Новости - Статьи

Статья ООО «Татнефть-Пресскомпозит» в производственно-техническом нефтегазовом журнале «ИНЖЕНЕРНАЯ ПРАКТИКА». Выпуск №02/2020

В новом выпуске журнала «ИНЖЕНЕРНАЯ ПРАКТИКА» вышла наша статья -

«ПРИМЕНЕНИЕ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ В КАЧЕСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ, В ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИНАХ И СКВАЖИНАХ СИСТЕМЫ ППД»

https://glavteh.ru/применение-стеклопластиковых-труб/

Благодаря своим свойствам, конкурентной стоимости и удобству монтажа стеклопластиковые трубы (СПТ) широко применяются в нефтяной промышленности в составе нефте- и продуктопроводов, в качестве насосно-компрессорных труб (НКТ) и обсадных труб в добывающих скважинах, а также в скважинах системы поддержания пластового давления (ППД).

Эффективность применения СПТ была доказана в ходе их испытаний и внедрения. Так, внедрение стеклопластиковых (СП) НКТ на скважинах осложненного фонда ПАО «Татнефть» позволило сократить количество отказов НКТ и повысить надежность работы оборудования.

Для расширения возможностей использования линейных СПТ в нефтяной промышленности необходимо решить ряд вопросов, связанных с нормативной базой их применения.


В октябре 2016 года в ООО «Татнефть-Пресскомпозит» было запущено производство СПТ для нефтяной промышленности. Рабочее давление труб составляет до 270 атм, температура эксплуатации – до 65ºС для базовой продукции и до 100ºС для продукции специального назначения.

Для соединения СПТ используются три типа резьбы. Первый тип – самоуплотняющаяся резьба, восемь витков на дюйм (8RD) с антифрикционными добавками (рис. 1А). Профиль данной резьбы соответствует ГОСТ 51906, гладкая поверхность витков облегчает сборку и гарантирует отворот, например, в случае подъема НКТ. По запросу ПАО «Татнефть» были организованы и проведены испытания данной резьбы на количество свинчиваний, в ходе которых, в частности, было подтверждено сохранение герметичности при проведении как минимум семи спуско-подъемных операций (СПО). При соединении с помощью данной резьбы трубопроводов рекомендуется использовать герметик, который не позволяет отворачиваться стыкам, например при строительстве и ремонте, а также из-за вибраций при эксплуатации.

Второй тип резьбы – 2RD и 4RD с уплотнительным кольцом (рис. 1Б) дает возможность ускорить и упростить сборку труб большого диаметра.

Третий тип – шлифованная резьба ОТТМ для обсадных труб (рис. 1В) была разработана в конце 2018 года. По результатам проведенных испытаний на герметичность данная резьба позволяет уменьшить стоимость и габариты раструбной части трубы, унифицировать оборудование для спуска стеклопластиковых обсадных труб с оборудованием для стальных обсадных труб с резьбой ОТТМ.

Кроме СПТ и их соединений ООО «Татнефть-Пресскомпозит» производит все виды фасонных изделий – отводы, тройники, равнопроходные, переходные, насосно-компрессорные и обсадные муфты, ответные фланцы и доборные патрубки.

 

Линейные СПТ с соединениями 8RD, 4RD и 2RD

Линейные трубы с соединением 8RD применяются для строительства промысловых трубопроводов диаметром 50-200 мм в составе выкидных трубопроводов, нефтесборных трубопроводов (нефтегазопроводов), а также для строительства  водоводов системы ППД.

Линейные трубы с соединениями 2RD и 4RD с уплотнительным кольцом могут быть изготовлены диаметром 100-300 мм. Используются в составе нефтепроводов, для строительства деэмульгаторопроводов, подводящих водоводов системы ППД,  и для транспортировки деминерализованной воды температурой более 70ºС при обустройстве месторождений сверхвязкой нефти.

Стоимость и скорость строительства СПТ

Стоимость строительства 1 км трубопровода из СПТ сопоставима со стоимостью строительства трубопровода такой же длины из стальных труб с внутренним полимерным покрытием и наружной изоляцией или находится ниже ее уровня (рис. 2).

Стоимость строительства 1 км водовода из СПТ диаметром 80 мм сопоставима со стоимостью строительства водовода из металлопластмассовых труб (рис. 3). В данном случае расчет был сделан для СПТ, предназначенных для эксплуатации в условиях высоких давлений (до 170 атм), поэтому при давлениях 150 и 120 атм конкурентоспособность СПТ будет еще выше.

