автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.07, диссертация на тему:Оценка работоспособности и способы повышения долговечности насосныха штанг с учетом их коррозионной трещиностойкости



ГВАН0-ФРАУК1ВСЬКШ ДЕРХАВШШ ТЕХН1ЧНИИ. УН1ВЕРСИТЕТ НАМИ I ГАЗ У

На правах руколису

ФЕДОРОВИЧ ЯРОСЛАВ ТЕОДОРОВИЧ

0Ц1НКД Р0Б0Т03ДАТН0СТ1 ГА СПОСОБИ П1ДВЩВШЯ ДОВГОВ1ЧНОСТ1 НАСОСНИХ ШТАНГ 3 ВРАХУВАННЯМ IX КОР031ИН01 ТРШИНОСТ1ПКОСТ1

Спен1альн1сть 05.04.07 - машни та агрегати нафтово! 1 газово!

промисловост!

Автореферат дисертацН на здоСуття наукового ступеня кандидата техн!чних наук.

1ВАН0-ФРАНК ГВСЬК - 1995

Цисертац1я е рукопис

Гогота виконана у Ф1зико-механ1чному 1нститут1 1м.Г.В.Карпенка 1 у 1вано-Франк1вському державному техн1чноцу ун1верситет1 нафти 1 газу

Науковий кер!вник - доктор техн1чних наук, професор РАТИЧ Лпбомйр ВолодаЫирович

0ф1ц1йн1 споненти:

1." Доктор техн1чних наук, професор НИКИФОРЧШ Григор1й Миколайович

2. Кандидат техн1чних неук КАРПАШ Олег Михайлович

Пров1диа орган1зац1я: ПЮТришство "Долинанафтогаз" АТ "Укрнафта", м.Долина, _ 1вано-Франк1всько1 обл.

Захист вЩбудеться у " берегня 19Э5 р. о тон,, на зас1данн1 спец1ал1"эовано1 вчено! ради Д.09.02.01 при 1вано-Фрзнк1в-ському державному техн1чноыу ун1верситет1 нафти 1 газу за адресов: 284018, Укра1на, ы. 1вано-®ранк1вськ, вул. Карпатська. 15.

3 дисертац1ек> можна ознайомитись в науково-техн1чн1й б1бл1отец1 ун1верситету (284018, ы.1вано-Франк1вськ, вул. Карлятська, 15)

Автореферат роз1сланий п " лютого " 1995 р. Вченнй секретер ц

спец1ал!зовано1 вчено! ради Л.С.ШЛАПАК

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РСБОТИ

Актуальн1сть теми. Найб1лып поширеним методом видоиутку нафти 1э родовшц з пониженны пластовим тиском е глибинно-насосний метод [I добувания. Майже 75% парку свердловин таких нафтових ^одовшц об-1аднан1 штанговиыи насосниыи установками. Багатор1чннй досв1д жсплуатацН на р1зних нафтових родовищах показуе, що одним 1з най-глабших елемент!в штангових насосних установок е колона насосних гганг, яка може обриватись в процес1 експлуатацИ. 0ск1льки л1кв1-1ац1я таких обрив1в' вимагае великих затрат часу га кошт1в, то в1д 1ад1йно1 роботоздатност1 колони насосних штанг в значн1й м1р1 зале-сать техн1ко-економ1чн1 показники глибинно-насосного методу видо-!утку нафти.

Досл1дненню, оц1нц1 1 п1даищенмо довгов!чност1 насосних штанг [рисвяче^ роботи багатьох в1тчизняних та зарубАжних вчених: 1.Л. >аерыана, Н.Д.Дреготеску, Б.Б.Крумана, А.Н.Адон1на, А.С.В1рновсько-•о, Г.1.Тверит1нова, Р.А.Баграмова, В.М.Протасова, Б.В.Копея, С.П. 'араевського та 1н. Незважаючи на це, ще залишаеться ряд проблемних 1адач, вир1шення яких сприятиме покращенню роботоздатност1 насосних [танг 1 мае як наукове, так 1 практичне значения, а саме:

- не вир1шена проблема оц1нки роботоздатност! насосних штанг на тад11 росту короз1йно-втомно! тр1щини, яка в основною причиною об-«ву насосних штанг п!д час експлуатацИ;

- в1дсутня методика к1льк1сно! оц1нки ыехан1зн1в прискореного осту втоыно! тр1пшни в короз1йноыу середовиЩ, яка 'потр1бна для абезпечення об'ективного експертного визначення умов та причин об-иву колони насосних штанг в процес1 експлуатацИ;

- недостатньо розроблен! метода п1двшцення довгов!чност1 на-осних штанг, як1 базуються на спов1льненн1 процесу зародження та меншенн1 швидкост1 росту короз1йно-втомно! тр1щини, а також захис-у насосних итанг в1д спрацювання внасл1док 1х тертя о колону на-осно-компресорних труб.

Потреба вир1лення цих та 1ншх важливих проблем 1 зумовили ак-уальн1сть теми дисертац1йно£ роботи.

Метою роботи с розробка методики та оц!нка роботоздатност1 асосних штанг з врахуванням цикл1чно! короз1йно1 тр1щиност1йкост1 атер1алу, к1льк1сна огДнкя механ1зм1в росту короз1йно- втомно! рЛшшга е них 1 розробка нових метод!в п1двишення 1х експлуатац1й

них характеристик.

