устанавливается буровым предприятием, как пра­вило, исходя из проектных глубин скважин, прочностных характеристик труб и удобства их учета.

Каждому комплекту бурильных труб присваивается свой поряд­ковый номер, а всем трубам, вошедшим в комплект, свои порядко­вые номера внутри комплекта. Все трубы маркируются. Трубы ком­плекта маркируют стальными клеймами с высотой цифр и букв не более 20 мм с закругленными контурами. Глубина маркировки на теле трубы не должна превышать 1 мм.

Маркировку наносят на ниппельном конце труб: сборной кон­струкции—на высаженной части на расстоянии 20—25 мм от нип­пеля; труб с приваренными замками — на хвостовике ниппеля на расстоянии 20—25 мм от конической части; утяжеленных труб — на теле на расстоянии 300—500 мм от упорного уступа; ведущих— на цилиндрической поверхности.

Маркировка включает: порядковый номер комплекта, группу прочности и толщину стенки труб, последнюю цифру года ввода трубы в эксплуатацию и порядковый номер трубы в комплекте.

Пример маркировки бурильной трубы: 20 ЕЮ 2 41. Здесь 20— порядковый номер комплекта; Е—группа прочности; 10—толщи­на стенки; 2 — последняя цифра года ввода в эксплуатацию и 41— порядковый номер трубы в комплекте.

Составление комплекта оформляется специальным актом и к этому акту прилагается опись труб комплекта. На каждый комплект в двух экземплярах составляется отдельный паспорт-журнал. Один экземпляр паспорт-журнала хранится в трубном подразделении, а другой экземпляр или выписка из него передается буровому масте­ру, эксплуатирующему данный комплект труб. Получение буровым мастером документации на комплект подтверждается распиской по специальной форме.

Подготовленные и оформленные комплекты бурильных труб пе­редаются буровым или нефтегазодобывающим предприятиям в со­ответствии с действующим руководящим документом.

Передача комплекта труб предприятиям и приемка их обратно в ремонт оформляются соответствующими актами.

Формы упомянутых выше «Заказ-заявки», «Акта на составление комплекта», «Описи труб комплекта», «Паспорт-журнала», «Вы­писки из паспорт-журнала», «Расписки в получении паспорт-жур­нала» и «Актов на передачу комплекта» приведены в руководящем документе РД 39-1-456—80 [2].

Все бурильные трубы и замки к ним, утяжеленные бурильные трубы и ведущие трубы, прошедшие контрольную проверку и при­знанные годными для эксплуатации, включают в действующий парк бурильных труб трубного подразделения — трубной базы нефтепредприятия. Парк бурильных труб состоит из труб для выполне­ния основных работ (оборотных) и из труб ремонтного резерва для выполнения вспомогательных работ (необоротных). К трубам для выполнения основных работ относятся бурильные, утяжеленные и ведущие трубы. В состав ремонтного резерва включаются трубы

промывочные, для разбуривания цементных пробок, ловильные, а также трубы для спуска обсадных колонн секциями и потайных ко­лонн.

Для обеспечения нормальных условий проводки скважины до ввода ее в бурение для нее создается индивидуальный набор бу­рильных труб, объединяющий в единую группу все комплекты, предназначенные для данной скважины и обеспечивающие успеш­ную безаварийную ее проводку. Набор бурильных труб для вы­полнения основных работ для каждой скважины закрепляют за ней на все время от начала бурения и до сдачи скважины в эксплуата­цию. Набор бурильных труб для данной скважины полностью по­дается на буровую до начала ввода ее в работу или трубы из этого набора подаются комплектами для бурения каждого последующе­го интервала. Наборы ремонтного резерва подаются на буровые по мере надобности.

Для определения состава индивидуального набора, расчета ко­личественного и качественного состава парка бурильных труб для основных и вспомогательных работ, а также для расчета потреб­ности в бурильных трубах на замену изношенных и для пополнения парка труб следует пользоваться руководящим документом РД 39-2-448—80 [4].

Дефектоскопия бурильных труб

При бурении нефтяных и газовых скважин могут происходить аварии, связанные с поломкой элементов бурильной колонны. Наи­более слабое место в бурильной колонне — резьбовые и сварные соединения бурильных труб с замками, по которым чаще всего происходят поломки. Установлено, что разрушения труб носят усталостный характер и являются следствием возникновения и раз­вития трещин на этих участках при воздействии на бурильную ко­лонну знакопеременных нагрузок.

Для выявления в теле труб и в их соединениях дефектов типа несплошностей при их изготовлении, а также и при эксплуатации широко внедряются методы дефектоскопического контроля качест­ва труб, позволяющие обнаруживать и определять местоположение таких дефектов, как закалочные трещины, раковины, закаты, пле­ны, неметаллические включения и другие нарушения сплошности металла, к которым можно отнести и усталостные трещины.