Еще один аргумент в пользу применения СПТ – высокая скорость сборки трубопроводов без использования сварки – при диаметре трубы 80 мм она составляет 140 м/час (табл. 1). Если для сварки одного стыка стальных труб с внутренним полимерным покрытием и наружной изоляцией диаметром 219 мм необходимо 40 мин, то сборка одного стыка СПТ диаметром 200 мм занимает всего 12 мин. Для сварки одного стыка стальной металлопластмассовой трубы диаметром 89 мм нужно 50 мин, для сборки стыка СПТ аналогичного диаметра – всего 4-5 мин.

Из приведенных данных можно сделать вывод, что применение СПТ во многих случаях оказывается выгоднее и удобнее по сравнению с применением металлических труб с внутренним полимерным покрытием.

 

Поиск трубопровода под землей

Для поиска СПТ под землей были разработаны два решения. Первое – укладка кабеля в изоляции на верхнюю образующую трубопровода с последующей фиксацией кабеля по всей длине трубопровода.

Второе, перспективное решение заключается в поиске по RFID-метке, в которую «вшивается» вся информация о трубе. Вся продукция ООО «Татнефть-Пресскомпозит» снабжается RFID-метками.

Ограничения при применении СПТ

Несмотря на преимущества СПТ, для их широкого применения в нефтедобыче есть ограничения. Первое из них касается ГОСТа Р «Обустройство месторождений нефти на суше. Технологическое проектирование», который был введен в действие 15 апреля 2019 года и пока носит рекомендательный характер. Несмотря на принятие данного документа, по состоянию на апрель 2019 года не было прецедента прохождения проектами ПАО «Татнефть» с использованием СПТ Главгосэкспертизы (ГГЭ), однако такие прецеденты имеются в других компаниях. В настоящее время в ПАО «Татнефть» разрабатываются проекты со стеклопластиковыми трубопроводами для их последующего направления в ГГЭ.

Второе ограничение касается ГОСТа Р «Трубопроводы промысловые из стеклопластиковых труб. Правила проектирования и эксплуатации», который разработан по заказу ООО «Татнефть-Пресскомпозит».

Данный документ получил согласование Рабочей группы по вопросам технического регулирования деятельности организаций нефтегазового комплекса Минэнерго России. Прошло публичное обсуждение первой редакции ГОСТ Р в ТК 23 «Нефтяная и газовая промышленность», сейчас документ находится на рассмотрении в подкомитете 10 ТК 23  (ПК 10) «Строительство и капитальный ремонт объектов нефтегазовой промышленности».

В ходе обсуждения на заседаниях Рабочей группы по вопросам технического регулирования деятельности организаций нефтегазового комплекса Минэнерго России был поднят вопрос отсутствия методик диагностики и определения остаточного ресурса трубопроводов из СПТ. На сегодняшний день ООО «Татнефть-Пресскомпозит» завершает разработку  методики диагностики и определения остаточного ресурса трубопроводов из СПТ основанной на акустической эмиссии. Метод позволяет определить место локализации дефекта и установить зависимость активности акустической эмиссии (числа импульсов акустической эмиссии в секунду) от степени развития дефектов (рис. 4).

Дополнительным способом локальной диагностики СПТ может применяться метод ультразвуковой диагностики.

Применение СПТ в качестве НКТ и обсадных труб

СПТ могут использоваться в качестве НКТ в добывающих скважинах с СШНУ и УЭЦН, а также в поглощающих скважинах с пакерами ПРО-ЯМО 3-Н и М1Х, в том числе для ремонта негерметичных стальных ЭК от забоя до устья поглощающих скважин. Такой ремонт обычно проводится при множественных нарушениях ЭК, которые не подлежат ремонту традиционными методами.

При использовании СПТ в качестве обсадной трубы, пробуренные скважины обсаживаются от устья до забоя стеклопластиком, для скважин системы заводнения, или системы добычи с вставными насосами. При этом эксплуатация ведется по обсадной колонне без НКТ.

Опыт применения СПТ

Внедрение СП НКТ на залежах №301-303 НГДУ «Лениногорскнефть» началось в 2013 году. По состоянию на апрель 2019 года СП НКТ были оборудованы 256 скважин. Активное внедрение данных НКТ на осложненном фонде позволило сократить количество отказов в целом и количество отказов НКТ по причине коррозии (рис. 5).

 

На нескольких нагнетательных и добывающих скважинах ПАО «Татнефть» СПТ были внедрены в качестве обсадных труб (табл. 3).