Для досягнення мети були поставлен1 наступн1 задач1:

1. Розробити методику визначення довгов!чност1 колони насосних штанг э врахуванням короз1йно! тр1щиност1йкост1 матер1ал? та умов експлуатацН;

2. Встановити розрахункову формулу для к1льк1сно! оц1нкл напружено-деформованого стану штанги з тр1щиною;

3. Визначити д(.сконал1шу методику для досл1джень цикл1чно! корозШноХ тр1щиност1йкост1 матер1алу;

4. Досл1дити вдкл1чну корозШну тр1диност1йк1сгь сталей 20Н2? та 15Х2ЙМФ в р1зних корозЛйних середовищах;

5. Побудувати 1нвар1антн1 д1аграми цикл1чно! короз1йно5 тр1пс1ност 1йкост 1 сталей для розрахунк1в на довгов1чн1сть;

6. ОЩнити роботоздатнЮть насосних штанг 1з сгалей 20Н2М га 15Х2НМФ в залежност1 в1д 1х д1аыетра, величини доп^стиыих приведешь напружень 1 складу робочого середовища;

7. 0ц1нити механ!зми прискорення росту втомно1 тр1щини в насосних штангах 1з сталей 15Х2НМФ 1 20Н2М в робочому-середовищ1;

8. Розробити ноь1 метода п1двшення довгов1чност1 насосних штанг в короз1йному середовшц1.

V- .

Наукова новизна. Результата анал!зу статистичних дани: обрив1в насосних штанг та характер 1х поломок при експлуатац1: свердловин на нафтових родовшцах ' Прикарпаття. . Методика оц1ни роботоэдатнос?1 насосних штапг з врахуванням статично! т цикл1чно! короз1йно! тр1щиност1йкост1 матер1алу. Результат: досл1даень цикл1чно! короз1йно! тр!щиност1йкост1 сталей 20Н2М 15Х2НМФ у водяних середовищах р1зно! агресивност! при пост1йни електрох1м1чних умовах 1 з врахуванням 1х зм1ни. Законом1рност зм1ни значень водневого показника середовшца 1 електродного потен ц1алу ыеталу на поверхн! зразка 1 у вершин1 короз1йно-втомно! тр1 щики при 11 рост1 в сталях 20Н2М 1 15Х2НМФ при д11 базового сере довица (дистильована вода). Результата к1льк1сно! оц1нки вплив механ1зм1в локального анодного розчинення та водневого окрихченн в прискорений р1ст втомно! тр1щини в сталях 20Н2М 1 15Х2НМФ при д1 дистильовано! вода в заленност1 в1д р1вня та частота навантаження Метода в1дновлення насосних штанг з тр1щинами шляхом поверхн^вс пластичного деформування 1 1х протекторного захисту в1д короэ1йнс мех8н1чного руйнування.

Практична Щнн1сть. Д1аграми цикл1чно! ксроэ1йно! тр!щиност1й-кэст1 сталей 20Н2М 1 15Х2Ш® при пост1йтх 9лектрох1м 1чних умовзх у зершин! короз1йно-втомно! тр1щини та э врахувпнням 1х зн1ни для зозрахунк1в на довгов1чн1сть та оц1нки иехан1зч1в прискорбного росту втомно! тр1щини у Еодяному середовиаЦ, Результата сц!нки робсго-здатност! насосних штанг 1э сталей 20Н2М 1 15X2Hf.1t в залежност! в!ц [х д1аыетра, величины допустимых приведеиих нзпружень 1 агресивнос-г1 середоБИща. Результата к1яьк1сно! оц1нки схильнос?! сталей 201121.!

I 15Х2НМФ до водневого окрихчення та локального анодного розчинення г водяному середошщ! в залекност1 в1д р1вня та частота навантажен-ш. Нов1 метода п1двищешш доегов1лшост1 насосних штанг, основа-

II на спов1льненн1 прсцесу зародаешя та гненшенн1 пгоидкост! росту юроз1йно-втомно! тр1пиш1, а такок на 1х ззхист! в1д спрацювання.

На захист виносяться:

1. Результата анал1зу статистичних даних про оСриви насосних 1тснг та характер поломок при експлуатац11 нафтових родовит Прикар-гаття.

2. Результата досл1джень цикл1чко! короз!йно! трвдиностШкост! :талей 20Н2М 1 15Х2НМФ у водяких середовищах р1зно! агресивност! фи пост 1йних олектрох1н1чних умозах 1 з врахуватшм !х зм1ни, а ■акож законом1рностей зы1ни характеристик олектрох!м1чних умов водневого показника середовща та електродного потенЩалу мэталу) [а поверхн1 зразка 1 у вершин1 корозШго-втомно! тр!дини при И юст1 в базовому середовшц! (дистильована вода).

3. Методика 1 результат« оц1нки роботоздатност! насосних штакг I врахуванням статично! та цикл1чно! короз1йно! тр1щиност1йкост1 талей 20Ы2М 1 15Х21Ш в залежност1 в1д 1х д1аметра, величин до-устлмих приведет« напружень 1 агресивност1 середовищс.

4. Результата. к1льк1сно! оц1нки впливу мех'ан1зм1в локального ноднсго розчинення та воднеЕого окрихчення в прискорений р!ст томно! тр!щини в сталях 20Н2М 1 15Х2ШФ при д1! дистильовано! води

залежност1 в1д р!вня та частота нввантаження.

5. Метода п1двищекня довгов1чност1 насосних штанг, основан! а сп0в1льн8нн1 процесу зароджекня тз зменшэнн1 твндкост! росту ко-оз1йно-втомно! тр1щини, а тзкок на !х захнст1 в!д спрэшжашш 1 езультати оц1нки 1х ефективнгст1.

