Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Ремонт насосных штанг по принципу горячей радиально-сдвиговой винтовой прокатки

Вo всех крупных нефтяных компаниях скопилось достаточно большое количество насосных штанг УШГН, которые в зависимости от состояния и характера повреждений могут быть подвержены либо традиционному, либо глубокому ремонту. Последний представляет собой разумную и экономически обоснованную альтернативу покупке нового оборудования, поскольку позволяет полностью восстановить исходные технические характеристики штанги и сократить затраты на эксплуатацию ШГН. К преимуществам глубокого ремонта, в частности, относятся упрочение тела штанги и снятие усталостного напряжения металла.

Метод глубокого ремонта насосных штанг освоен ОАО «Очерский машиностроительный завод» (ОАО «ОМЗ»). Ремонт осуществляется по собственной методике с использованием современного оборудования. Восстановленное оборудование успешно прошло опытно-промысловые испытания в таких компаниях, как ОАО «Удмуртнефть», ПАО «Татнефть», ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» и др.

20.04.2017 Инженерная практика №01-02/2017
Осачук Эдуард Александрович Начальник отдела продаж ООО «Торговый дом ОМЗ»

С целью обеспечения потребностей нефтяных компаний в качественном нефтепромысловом оборудовании и повышения рентабельности добычи инженеры ОАО «Очерский машиностроительный завод» совместно со специалистами Московского института стали и сплавов (МИСиС) разработали метод глубокого ремонта насосных штанг (ШН) УШГН. В основе данного метода лежит принцип горячей радиально-сдвиговой винтовой прокатки (РСВП) бывшего в употреблении и не подлежащего ремонту прутка ШН 7/8” (22 мм) до ШН 3/4” (19 мм) за счет уменьшения диаметра поперечного сечения тела прутка. Температура прокатки по площади сечения и длине прутка составляет 1150±15°С. Данный метод прокатки позволяет устранить внутренние и поверхностные дефекты прутка за счет диффузии.

Одна из особенностей данного процесса состоит в конечном сжатии поверхностных и прилегающих слоев в направлении истечения металла, что способствует получению качественной поверхности с высоким уровнем прочности и пластичности. Также процесс радиально-сдвиговой винтовой прокатки прутка ШН позволяет получить мелкозернистую структуру заготовки и равномерно распределить карбидные составляющие.

Технологический процесс при ремонте ШН состоит из нескольких последовательных этапов. Сначала проводится визуальный осмотр и отбраковка штанг (пригодных для традиционного или глубокого ремонта и неподлежащих восстановлению), далее оборудование сортируется по классам для подбора оптимального режима при прокатке, после чего осуществляются резка галтельных частей, удаление скребков, мойка, правка, нагревание и прокатка прутка. Затем проводятся дефектоскопия прутков и их сортировка по маркам стали. На следующем этапе выполняются ковка и термообработка прутка, следом – дробеметная обработка, накатка резьбы и наваривание скребков. По окончании всех операций готовое оборудование упаковывается и поступает на склад для хранения и последующей отправки заказчику.

На рис. 1-15 показаны основные этапы указанного технологического процесса. На рис. 1 и 2 представлены так называемые «исходники» – образцы оборудования, которые поступают для прохождения ремонта и восстановления технических характеристик. В данном случае это бывшие в употреблении насосные штанги, на теле которых можно заметить достаточно сильные коррозионные повреждения.

Рис. 1. Бывшая в употреблении насосная штанга со следами коррозии
Рис. 1. Бывшая в употреблении насосная штанга со следами коррозии
Рис. 2. Сортировка штанг по классам
Рис. 2. Сортировка штанг по классам

На рис. 3 показана резка галтельных частей: прутки ШН 7/8”(22 мм) или ШН 1” (25 мм), не пригодные для традиционного способа ремонта, режутся на специальных абразивно-отрезных станках до необходимого размера, затем с тела штанги удаляются скребки и центраторы, после чего штанга подается на линию прокатки. Далее пруток отмывается от парафинистых отложений для исключения попадания нежелательных частиц в структуру прутка при его дальнейшей обработке (рис. 4).

Рис. 3. Резка галтельных частей
Рис. 3. Резка галтельных частей
Рис. 4. Удаление парафинистых отложений
Рис. 4. Удаление парафинистых отложений
Рис. 5. Правка прутка
Рис. 5. Правка прутка

Правка прутка проводится на специальном косовалковом стане для придания ему необходимой прямолинейности (рис. 5). На линии прокатки подготовленный пруток проходит через установку индукционного нагрева, где происходит его нагрев до температуры прокатки (рис. 6). Нагретый пруток подается в клеть косовалкового стана, где и производится непосредственная перекатка диаметра – с большего на меньший.