Методы дефектоскопии позволяют осуществлять проверку но­вых труб на участке отделки на трубопрокатных заводах, при про­филактическом контроле бывших в эксплуатации бурильных труб на проверочном участке трубно-инструментальных баз, а также непосредственно над устьем скважины при подъеме или спуске бу­рильной колонны.

Для осуществления дефектоскопического контроля труб в неф­тяной промышленности разработаны руководящие документы, со­держащие методики контроля участков трубной резьбы, сварного шва и тела труб.

Инструкция «Неразрушающий контроль бурильных труб» пред­назначена для работников служб дефектоскопии буровых предпри­ятий нефтяной промышленности Советского Союза и содержит ме­тодики контроля участков трубной резьбы, сварного шва и тела бурильных труб. Приведенные в ней методики контроля основаны на ультразвуковом эхоимпульсном методе, при котором акустиче­ский контакт создается щелевым способом, а в качестве контакт­ной жидкости обычно используется вода. Включение и подготовка дефектоскопа к работе производятся в соответствии с инструкци­ями по эксплуатации самого дефектоскопа и установки, в которую он входит.

Для работников лаборатории неразрушающего контроля произ­водственных нефтегазодобывающих объединений предназначена Методика ультразвуковой дефектоскопии зоны сварного шва бу­рильных труб типа ТБПВ и классификация труб по результатам контроля (РД 39-2-381—80). В ней приведены приемы и последо­вательность дефектоскопии зоны сварного шва труб типа ТБПВ с не полностью удаленным гратом и выявления усталостных трещин» развивающихся в галтели опорного уступа муфты, а также крите­рии классификации и отбраковки труб по результатам контроля сварного шва.

Бурильные трубы с высаженными концами и коническими ста- билизирующими поясками типов 3 и 4 (ГОСТ 631—75) в процессе эксплуатации разрушаются в основном по гладкой части —преиму­щественно в переходной зоне или в теле трубы. Поэтому их резь­бовые соединения обычно не подвергаются дефектоскопическому контролю. Однако иногда из-за нарушения технологии при сборке труб с замками диаметральный натяг соединения не выдержива­ется. Для устранения подобных случаев рекомендована методика дефектоскопического контроля качества сборки бурильных труб с коническими стабилизирующими поясками. Данная методика предусматривает косвенное определение с помощью дефектоскопи­ческой аппаратуры фактического диаметрального натяга собран­ных с замками труб, что позволяет оценить их работоспособность.

Для проверки качества бурильных труб в промысловых усло­виях применяется ряд конструкций дефектоскопической аппарату­ры и установок, краткие характеристики которых приводятся ниже.

Дефектоскопия труб — способы и методы поиска дефектов

Приобретая трубы для своих надобностей, каждый покупатель имеет право потребовать у продавца сертификат качества, в котором приведены данные о партии труб, стали и производителе. Там же может содержаться информация о проведенных испытаниях.

Это очень важная информация, которая дает нам понять, что труба не только произведена в соответствии с ГОСТом или ТУ, но еще и испытана на прочность и наличие дефектов различного типа.

Для проведения этих испытаний используется различное оборудование. Но испытывать можно не только новые трубы, но и трубы, находящиеся в составе трубопроводов и даже буровых установок.

Оборудование для испытания трубных изделий на производстве

После изготовления стальные трубы подвергаются различным испытаниям.

Это такие испытания, как:

  • испытание на твердость;
  • на растяжение;
  • на сплющивание;
  • на загиб;
  • испытание гидравлическим давлением;
  • на наличие сплошности и однородности металла.

Ультразвуковая дефектоскопия

Дефектоскопия позволяет проверить изделия именно на наличие дефектов, описанных в последнем пункте перечня.

Она позволяет обнаружить изъяны, имеющиеся как на наружной, так и на внутренней поверхности и даже в толще стенки трубы.

Ультразвуковая дефектоскопия регламентируется согласно ГОСТ 17410-78. Этот стандарт распространяется только на прямые однослойные бесшовные металлические трубы, изготовленные из черных или цветных металлов и сплавов.

При этом ультразвуковые волны отражаются от раздела сред, имеющих различнео акустическое сопротивление. Чем больше акустическое сопротивление. Тем больше волн отразится.

К примеру, если в металле трубы есть включения, то обычно они содержат воздух, акустическое сопротивление которого значительно больше, чем у металла, поэтому волны отразятся практически полностью. Преимуществом этого метода является то, что он не разрушает и не повреждает изделие, проходящее контроль.

Дефектоскопы потока рассеяния DRT

Дефектоскопы обеспечивают контроль стальных ферромагнитных труб, имеющих наружный диаметр от 20 до 650 мм методом неразрушающего контроля.

Для контроля труб необходимо поступательно-вращательное их движение, которое обеспечивается использование рольганга. При этом труба проходит через систему датчиков потока рассеяния SRT. Во время работы прибора обработанный сигнал в реальном времени отражается на осциллоскопе и синхронно записывается.