Приведен пример одной из поглощающих скважин Куакбашской площади, используемой для закачки агрессивных сточных вод, где была внедрена компоновка с дополнительной обсадной колонной из СПТ, которая была вставлена в стальную колонну и зацементирована облегченным тампонажным раствором плотностью 1450 кг/м3 в одну ступень. В составе компоновки использовалась ЭК длиной 2053 м, состоящая из стеклопластиковой обсадной трубы (СПОТ) диаметром 117 мм (муфтами 162 мм) в 215,9 мм стволе скважины (рис. 6). В результате внедрения компоновки удалось исключить колонну НКТ и осуществлять закачку сточных вод непосредственно через СПОТ.

Следует отметить, что при использовании СПТ допускается проведение соляно-кислотных обработок (СКО).

Особенности производства СПТ

Производство СПО в ООО «Татнефть-Пресскомпозит» отличается автоматизацией всего производственного цикла, высокой производительностью линии, а также идентификацией выпускаемой продукции при помощи RFID-меток.

В процессе производства осуществляется строгий контроль сырья и материалов.

Контроль качества выпускаемой продукции производится при помощи оборудования для проведения испытаний продукции по стандартам ASTM D2992, ГОСТ Р 57069-2016. На стенде гидравлических испытаний осуществляется 100% опрессовка изделий.

Служба внедрения ООО «Татнефть-Пресскомпозит» осуществляет сопровождение СПО НКТ, обсадных колонн и сборки линейных трубопроводов, а при необходимости – производит саму сборку. Выполнение этих работ позволяет исключить риски ошибок при строительстве и СПО.

 

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Айрат Гусманович, какие методы могут использоваться для ремонта линейных объектов из СПТ?

Айрат Халимов: В случае если при сборке трубопроводов применяется разборное соединение, ремонт осуществляется посредством спуска специального ремкомплекта.

Вопрос: Может ли такой ремонт  быть произведен эксплуатирующей организацией самостоятельно, без участия ООО «Татнефть-Пресскомпозит»?

А.Х.: Да, для этого разработана подробная методика проведения ремонта.

Вопрос: Каков срок эксплуатации СПТ?

А.Х.: В условиях отсутствия методик определения остаточного ресурса срок эксплуатации таких труб составляет пока 20 лет. Этот период подтвержден существующими российскими и международными стандартами.

Вопрос: Каковы основные причины отказов СП НКТ по результатам их эксплуатации в ПАО «Татнефть»?

А.Х.: По состоянию на апрель 2019 года по СП НКТ производства ООО «Татнефть-Пресскомпозит» отказов не было.

Вопрос: Не могли бы Вы пояснить, как осуществляется сопряжение пластика с металлом при креплении СПТ?

А.Х.: Сопряжение производится через переводник, изготовленный из нержавеющей стали или другого металла, который при необходимости может быть добавлен в комплект при поставке СПТ.

Вопрос: Соответствуют ли диаметры СПТ диаметрам стальных труб?

А.Х.: Если брать по муфтовому соединению, то у СПТ диаметр немного больше, чем у стальной трубы.

Вопрос: Каков средний вес СПТ?

А.Х.: Вес СПТ диаметром 56 мм на давление 170 атм составляет порядка 3,6 кг на 1 м длины. СПТ примерно в 2,5-3 раза легче стальной трубы.

Вопрос: Как производится спуск СПТ в скважину и нужен ли для этого специальный инструмент?

А.Х.: Спуск СПТ производится вручную, в процессе сборки необходим ручной моментный ключ, поскольку превышать момент нельзя.

Вопрос: Какие материалы применяются для формирования резьбы СПТ, и нужна ли для этого резьбоуплотнительная смазка?

А.Х.: Резьба формируется из нескольких компонентов, обеспечивающих высокие физико-механические характеристики и сворачиваемость резьбы – эпоксидная смола и графит. При этом обязательно применяется уплотнительная смазка.

Вопрос: Включает ли приведенная Вами стоимость строительства СПТ (рис. 3) стоимость материалов, используемых для строительства?

А.Х.: Да, конечно. Это стоимость строительства «под ключ».

Вопрос: Ведут ли специалисты вашей компании работы по увеличению возможных растягивающих и сжимающих нагрузок на СПТ?

А.Х.: Теоретически такие работы возможны, но, на наш взгляд, для успешной эксплуатации СПТ достаточно тех характеристик, которые есть у труб сейчас.

 

 

15 мая 2020
Раздел новости:  Статьи


Яндекс.Метрика
ООО «Татнефть-Пресскомпозит»