Особистий внесок автора становить: повн1отю самост1йне иконання статистичних, механ!чних та електрох1м!чних досл1д*ень; бробка та анал!з результата дослдджрнь; равноправна участь з

1ншиш авторами у розробц1 нових ыетод1в п!двищення довгов1чност1 насосних штанг та оц1ид1 1х ефективност1.

Достов1рн1сть отриманих в робот1 результат1в забезпечуеться використанням апробованих практикою методик досл!джень, строгим до-тримуванням стандарт1в та методичних рекомендации, високою точн1стю та над1йн1стю отриманих результата 1 1х несуперечлив1стю з в1доми-ми в л1терагур1 данимн.

Публ1кац11 та апрс.3ац!я роботи. За матер!алами дисертацП опуб-л1ковано 23 роботи. Найб1лып суттев1 результате допов1дались 1 обговорюва. чсь на науково-техн1чн1й конференцИ "П1двищення якост1 1 над1йност1 деталей машин за рахунок застосування захисних по-крить" (Челяб1нськ, 1986 р.); на Всесоюзн1й конференцИ "Шляхи роз-витку науково-техн1чного прогресу в нафтов1й 1 газовШ промислово-ст1" (Грозний, 1986 р.); на конференцИ "Боротьба з короз1ею техно-лоПчного обладнання на п!дприемствах з агресивкими середовшцами" (1ркутськ, 1986 р.); на I Всесоюзн1й конференцИ "Механ1ка руйну-вання матер1ал1в" (Льв1в, 1987 р.)! на конференцИ "Перспективм розвитку, вдосконалення конструкцИ 1 п!двищення над!йност1 бурового 1 нафтопромислового обладнання" (Перм, 1988 р.); на V Республ1-канськ1й конференцИ "Короз1я метал1в п1д напруженням 1 метода захисту" (Льв1в, 1589 р.); на наукових сем1нарах "Механ1кр, крихкогс руйнування" та "Короз1я метал1в 1 сплав1в" 41зико-механ1чного 1нс-титуту' 1м.Г.В.Карпенка НАН Укра1ни (Льв1в, 1991 1 1995 рр.): на наукових сем1нарах кафедри нафтового обладнання 1вано-ФрсШк1вськоп державного техн!чно1:о ун1верси.ету нафти 1 газу (1вано-Франк1вськ, 1985-1995 рр.)

Структура та об'ей роботи. Дисертац1я складаеться 1з вступу, п'яти глав, загальних висновк1в, б1бл1ограф1чного списку л1тератур) з 194 найыенуванюши та додатк1в, м1стить 194 стор1нки, включаючи 55 рисунк1в, 18 таблиць.

ОСНОВНИИ ЗМ1СТ РОБОТИ

У вступ! обгрунтовуеться актувльн1сть теми дисертаЩйно! робо ти, подаеться короткий II зм1ст, в1дзначаетъся нрукова новизна т практична ц1нн1сть отриманих результата досл1джень. вказуються ос новн1 положения, як1 виносяться на захист.

В перш!й глав! анал1зуються умови експлуатацИ насосних штаи те фактори, як! обумовлюють сх руйнування. Узагальнготься реэульта

ги обстеження обрив1в колон насосних штанг в процес1 експлуэтацП :вердловин на нафтових родовищах Прикарпаття. Обговорюються в1дом! tетот роэрахунку насосних штанг. Виэначаеться мета дисергацИ та :тавляться задач1, вир1шення яких забезпечуе б1льш над1йну робото-здатн1сть насосних штанг в процега експлуатац11.

Умови роботи насосних штанг на нафтових родовищах прикарпаття цуже важк1 1з-за складно! геолоПчно! будови регЮну 1 значно! три-валост1 Ix експлуатацП, що привело до сильного обводнения свердло-зин. Це сприяе эростанню частоти обрив1в колони насосних штанг.п1д J8C IX роботи.

ОбслЩування 1230' свердловин, як1 експлуатуються на даний час 11дприемствами "Укрнафта", протягом останн1х 5-10 рок1в показало:

- найб1льша к1льк1сть обрив1в (до 30%) припадав на верхню частику колони насосних штанг, в основному по полАрованому штоку;

- найчаст1ше касосн1 штанги руйнуються по г1лу (б1ля 40%) в ме-ках зони терм1чного впливу (на в1ддал1 40...250 мм в1д бурта);

; - основними причинами обрив1в насосних штанг п!д час експлуатацИ е неконтрольований прискорений р1ст короз1йно-втомно! тр^ни гв втрата несучо! здатност1 внаслЩок 1х стирання.

У друг!й глав! викладаються основн! положения л1н1йно! механ!-ки руйнусапня, як1 використовуються при визначенн1 характеристик гр1щиност!Йкост1 матер!алу, а також нового п1дходу до визначення иикл1чно1 короз1Яно! тр1щиносг1йкост1 матер1алу. Приводяться дан1 про зразки для втробувань, досл1джуван1 ыатер1али та середовища; эписуються установки i засоби, як! застосовуються, а також виклада-оться методики проведения випробувань 1 обробки результата.