При этом есть возможность оснащения системы краско-маркирующими устройствам, которые отмечают место расположения обнаруженного дефекта. Вихретоковая дефектоскопия используется для контроля качества труб не только во время их производства, но и при входном контроле на предприятиях, использующих эти изделия.

Вихревой дефектоскоп

Дает возможность контроля дефектов труб из немагнитных и ферромагнитных сплавов, а также из цветных металлов.

Прибор выявляет такие изъяны, как:

  • нарушение сплошности;
  • ужимы;
  • непровары;
  • закаты;
  • трещины;
  • волосовины;
  • рванины;
  • неметаллические включения.

Использование труб с перечисленными дефектами может привести к возникновению техногенных катастроф и аварий. Дефекты возникают как при плохой настройке производственного оборудования, так и использовании некачественного сырья.

Вихретоковый дефектоскоп можно легко встроить в действующие производственные линии. Он позволяет проводить контроль изделия прямо в процессе его изготовления, что значительно снижает расходы на отбраковку некачественной продукции.

В основе метода лежит анализ взаимодействия внешнего электромагнитного поля с магнитным полем, производимым вихревыми токами, которые наводятся в контролируемом изделии при помощи возбуждаемой катушки. При этом контроль проводится без взаимодействия с исследуемой трубой, что позволяет сохранять технологическую скорость производственной линии.

Оборудование для поиска дефектов в действующих трубопроводах или установках

Обнаружение коррозионных дефектов в действующих трубопроводах водоснабжения

Это способ базируется на использовании двух пар акустических датчиков. Один их датчиков каждой пары улавливает продольные колебания, а второй – поперечные.

Обработка сигналов, поступивших от датчиков во время проведения испытаний, позволяет достаточно точно определить характер и расположение имеющихся дефектов. Этот способ используется для трубопроводов, имеющих диаметр более 80 мм и толщину стенки в пределах 5 – 15 мм.

Дефекты, которые надежно обнаруживаются предлагаемым методом:

  • локальное уменьшение толщины стенки трубы до 50% от первоначальной;
  • дефекты сварных швов;
  • серия язв (с их простиранием вдоль оси трубы более 100 мм);
  • раскрытие даже самых малых трещин.

Самыми уязвимыми местами колонны являются соединения труб с замками (сварные и резьбовые).

Эти разрушения образуются вследствие возникновения усталости металла и чаще всего представляют собой трещины.

Контроль резьбовых участков труб производится с помощью передвижной комплексной дефектоскопической установки типа ПКДУ-1. Трубы контролируют при помощи выносных датчиков, соединенных с пунктом контроля кабелями длиной до 60 м.

Неразрушающий контроль тела стальных насосно-компрессорных труб производится установкой ДИНА-1. Ее работа основана на магнитноиндукционном методе.

Толщину стенок алюминиевых и стальных бурильных труб, насосно-компрессорных установок и обсадных труб проверяют с помощью толщинометра БУИТ-1. Его действие основано на измерении временного промежутка между импульсами ультразвука, отраженными от внутренней и наружной стенки трубы. При этом не нет необходимости очищать поверхность труб от ржавчины и краски, так как ввод ультразвука производится бесконтактным способом.

Это лишь малая часть приборов, используемых для проверки целостности как производимых, так и уже работающих труб. Обычному потребителю эти приборы чаще всего недоступны, поэтому его задачей является визуальный осмотр труб при их покупке и проверка прилагаемого к ним сертификата. Трубы для своего хозяйства лучше приобретать в больших проверенных магазинах строительных товаров. Там вероятность купить заведомо некачественный товар гораздо меньше.

Дефектоскопия бурильных труб | VseOBurenii.com - Все о бурении!

В процессе бурения скважин, существует вероятность выхода из строя элементов бурильной колонны. Разрушения труб являются усталостными; ввиду воздействия знакопеременных нагрузок на бурильную колонну, в наиболее слабых местах возникают и развиваются трещины. Наиболее слабыми местами в бурильной колонне являются сварные и резьбовые соединения бурильных труб с замками. Именно в этих местах поломки происходят чаще всего.

С целью выявления дефектов по телу труб и их соединений, довольно широко применяются способы дефектоскопического контроля, которые позволяют выявить и определить местоположение следующих дефектов: – раковины; – закалочные трещины; – плены; – закаты; – нарушения сплошности металла; – неметаллические включения;

– усталостные трещины и т.д.

С использованием современных способов дефектоскопии, существует возможность выполнить проверку новых труб на трубопрокатных заводах, а также произвести профилактический контроль бурильных труб, которые уже были в эксплуатации либо на участках трубно-инструментальных баз, либо непосредственно на буровом участке во время спуско-подъемных операций.

Стеклопластиковые трубы для холодного водоснабжения выбирайте и заказывайте по этому сайту. Качественная продукция и очень низкие цены!


Смотрите также