Насосно компрессорные трубы это

НКТ (расшифровка: насосно-компрессорная труба) – это компонент магистралей нефтеперерабатывающих заводов, добывающих шахт, геологоразведочных работ. В некоторых случаях изделия используют в домостроении. НКТ отличаются высокими прочностными характеристиками и долговечностью – срок службы магистрали превышает 20 лет.

Производство

Для производства насосно-компрессорных труб используют высокопрочные марки стали, в состав которых входит увеличенное количество углерода. Часто используемой является сталь 30ХМА. Требование обусловлено необходимостью в защите стенок магистралей от окисления химическими агрессивными средами и самих добываемых и перегоняемых жидкостей и газов.

Производство труб НКТ в России регламентирует ГОСТ 633-80. Документ определяет несколько групп этих изделий:

НКТ (стандарт) – это классические трубки с муфтовым соединением. Они обеспечивают герметичность сетей при внутреннем давлении до 50 МПа;
НКТ-В – это трубы, соединительная резьба которых вынесена наружу (высажена);
НКБ – это насосно-компрессорные трубки с вынесенной соединительной резьбой, которые собирают в магистраль без использования муфты;
НКМ – с муфтовым соединением высокой герметичности для особо важных участков и веществ.

ГОСТ определяет размер, вес трубы НКТ, необходимые испытания и другие условия производства, контроля качества и хранения.

Характеристики

Основные требования к трубам НКТ:

высокая устойчивость к агрессивным средам, вызывающим коррозию металла, а также окисление транспортируемых сред;
устойчивость к воздействию низких и высоких температур;
пластичность необходима изделиям для регулирования целостности магистрали при ее нагреве/остывании и при колебаниях внутреннего давления. Параметр обеспечивается наличием пластиковых соединений на разных участках трубопровода;
абсолютная герметичность;
проходимость веществ в просвете трубы.

Эти качества регламентируют разные документы – ГОСТ и отдельные ТУ, которые есть на каждом предприятии – изготовителе.

Размеры НКТ трубы прописаны в сортаменте государственного стандарта:

условный диаметр (внешний, округленный до целого значения) – 27…114 мм;
длина – 6…10 м (мерная и немерная), может корректироваться по потребности заказчика.

Каждое изделие, отпускаемое с конвейера, имеет клеймо, из которого можно узнать все определяющие характеристики: диаметр трубы нкт, толщину стенки, величину сопротивления, марку или тип стали, наименование завода-изготовителя.

Области применения

Трубы НКТ используют как по прямому, так и не по прямому назначению. Изначально они предназначены для нефтедобывающей отрасли:

комплектация нефтяных и газовых скважин;
скважины добычи битума;
нагнетающие трубопроводы.

Специфика применения определила материал НКТ труб, отличающийся высокими эксплуатационными показателями. Со временем изделия стали использовать не по назначению:

обустройство водопроводов в частном и многоквартирном строительстве;
использование в качестве опорных конструкций для установки фундаментов, заборов и других вертикальных сооружений.

Из НКТ изготавливают винтовые сваи разной несущей способности, приваривая к трубе лопасти.

Основные правила монтажа и эксплуатации

Муфтовое соединение полезно для сборки труб в нефтяных скважинах – магистрали и колонны можно при необходимости разбирать, переносить, ремонтировать. Для монтажа используют муфты разного вида:

Используя подобные системы, можно получить магистраль любой формы.

Для труб, не оснащенных резьбовым элементом, единственный возможный способ монтажа – это сварка. Чаще используют именно в гражданском строительстве.

Есть несколько правил, о которых нужно помнить, выбирая трубы НКТ в качестве трубопроводной системы в доме или в качестве сваи:

выгрузку изделий необходимо осуществлять на ровную, заранее подготовленную площадку;
для предотвращения провисания и сохранения ровности трубы ее укладывают на деревянные бруски, выложенные поперечно под всей длиной изделия;
запрещена переноска изделий волоком;
перед началом монтажа по резьбе необходимо пройтись металлической щеткой для удаления загрязнений и возможных продуктов коррозии, оставляя, при этом, защитную смазку – она поможет осуществить качественное соединение;
ни в коем случае нельзя подвергать трубы механическим ударам, например, уплотнению или установке в проектное положение с помощью кувалды – она легко повредит целостность стенки и снизит качество магистрали.

Эти правила распространяются на использование НКТ в любой отрасли – и в промышленности, и в гражданском строительстве.

Какими электродами варить трубу НКТ

Для соединения труб без резьбового соединения используют только сварку. В данном случае можно воспользоваться только дуговой сваркой покрытыми электродами под флюсом или в защитных газах, что обеспечит высокую прочность шва.