При дослЩженнях цикл1чно! короз!йио! матер1ал1в насосних штанг використзна методика, розроблеиа у ФМ1 HAH Укра1ни в рамках нового Щдходу (В.В.Панасюк, Л.В.Рэтич, 1.М.Дмитрах), яка враховуе не т1-пьки напрукено-деформовзний стан, але також 1 електрох1м1чн! умови у вершин! корозЮно-втсмно! трЩши. Методика дозволяв одночасно з параметрами росту коро?1йно-втлщго1 тр1щини (довжини l 1 в1дпов1д-ного 1й ччсу (■ або числа щп:л1в навантаження n) рееструвати елек-трох1м1чч1 характеристики (водиевий показник середовища Рн 1 елек-тродний "отенЩал мегалу к) у II вершин1 (pHt i Ef) 1 на поверхн1 зразка (гЯ8 1 кв).

В основу методики локладе'здй балочний зразок прямокутного поперечного перер1зу з краевою тр1щиною 1 з одним або двома отворами в плоимк! потреннл тр!щшш для установки електрол!тичних кап!ляр1в

для вшЛрюЕання електрох!м!чних характеристик у вершин1 короз1йно-втомно! тр1щшш або забезгсечекня Ix сгаб!льност!.

Методика эабезлечуг проведення випробувань на статичну 1 циклону короз!йну тр1даност1йк!сть при поет!Яних електрох1м1чних уыо-вах у вершин! короз!йно-втомно! трШнш або з врахуванням 1х зм1ни.

Bei дослЩження на цикл!чку короз1йну тр!щиност1йк1сть проведен! на эразках розм!ром 10x20*150 мм 1з сталей 20112М 1 15Х2НМФ при ксеф!ц!ент1 асиматрП й=О, частот1 навантаження v=0,10...0,33 Гц тс температур 1 середовица t=2SS К.

В якост! робочого середовшца використовували дистильовану воду, Пластову воду, 3%-й розчин KaCi, а також 1м!татор H2S.

Для визначення роботсздатност! насосних штанг п1сля р1зних метод !в Ix знЩноння використана методика натурних випробувань ш втому. В Ii основу покладений спец!альний зразок довжиною 420 ш, ягай виготовляеться безпооередньо !э насосно! штанги i noBHiCTi збер!гае конф!гурац1ю И головки та т1ла в межах найб!льп кебезпечно! д1лянки з точки зору руйкуваиня. Зразки навантажуют! круговим консольним згином в короз!йному середовид! 1 вазначаюп характеристики обыеженоХ втоки на основ! побудовано! криво! втош (залежност! числа цикл1в навантаження до руйнування в1д вкпл!тую цикл1чних напружеиь).

У трет!й глав! опмсуеться розроблеш методика визначення робо-тоздатност! насосних штанг з вргхуванням цикл!чно! короз1йно! тр1-щиност!йкост1 материалу. Лропонуеться формула для обчислень коеф1-ц1ент!в 1нтенсивнобт1 напружен«, в насосн1й итанз!. Прнводяться результата дослШень цикл1чно! короз1йно! тр!тиност1йкост! стала! 15Х2НМФ i 20Н2М■ в р1зних короз!йних середовищах та оц!нки робото-здатност1 насосних штанг з II врахуванням в залекност1 в1д д1амет< ра, величин» допустимого приводеного напруження 1 вгресивност1 ро бочого середовица.

В1досв!дно до роэроблено! методики довгов1чн1сть насосних итак з тр1щино» «ов на стад!! и росту в короз1йноиу евродовиа! обчислю еться за формулою:

Л л

Nc* = П ' PHt • V1 (2

' О

де к2 - коефшвнт 1нтенсивност! напружомь; го ! 10 - почяткова критична довкина тр!щчш; vv{KJt рН^, - швидкють росту коро 31ЙН0-ВТ0МН01 тр!щини.

Таким чином, для визначення довгов1чност1 насосних гатонг по-:р1бн1: формула для обчислень коеф1ц1енг1в 1нтенсивност1 напружень > насосн1й штанэ1 з врахуванням конф1гурацИ. тр1щини; критер1й руй-сування для встановлення критичного розм1ру тр1щини ± дан1 про 1видк1сть росту короз1йно-втсмно! тр1щини з врахуванням екстремаль-шх експлуатац1йних та електрох!м1чних умов у И вершин!, як1 у запальному вид! представляться базовом д!аграмою цикл1чно! короз!й-ю1 тр1щиност1йкост1 матер1алу.

3 метою визначення придатно! для розрахунк!в кг в насоснЗй штан-»1 формули були сп1вставлен1 1 проанал1зован1 вс1 в1дом1 розв'язки хля розтягу стержн1в з краевою тр!щиною. Показано, що най01льш не-5езлечною е сегментна тр1щина з прямол1н1йним фронтом 1 коеф!ц1енти 1нтенсивност1 ьапружень в насосн1й штанз1 найкраще вичисляти за от■ зиыаною М.Аок1 1 А К1уч1 методом ШтерполяцИ формулою:

,12+ (О,ЗОХ-1,85у)-(6,63Х-1О,25у)Я+ (23,13\-18,75у)Л2]! (3) А. = гМ у = г/гс; А, = А(1-Я);

с

Г? < 0,52»; л < 0,4; г> 0,751)! 0;4 ^ К К 0,6, не I - довжина тр1щини; ъ - д1аметр насосно! штанги; гс - ргд!ус фивизни тр1щини вэдовк И фронту; (У - осьова напруження; ят ■■ модуль пружност1; ц. - коеф1ц1ент Пуассона.

1снуе однозначна тенденц1я зб1льшення коеф1ц1ента 1нтенсив-1юст1 напружень э ростом глибини сегментно! тр!с{ини прямол1н1йного Рронту (у = О) 1 д1эметра насосно! штанги.