Рис. 6. Нагревание прутка и прокатка
Рис. 6. Нагревание прутка и прокатка
Рис. 7. Дефектоскопия перекатанного прутка на вихретоковом дефектоскопе
Рис. 7. Дефектоскопия перекатанного прутка на вихретоковом дефектоскопе

Дефектоскопия перекатанного прутка производится на вихретоковом дефектоскопе с целью определения пригодности его к переработке согласно ТУ 3665007-00217515-2006 (рис. 7). После этого мы сортируем прутки по маркам стали для выбора оптимального режима термообработки при производстве насосной штанги. Для выполнения этой операции применяется рентгенофлуореосцентный спектрометр модели «Альфа-2000» (рис. 8, 9).

Рис. 8. Сортировка прутков по маркам стали с использованием спектрометра «Альфа-2000»
Рис. 8. Сортировка прутков по маркам стали с использованием спектрометра «Альфа-2000»
Рис. 9. Готовые перекатанные прутки, отсортированные по маркам стали
Рис. 9. Готовые перекатанные прутки, отсортированные по маркам стали

В процессе ковки выполняется формирование головки ШН с нанесением идентификационной информации на квадрат (рис. 10). При этом для каждой марки стали подбирается соответствующий температурный режим.

Рис. 10. Формирование головки ШН и нанесение идентификационной информации на квадрат
Рис. 10. Формирование головки ШН и нанесение идентификационной информации на квадрат
Рис. 11. Термообработка штанг
Рис. 11. Термообработка штанг

Последующая термическая обработка штанг, показанная на рис. 11, включает в себя нормализацию и отпуск и предназначена для снятия внутренних напряжений, а также получения необходимых физико-механических свойств. Температурный режим выбирается в зависимости от класса штанг и марки стали.

Рис. 12. Дробеметная обработка штанг
Рис. 12. Дробеметная обработка штанг

Для удаления окалины с тела штанги после термообработки и поверхностного упрочнения (наклепа) применяется дробеметная обработка (рис. 12).

Рис. 13. Накатывание резьбы
Рис. 13. Накатывание резьбы

Следующий этап – это нанесение резьбы, которую получают методом пластического деформирования в результате накатывания резьбонакатными головками на автоматических линиях и модернизированных токарно-револьверных станках (рис. 13). В зависимости от требований заказчика дополнительно на тело штанги могут навариваться полиамидные скребки (рис. 14).

Рис. 14. Наваривание полиамидных скребков
Рис. 14. Наваривание полиамидных скребков

И завершающий этап – упаковка (рис. 15). Штанги упаковываются в пакеты шириной 330 мм, длиной 8300 или 9460 мм и высотой до 391 мм. Каждый ряд штанг разделяется деревянными прокладками. Поперечное крепление осуществляется с использованием прокладок и накладок, стянутых болтами. Также возможна упаковка в соответствии со стандартом API Spec 11 B. К каждому пакету штанг прилагается паспорт, в котором указывается название производителя, типоразмер, количество штанг в пакете, механические свойства, класс и дата производства.

Рис. 15. Упаковка штанг
Рис. 15. Упаковка штанг
Таблица. Сравнение затрат на штангу насосную новую и восстановленную методом глубокого ремонта относительно стоимости новой штанги
Таблица. Сравнение затрат на штангу насосную новую и восстановленную методом глубокого ремонта относительно стоимости новой штанги

Проведенное нами экономическое обоснование метода глубокого ремонта насосных штанг показало, что экономия при покупке восстановленной штанги вместо новой составляет до 45%. Сравнение затрат на покупку новой штанги и восстановление методом глубокого ремонта относительно стоимости новой штанги приведено в таблице.

Реклама Дисковый фильтр производства АО «Новомет-Пермь» помог увеличить наработку УЭЦН в семь раз!
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Итоги технической конференции SPE по карбонатам
Новые разработки в технике и технологии добычи нефти
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №07/2017

Инженерная практика

Выпуск №07/2017

Управление разработкой месторождений. Механизированная добыча. Промысловые трубопроводы
Гелеполимерное заводнение карбонатного коллектораМетодика проектирования нестационарного заводненияТрансформация системы разработкиПроектирование разработки многозабойными скважинамиМикробиологическое и водогазовое воздействие на залежиНасосное оборудование и скважинные компоновки для ППДИспытания компоновок ОРЭ с управляемыми клапанамиВнутренняя защита сварных швов трубопроводов втулкамиИспытания трубопровода из гибких армированных труб высокого давления
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Разработка месторождений
Мониторинг — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

Мониторинг ‘2017 Системы мониторинга и управления для эксплуатации мехфонда и контроля разработки месторождений

19-21 сентября 2017 г., г. Пермь
Интеллектуализация процессов добычи нефти (автоматизация, телемеханизация, интеллектуальные станции управления) с целью сокращения затрат, повышения наработки оборудования и дебита жидкости, увеличения энергоэффективности и контроля разработки месторождений, внедрение нового программного обеспечения, геофизического оборудования, интеллектуализация систем одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) и др.
Общая информация Планируется
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — сентябрь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

11 - 15 сентября 2017 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми (отель «Урал») в рамках авторского курса С.Балянова.