Проблема в том, что для изготовления труб используют средне и высоколегированную сталь, обладающую высокой прочностью, плотностью и тугоплавкостью. Специалисты подбирают электроды, исходя из характеристик металла и климатических условий местности в период проведения работ. Для частной практики можно выбирают классические УОНИ 13/45 или 13/55, шов держится оптимально, его хватает на длительный период эксплуатации. Однако, в этом вопросе многое зависит и от мощности аппарата, и от мастерства самого сварщика.

При эксплуатации нефтяных и газовых скважин, по которым транспортируются жидкие и газообразные вещества, активно используются насосно-компрессорные трубы (НКТ). О них и пойдет речь в данной статье.

1 Насосно-компрессорные трубы – характеристики и классификация

При помощи данных труб, работающих в условиях агрессивных сред, с коими они постоянно взаимодействуют, и серьезных механических нагрузок, газ и жидкости могут доставляться до поверхности скважин от продуктивной зоны. НКТ-изделия, кроме того, оберегают от эрозии и коррозионных явлений, асфальтенов и парафиновых наложений обсадные трубы за счет того, что используются в качестве изолятора транспортируемых потоков от стен скважины. Их также применяют для проведения специальных спуско-подъемных и ремонтных работ.

В связи со всем вышесказанным можно выделить четыре главных свойства, коими обязательно должны обладать описываемые изделия. К таковым относят:

проходимость труб в сложных местах стволов скважин (например, на участках сильного искривления);
безупречную герметичность соединений колонн изделий;
высокую износостойкость;
достаточную прочность.

НКТ устанавливаются в скважину с применением пакеров (фиксирующие элементы) после того, как были смонтированы и зацементированы обсадные трубы. Соединение отдельных секций НКТ-труб, которые могут иметь длину до 11,5 метров, осуществляется при помощи муфт. Сечение насосно-компрессорных изделий может варьироваться в достаточно-таки широких пределах от 50,8 до 139,7 миллиметров (соответственно, от 2 до 5,5 дюймов).

Классифицируются рассматриваемые трубы по нескольким характеристикам. Одна из них – вид выкачиваемого флюида. В зависимости от него изделия могут быть предназначены для:

газо- и водонагнетающих скважин;
нефтяных скважин;
скважин по добыче тяжелой нефти (иначе говоря – битума);
газовых скважин.

Отечественный стандарт на насосно-компрессорные трубы (ГОСТ 633–80) подразделяет изделия на три типа:

гладкие муфтовые трубы треугольного профиля с конической резьбой с высокими показателями хладостойкости и пластичности;
гладкие с узлом уплотнения;
высокогерметичные гладкие муфтовые изделия трапецеидального профиля с конической резьбой;
гладкие муфтовые треугольного профиля с конической резьбой.

Аналогом российского Государственного стандарта является API 5CT – нормативный документ США, который принят в ряде стран мира.

2 Колонны НКТ – особенности монтажа, важные свойства

Насосно-компрессорные изделия в отличие от обсадных труб допускается демонтировать для осуществления их ремонта или замены определенного участка трубопровода. Причем выполнять данную операцию извлечения можно 2–3 раза за время эксплуатации изделий. В связи с этим при проектировании НКТ-колонн (они представляют собой несколько последовательно соединенных труб) инженеры учитывают необходимость их эффективного, быстрого и безопасного монтажа, а также возможность оперативной переустановки или удаления в случае потребности.

В одной скважине допускается монтаж нескольких колонн НКТ, если добыча производится одновременно с разных горизонтов, либо всего одной. Как правило, установка больше двух колонн в одну скважину проектировщиками не предусматривается. Они чаще направляют свое внимание на то, чтобы скважины комплектовались такими трубами, которые бы могли долго эксплуатироваться и при этом не требовать регулярной замены.

Заметим, что современные изделия НКТ обычно выполняют несколько разных функций, которые позволяют:

осуществлять через насосные изделия кислотные работы, обнаружение воды, тестирование системы, измерение давления;
перфорировать при комплектации продуктивные горизонты;
снижать вероятность возникновения давления между обсадной колонной и трубой (то есть в кольцевом пространстве), обеспечивать циркуляцию выброса на поверхность.

Любая колонна НКТ на сегодняшний день должна:

обладать высокой прочностью на растяжение;
гарантировать оптимальный поток;
не поддаваться нагрузкам, которые образуются при проведении стимуляционных работ (гидроразрывочные мероприятия, кислотная обработка и пр.) в трубопроводе;
обеспечивать при транспортировке потока в закрытом состоянии его наибольшее давление (поверхностное);
иметь максимальный потенциал эрозии и коррозионный потенциал на протяжении всего времени эксплуатации газовой или нефтяной скважины;
комплектоваться надежными муфтами, способными выдерживать растягивающие и сжимающие усилия, а также не давать утечек

Если изделия соответствуют указанным требованиям, колонны способны служить до 20 лет без необходимости их извлечения из скважины.