Значения критично! X1 початково! 1д довжини тр1ишни, а таком

е-

MV aJ = <4>

з1дпов1д1шх 1м напружень о^ 1 визначають 1з умов:

MZ0' fy = KIthe' (5)

це к1о - критичний коеф1ц1ент 1нтенсивност1 напружень; KIifle - гра-иичне (порогове) значения коеф1ц1ента 1нтенсивност1 напружень, ниж-че якого короз1йно-вгомна трЛшгаа не росте.

На практиц1 при розрахунк.чх використовують не значения критично! довжини тр1шини ia, а значэння допустимо! довжини тр1щини 1д, яка у випадку насосно! штанги дор1внюе I - 0,25 ъ < 1с.

Найб1льш важкою до вир1шення е проблема побудови базово! д1а-грами цикл1чно! короз1йно! тр!щиност1йкост1 матер1злу, яка повинна враховувати "найг1рший випадок" для дано! системи ыатер1ал - сере-цовище. Для 11 побудови потр!бний великий масив експериментялыюх

даних, як1 враховували б вплив р1зних фактор1в ■ на швидк!сть росту короз1йно-втомно! тр1щини, для чого потр1бний час ! значн1 кошти.

В робот1 використана нова методолог!я побудови базових д1аграм цикл!чно! короз!йно! тр!щиност!йкост1 матер!алу за його 1нвар1ант-ними д!аграмами цикл1чно! короз1йно! тр1щиност!Пкост!, яка розроб-чена у ФМ1 HAH Укра1ни (Л.В.Ратич, С.О.Пусяк).

В1дпоп1дно до ц1е! методологи швидк1сть росту короз!йно-втом-но! тр1щики на базо?1й д1аграм1 шкл!чно! короз!йно! тр1шност1й-кост1 матер1алу ued дор1внюе швидкост1 II росту в досл!джуваноыу зразку <гег при екстремальних експлуатац1йних умовах (за частотою, асиметр!ею, формою циклу, температурою) 1 пост1йних електрох1м1чних умовах у вершин1 короз!йно-втомно! тр1щини, як1 в1дпов!дають уыовам Н'Ч поверхн1 зразка (значения водневого показника середовшца в каме-pl i у вершин! короз1йно-втомно1 трИцини т1 ж сам1), з врахуваниям можливих зм1н напружено-деформованого стану 1 електрох1м!чних умов у вершин! тр1щини в конструкцИ пор1вняно з !снуючими в зразку за допомогою коеф1ц!ент1в сц 1 ае:

"ел = ""«'W " <6)

де 1 ад - коеф1ц1енти, як! враховують вплив товщини конструкцИ та екстремальних електрох!м1чних умов у вершин1 короз!йно-втошю1 трИцини 1 ьизначзйться експерименталыю на ochobI в1дпов1дних 1нва-р!антних д1^рам.

Вперше досл1джена цшШчна короз1йна тр1пдшост1йк1сть сталей 20Н2М i 15Х2НМФ дл$ насосних штанг в р1зних короз!йних середовидах. Результата цих досл!джонь (частота V = 0,33 Гц; коофШент асимет-pll л « 0«, температура г = 298 К) покаэують (рис.1):

- в д!впазон1 швидкостей росту втомно! тр1щини 10"s..10~6 м/цикл цикл1чна тр1щиност1йк1сть стал1 16Х2НМФ на пов1тр1 (jfr>«=31,6 МПаКй) набагато нижча, н1ж стал1 20Н2М (кт,= 45,1 МПаИЛ:

- х1м1чний склад середовшца впливае на значения цикл1чно! коро-з1йно! тр1щиност1йкост1 стал1 15Х2НМФ набагато менше, що дуке вежливо при використанн1 II для експлуатацИ р!зних нафтоносних плас-.т1в, н1к на сталь 20Н2М;

- найменша цикл!чна короз1йна тр1щиност!йк!сть сталей в модельному с1рководневому середовшц!;

- Пластова вода сильн1ше понижуе цикл1чну короз!йну тр1щиност1й-к1сть стал! 15Х2НМФ, н!ж стал! 20Н2М;

- насичення пластово! bojjji вуглекислим газом п!двищуе цикл!чну

короз1йну тр1щиност1йк1сть стал1 15Х2НМФ 1 зыеншуе 11 у стал1 20Н2М;

- несуттево в1др1зняеться цикл1чна короз!йна тр1пжност1йк1сть сталей в модельному с1рководневому середовмц1 1 в 3%-у розчин1 КаС1, причому у стал1 15Х2НМФ вонэ мента;

- насичення 3%-го розчину Н&С1 вуглекислим'газом понижуе цикл1ч-ну короз1йну тр1щнност1йк1сть стал1 15Х2НМФ 1 п1двищуе 11 у стал! 20Н2М;

- при високих швидкостях росту втомно! тр1циш| (б1льше 5,Ю-7 м/цикл) цикл1чна короз1йна тр1щиност1йк1сть сталей не так заы1тно залежить в1д складу середовища, що свЛдчить про послабления ефекту впливу середовища.

Рис.1. 1нвар1антн1 д!аграми цикл1чно! короз1йно! тр1щиност1йкост1 сталей 15Х2КМФ (а) 1 20Н2М (б) в р1зних корсз1йних середови--щах, а також Г.х д1аграми на поз!тр1: 1 - Пластова водэ; 2 -Пластова вода, насичена d02! 3 - 3%-й розчнн waCl; 4 - 3%-й розчин WaC], насичений Й02; 5 - 1м1татор с1рководневого середовиша; 6 - пов!тря.

0триман1 1нвар1ангн1 д^аграми цикл1чно! корозШю! тр1щино-ст1йкост! сталей 2СП2М 1 15X2HMI використак1 при оц!нц1 роботоздат-ност1 насосних штанг у випадках статиiHoro 1 цш:л1чного навантажень в эалежност1 б1п 1х диметра, величини допустимих приведених нвпрутань i агреснвност! коро?Шного середовища.

Показано, що насосн1 штанги !з стал1 20Н2Мб б!льш роботоздат-н1, н1ж 1з стал! 15Х2НШ. За результатами оц1нки можуть бути вста-новлен1 терм1ни контролю, ремонту 1 зам!ни насосних штанг, а також розроблен! в1дпов1дн1 нормативн! документи для безпечно! ïx експлу-атацИ.

У четверт!й глав! описуються механ1зми, як1 обуиовлюють приско-корений р1ст втомно! тр!щини в короз!йному середовищ1, та виклада-еться методолог!я !х д1льк!сно! оц!нки. Приводяться результата ба-зових досл1джекь цикл!чно! короз!йно! тр1циност!йкост! сталей 20Н2М i 15Х2!?.И у, дистильоваи!й вод1 з врахуванням ел?ктрох!м1чних умов у вершин! короз!йно-втомно! тр!щини та вперше для mix сталей даеться к1льк!сна оц1нка вкладу локального анодного роэчинення та воднево-го окрихчення в прискорений р1ст втомно! тр!идони в дистильован1й вод1 в залежност! в!д р!вня та частота навантаження.

К!льк1сну оц!нку вкладу механ!зм!в прискорбного росту короз1й-но-втомно! тр1щини в насосних штангах зд1йснили в!дпов1дно з мето-долог!ею, яка розроблена у ФМ1 НАН Укра!ни (Л.В.Ратич, Р.А.Варна) i основана на припущенн1, що прир1ст швидкост1 росту втомно! тр1щини у водяному середовищ1 Lve дор!внюе сум! прирост!в, обумовлених ме-хан1змами локального анодного роэчинення Atr^ та водневого окрихчення Ai/g. При цьому ,i,x значения можна визначити !з р1вняння:,

Av = ir - tf = А »г, + Дгг ■ (7)

ее а м

= Рл-АЕЛ; = Рн.Леи; ЬБл = ^ - .Аги = Л -

де tf ltf- б1дпов1^но швидк!сть росту втомно! тр1щини у водяному ! 1нертному середовшцах; аеа ! Аен - електрох!м!чн! критерИ механ!э-м!в локального анодного роэчинення i водневого окрихчення; ! коеф!ц!енти, як1 характеризують досл1джувану систему метап - се-редовище у випадках д!! механ!зм1в локального анодного роэчинення i водневого окрихчення; £а - потенц1ал р!вновакнсго водневого елек-трода.

Для эизначення коеф!ц!ент!в fl 1 (3/; була розроблена тако* роз-рахунково-експериментальна методика, суть яко! полягае в проведены! вйпробувань на цикя1чну короз1йну тр!щиност1йк1сть при двох р!эних електрох!м!чних умовах у вершин1 тр!щини (що зэбезпечуеться, нв-приклад, шляхом зм!ни частота навантаження V) з наступним викорис-танням р1вняшт (V).

Для ц1е! мети провели випробування зразк!ь !з сталей 20Н2М 1 15Х2НМФ на цикл!чну короз!йнуе,гр1щиност1йк!сть в дистильоваШй вод!

(базовому середовищ1) при V1 =0,10 1 1>2 = 0,33 Гц з врахуваннлм зм1пи електрох1м1чних умов у вершин! короз1йно-втомноХ тр1щини.

Результата цих досл1джень, зокрема, показали:

- кожному значению \Г на не1нвар1антних д1аграмах цикл1чно1 ко-роз1йно!' тр1щиност1йкост1 сталей в1дпов1дають зовс1м конкретн! значения електрох1м1чш!х характеристик риь 1 а окремим д1лянкам д1аграм - певн1 1нтенсивност1 зм1ни цих параыетр1в в аналоПчних д1апазоиах зм1ни швидкост1 И росту;

- не 1снуе однозначно! тенденцИ зм1ни рн^ для сталей 13 зб1ль-шенням Iг : при т>1 = 0,33 Гц Ря{ п1двищуеться (сталь 20Н2М) або нр-зм1нюеться (сталь 15Х2НМФ); при 1>2 = 0,10 Гц рЯ1 понижуеться, а на полог1й д1лянц1 д1агрвми стал1 20Н2М п1двицуеться;

- 1з зб1льше1шям \Гд електродний потенц1ал металу в И вершин1 ^ безперервно зм1щуетьсл в катодну сторону при б1льш додатних його значениях для нижчо! частота навантаження;

- як для стал1 20Н2М, так 1 для стал1 15Х2НШ у вершин1 короз1й-но-втомно! тр1щини при 11 рост1 створюються термодинам1чн1 уыови для воднево! деполяризацИ, тобто у творения електрол1тичного водню, 1нтенсивн1сть тшикнення якого зростае з понижениям частоти наван-твкення.