3 Нюансы производства НКТ и их испытаний

Изготавливаются интересующие нас изделия из разных материалов:

стеклопластик: трубы из него обычно монтируются в скважинах с УЭЦН (насосы электроцентробежного типа), утилизационных и нагнетательных скважинах;
сталь марок 30ХМА, 30 (горячекатаные листы), 20 и некоторых других: если готовые металлические трубы имеют хотя бы малейшее отклонение от ГОСТ, их переплавляют;
сплавы на основе алюминия: дают возможность отказаться от введения в состав конструкций веществ, подавляющих коррозионные проявления, так как характеризуются высоким уровнем противодействия сероводородной коррозии. Небольшой вес алюминиевых труб позволяет также выполнять их большей длины по сравнению с традиционными металлическими конструкциями.

Многие производители, в том числе и российские, наносят на изделия НКТ специальные покрытия для защиты от коррозии, отложений солей, парафина, гипса, что повышает срок эксплуатации труб и уменьшает количество текущих и плановых ремонтных мероприятий. Покрытиями (лаками с особыми свойствами, эпоксидными смолами, жидким стеклом) обрабатывают внутреннюю поверхность колонн. Отметим, что нержавеющие трубы для обустройства скважин не применяются, поэтому изделия НКТ со спецпокрытиями – это единственный вариант защиты трубопроводов от негативных влияний.

Все насосные трубы подвергаются строгому контролю на:

коррозионное сульфидное растрескивание;
твердость;
растяжение;
гидроустойчивость;
ударную вязкость.

Если хотя бы по одному пункту испытания не пройдены, изделие отправляется на переработку, использовать его по назначению категорически запрещается.

4 Требования к эксплуатации НКТ

Высокие требования к качеству труб дополняются и особыми условиями их хранения, транспортировки, монтажа. Важно соблюдать следующие правила:

Не хранить изделия на земле, следует укладывать их на бруски из древесины, чтобы обезопасить от загрязнения и провисания. Желательно организовывать спецплощадки для складирования труб, если планируется их длительное хранение.
Перевозка должна производиться с применением трубовозок механизированного вида, а разгрузка (и погрузка) – с помощью крана. Нельзя транспортировать конструкции волоком.
Запрещено бить по муфте кувалдой, чтобы ускорить процесс отвинчивания либо свинчивания НКТ. Облегчить данные процедуры можно путем использования смазки для обработки резьбовых соединений и посредством очистки муфт и резьбы от грязи щеткой с металлическими щетинками.
На резьбу труб во время перевозки надевают предохранительные кольца.

Добавим, что, доставая трубы из скважины, их нужно складировать на мостки, между рядами которых устанавливаются деревянные подкладки.

Широкие эксплуатационные характеристики труб НКТ позволяют использовать изделия не только в нефтяной и газовой промышленности, но и в частном домостроении.

Они эффективны при выполнении ремонтных и спуско-подъемных задач. Отличаются размером, диаметром и весом. Могут обрабатываться специальным напылением, которое продлевает срок службы на 20 лет.

Что такое НКТ?

Аббревиатура НКТ расшифровывается как насосно-компрессорная труба. С ее помощью выполняется широкий спектр работ от выкачки газа и жидкости из полости скважины до производства различных ремонтных работ внутри нее.

За счет изоляции потока от стенок скважины, она препятствует образованию коррозии, эрозии, а также возникновению отложений песка и асфальтенов. Размеры НКТ могут варьироваться от 50.8 до 139.7 мм в диаметре. Их назначение зависит от флюида, с которым они работают.

Таким образом, различают:

модели для комплектации нефтяных скважин;
модели для оборудования газовых скважин;
модели для скважин нагнетающего типа;
модели для оборудования скважин по добыче битума.

В одной скважине могут одновременно эксплуатироваться до нескольких колонн НКТ. Их главным отличием от традиционных обсадных труб является мобильность. Они могут быть извлечены из скважины, если нужна замена или ремонт. В то время как обсадные аналоги цементируются и устанавливаются стационарно. Также в последнее время используются модели, не нуждающиеся в замене.

Такая насосно-компрессорная труба выполняет следующие функции:

возможность осуществлять кислотные работы, мерить давление, находить залегания вод;
возможность осуществлять циркуляции выброса, предотвращать нарастание давления меду НКТ и обсадной колонной;
возможность перфорирования горизонтов для комплектации.

Такое насосно-скважинное оборудование может достигать 20 лет эксплуатации без извлечения на поверхность грунта.

Виды компрессорной трубы

Насосно-компрессорная труба бывает двух видов:

Первый тип оборудования – безмуфтовая труба – эксплуатируется в условиях давления до 50 мПа. Именно до этого показателя оно сохраняет свои эксплуатационные характеристики и герметичность. Концы такой трубы характеризуются высадкой наружу, а ее соединения отличаются максимальной прочностью. Добиться высокой герметичности удается при помощи конических уплотнительных поверхностей. Они располагаются за трапецеидальной резьбой.