Проведена к1льк1сна оц1нка вкладу ыехан1зи1в в прискорений р1ст корозШю-втомио! тр1щини в матер1алах иасосних штанг показала (рис.2):

- у стал1 20Н2М при рост1 короз1йно-втомно1-тр1щини (рис.2; а,б) одночасно д1ють механ1зми локального анодного розчпнення 1 воднево-го окрихчення, вклад яких в досл1дженоиу д1апазон1 зм1ни коефЩ1вн-та 1нтенсивност1 напружень зростае 1з зб1льшенням його значень; з понижешшм частоти навантаження в1д 0.33 до 0.10 Гц значно зростае доля вкладу механ1эму водневого окрихчення в прискорений р1ст втом-но! тр1щи!ш в дистильован!й вод1;

- у стал1 15Х?Л1!Л> при рост1 короз1йно-втомно1 тр1щи!ш (рис.20; в, г) також одночасно д1пть механ1зми локального анодного розчинен-ня 1 водневого окрихчення, але вклад 1х в прискорений р1ст втомно! тр1щшш в дастильован1й вод1 в досл1даеному д1апазон1 зм1ни коеф1-Щента 1нте!:сивност1 напружэнь неоднозначний 1 залежить в1д його р1вня. При низьких р1внях коефЩ1ента 1нтенсивност1 напружень при-р1ст втомно! тр!шини в дистильован1й вод1 обумовлений т1льки ло-кальним анодним розчииенням, а при високих р1внях - т1льки водневим окрихченням, хоча другий механ1зм в цих випадках е наявний, але в1н

лише сприяе знижешю 1нгенсивност1 д!1 дом1нуючого механ!зму. 3 по ниженняы частоти навантаження в1д 0.33 до 0.10 Гц.як у стал! 20Н2М значно зростав доля вкладу механ!зму водневого окрихчення в приско

Рис.2. Вклад иехан!зм1в локального анодного розчинення (область ^; та водневого окрихчення (область в прирЮт швидкост1 росту втомно! трИдини Д|Ге (1) для сталей 20П2М (а, б) 1 15Х2НМФ (в,г] в дистильован1й вод1 при частотах навантаження 1>1 ~ 0,33 Гц (а, в) 1 1)г = 0.10 Гц (б. г).

У п'ят!й глав! даеться короткий анал1з нетод1в, «о застосову-ються для п1двшцення над1йност1 насосних втанг, л врахуванням якогс запропонован1 нов1, досить ефективн1 метода п1двицення I) довгов1чност1 при робот1 в агресивних короэ!йних середовищах, основан! на спов!льненн1 процесу зародження та зменшенн! швидкостЗ росту короз1йно-втомно1 тр!щини, а також на 1х захист! в!д спрашо-

вання. Даеться оц1нка ефективност1 запропонованим методам.

Розроблено дек1лька досить ефективних метод1в п1двищешш дов-гов1чност1 насосних штанг як шляхом поверхнево-пластичного дефориу--вання, так 1 комплексних метод1в, як1 поеднують поверхнево-пластич-не деформування з поверхневим метал1чним, пол!мерним 1 металопол1-мернимн покриттями (метод зм1цнення метал1чгаши обертовими щ1тками, метод вЩновлегая, комплексний метод зм1цнешш, метод 1кгдуванил поверхневого покриття).

Для реал1зэц11 метод1в розроблен1 в1дпов1дн1 установки, як1 впроваджен1 на п1дприБмствах "Укрнафта".

0ц1нка впливу р1зних фактор1в та метод1в змЩнетм за результатами натурних випробувань на корозШну втому показала:

- довгов1чн1сть насосних штанг п1сля експлуатацИ в свердловин1 лайже на 30% нижча в1д довгов1чност1 нових;

- найнижча довгов1чн1сть насосних штанг з дефектами в 3%-му роз-яш1 ЛаС1, насиченому с1рководнем;

- технолог1чн1 дефект», виявлен1 засовами неруйн1вного контролю 1е впливають зам1тно на оп1р насосних штанг короз1йно-втомнсму руй-гуванню; довгов1чн1сть насосних штанг без дефект1э 1 э технолог1ч-шми без зм1ки структуры матер1алу'дефектами иайже однакова;

- експлуатац1йн1 дефекти, як1 появляться в штангах при робот1 в свердловин1, впливають б1льш заи1тно на 1х довгов1чн1сть при д11 1ерем1нши навантаженъ; знкжвння ресурсу 19-и мм насосно! штанги точно б1льше (становить 25...40% ресурсу ново!), к1* 22-х ыы (ста-говить 60...7055 ресурсу ново!).

- значне п1двтцення довгов1чност1 як 1/ових, так 1 бувших в !Ксплуатац11 насосних штанг для вс1х застосованих ыетод1в зм1цнен-ш;

- найкращий ефект отрицаний при застосуванн1 комплексного ыето-¡у змШнення, який забезпечуе п1двищення границ1 умовно! витрива-:ост1 в 2...4 рази в пор1внянн1 э вих!дним станом.

- введения 1нг101тора безпосередньо в покриття значно п1двищув ого захисн1 властивост1.

Досл1джеинями эалишкових напружень стиску, як1 виникають в про-ес1 комплексного зм1шення насосних штанг, до 1 п1сля трьохр1чно! ксплуатацИ встановлено, що вони нест1йк1 до сум1сн1й дИ короз1Я-ого середовища 1 довготриввлих цикя1чних шгаантажень. Цэ приводить о послабления з часом опору короз 1йно-втошюму руйнуванню. Тому ля п1двищення ресурсу роботоздатност! насос1шх штанг необх1дно 1х

перюдично зм1цнювати дробострумиюгаю обробкою з подальшш нанесениям метал1зац1йного та полимерного покриття.