Муфтовая труба НКТ также работает под давлением не более 50 мПа. Показатели прочности ее соединений демонстрируют до 90% прочности ее тела. Изделие выполнено из алюминиевых сплавов. Оно обладает износостойкостью перед ингибиторами коррозии. Несмотря на небольшой вес материала, он в 2.5 раза прочнее стального аналога, что позволяет сооружать колонны в 2.5 раза длиннее стальных колонн.

Муфтовые трубы делятся на такие подтипы:

модель с гладкой поверхностью, конической резьбой профиля треугольной формы;
модель с гладкой высокогерметичной поверхностью, конической резьбой профиля трапецеидального типа;
модель с гладкой поверхностью, конической резьбой профиля треугольного профиля (обладает повышенной пластичностью и устойчивостью к низким температурам).

Также выпускаются изделия с защитным напылением, призванным предотвратить отложения на их поверхности в виде парафина, солей, гипса и т.д.

Как происходит ремонт НКТ?

Насосно-компрессорная труба со специальным покрытием служит дольше. Время от времени она требует очистки в виде химической обработки или механического удаления отложений. Они направлены на удаление асфальтенов, смол, а также парафинов. Помимо указанных методов очистки также применяется магнитный, тепловой способ и депарафинизация.

В некоторых случаях самой очистки недостаточно и требуется ремонт, включающий широкий перечень этапов по восстановлению эксплуатационных характеристик материала. Ремонт насосно-скважинного оборудования может проводиться с трубами, размеры которых составляют 60, 73, 89, 102, 114 мм в диаметре.

Их ремонт включает такие этапы:

Отбраковка изделия путем визуального контроля.
Очистка изделия водой.
Механическое удаление загрязнений по внутренней поверхности изделия.
Шаблонирование.
Выявление и устранение дефектов изделия.
Токарная обработка – включает перенарезку резьбы, а также ремонт и очистку муфты.
Муфтонаворот.
Испытание системы посредством воды.
Проверка на прочность.
Обязательная маркировка изделий.
Обработка муфтовой и ниппельной части смазочным составом.

Муфтовая труба НКТ

Чтобы ремонт материала имел более длительный эффект, применяют специальные напыления. Его поверхность обрабатывают диффузионным цинковым покрытием, которое демонстрирует высокую адгезию к железу и отталкивающий эффект к парафинам. Это покрытие способно продлить срок службы системы в 3-5 раз.

Технические характеристики

Согласно ГОСТу, размеры изделия варьируются от 6 до 10.5 метров. При эксплуатационной потребности возможно удлинение изделия до 11.5 метров. Размеры их условного наружного диаметра составляют 60; 73; 89; 114 мм. Размеры толщины стенок изделия могут колебаться в пределах 5,0; 5,5; 6,5; 7,0 мм.

Изготавливаются изделия из стали НКТ 20, НКТ 30 и стали НКТ 30ХМА. При производстве изделий исключаются любые дефекты. После их обнаружения изделие отправляется на переработку. Ее прочность характеризуется группами Д, К, Е. В процессе изготовления каждая единица изделия должна проверяться на растяжение, прочность, твердость, растрескивание, ударную вязкость и проходить гидроиспытание.

Трубы 73 и 89 производятся с треугольной или трапецеидальной резьбой, а 60 и 114-миллиметровые – с треугольной. Размеру 89 миллиметров соответствует толщина стенок – 7.0 мм. Назначение трубы на 89 мм достаточно широкое. Она может применяться не только в нефте- и газодобывающей пресыщенности, но и в частном домостроении для обустройства свайного фундамента. Вес изделия диаметром 89 мм на 1 п.м. составляет 13.5 кг.

Обслуживание и ремонт труб НКТ (видео)

Правила эксплуатации

Чтобы трубы служили долго, необходимо придерживаться определенных правил их эксплуатации. Для погружения и транспортировки применяются механизированные трубовозки. Не допускается транспортировка изделий волоком. Они не должны гнуться или провисать. Следует защитить материал от механических повреждений. Поэтому разгрузку осуществляют краном.

На рабочей площадке он должен укладываться не на голую землю, а на деревянные бруски во избежание их загрязнения или деформации. На резьбовую часть в обязательном порядке надевается предохранительное кольцо.

Перед эксплуатацией необходимо провести контроль изделий путем шаблонировнаия. Для этого через линию пропускается метровый шаблон диаметром на 2.3 мм уже ее внутреннего диаметра. Также стоит очистить при помощи щетки резьбу и муфту. Обработать поверхность деталей специальной смазкой. Свинчивание муфты с резьбы осуществляется аккуратно. При этом нельзя использовать механический натиск, удары.