Для эахисту колони насосних штанг в!д спрацювання розроблен1 сиец1альн1 протектори 1э зносост1йко1 пластмаси, як1 захищають в1д беэпоседнього тертя о колону насосних труб як Т1ла само! штанги, так 1 муфти.

У п1дсумках сформульован1 основн! результата 1 висновки, як! випливають з проведених в робот! досл1джень.

OCHOBHI РЕЗУЛЬТАТИ I ВИСНОВКИ РОБОТИ

1. Проведений анал!э обривност! колон насосних штанг на нафто-вих родовищах Прикарпаття та дося1даен1 поверхн! Ix злому. Встанов-лено: найб!льше число обрив!в (б1ля 40%) в1дбуваеться по т!лу на-'сосно! птанги на в1дцал1 40...250 мм в1д II головки! основними причинами обриву касосно! штанги е неконтрольований р!ст короз1йно-втоыно! тр1щини до критичного розм!ру та втрата несучо! здатност! штанги внасл1док спрацювання в1д тертя о колону насосно-компресор-них труб.

2. Розроблена методика оЩнки роботоздатност! насосних штанг з врахуванняы цикл!чно1 короз1йно! тр!щиност!йкост! матер!алу.

3. Досл1д*ена цикл!чна короз1йна тр1щиност!йн!сть сталей 20Н2М та 15Х2НМФ 1 побудован! Ix 1нвар1антн1 та не!нвар!антн1 д1аграми цикл!чно1 короз!йно1 тр1щиност1йкост!.'

4. Дана оЩнка роботоздатност! насосних штанг !з сталей 20Н2М 1 15Х2НМ® в залежност! в1д д!аметра, величини допустимих приведених нзпружень та агресивност1 середовюца. Показано: найб!льше пониху-еться довгов1чн!сть насосних штанг в с!рководневому середовищ!; при однакових умовах насосн1 штанги !з стал1 20Н2М е б!льш роботоздат-н!, н1ж !з стал1 15Х2НМФ.

5. За розроблекою у ФМ1 HAH Укра1ни методикою вперше данг к!льк!сна оЩнка механ!зм!в прискореного росту втомно! тр1щини £ сталях 20Н2М ! 15Х2НМФ при д11 базового середовиша (дистильованоЗ води). Встановлено: в досл1дженому д1апазон! навантажень ктлх = 2Е ...50 МПа/м" одночасно д!ють механ!зки локального анодного розчи-нення 1 водневого окрихчення: з понижениям частота навантаження в!д 0,33 до 0,10 Гц прирЮт тр1щини, обумовлений д!ею локальной анодного розчинення, незначно зм!нюеться, а прир1ст тр!щини, обумовлений д!ею водневого окрихчення, суттвво зростае; у стал! 20Н2(

t7

1нтенсивн1сть д11 механ!зм!в локального анодного розчинення 1 водневого окряхчення зростэе э п!двищеннли р1вня навантажеиня; у стал1 15Х2НМФ прнскорений р1ст втомно! тр1щини в середовия! прс низьких р!внях навантакення обумовлокий в основному д1ею локального анодного роэчинення, а при вксогах . - водневого окрнхчеиия; пр:*. цьому спостер!гаеться взаемний коипенсуьчип вплив одного мехаШгзму на игаий.

6. Розроблен1 нов1 метода п1дащенля доегов!чност1 насосних штанг шляхом обробкл ыетал1чними обертовиыи щ1ткгми э удэрнзиш еле-ментгми, в1дновленнл, комплексно! дробоструммчно! оорсвюг з нэпе -сенняы металопол1м9рного покриттн 1 1нг!буванкя покриття, як.1 сприяють сповхльнонню процесу эародаення та зманшенню швидкост! росту иор031йно-втоино! ТР115ИНИ.

7. Встановлен! олткмальн1 режики комплексно! ооробки, яка э?-Сезпечуз зм1цнення насосних втанг 1з стал! 20'НЗМ ка глибину 200... 400 мкы при максимальном!' значэнн1 залшкозих капружень 650. .70»? МПа 1 товщину металопол1мерного покриття 150...180 мкм.

8. На ochobI результат^ натурних вилробувзнь на короэ1Лну втому дана оц1нха вплнву р1зш1Х Фактор1в на добгов!чн1сть насосних итвкг та запропонованим методе« И п!двкщдння. Показано; ной-б1лыч эгресивниы соредовишем с плвстова. вода, иасичена с!рководнем; тбхнолог!чн! дефекта не впливають суттсво нэ дсвгсв!чн!сть насосних втанг, зате експлуатац1йн! дефекта, виявлен! методами нвруйн1вного контролю, покихують XI; найб1льш ефективним 'в кемплекслий метод п1д*ищення довгов1чнест1 насосних втанг; добавка 0,5% 1нгШтор& корозП 1КНС-АзН1П1)18фта до покриття Антикор п1дв:вде гранишо умпв-но! витривэлост! hs

9. Досл1джен1 тенденцИ suli« залгажових напружень стнску nlc-ля комплексно! обробки. Вствновлено: в процес! експлуатацП залкш-itoBl напруження ралзксують 1 зи1нгсть знак;' для1 пШнщеннл ресурсу роботоздатност1 насосних мтонг, як1 пр'ацюють в свердловнн!, по-тр!бно пер!одично пШаватн повторному ?MlHH?miB для Шдновленнл уолзшкосих нзпружекь.

10. Роэроблеи1 протектори захисту т1ла нлсоою! штакгя та муфти »1д «грацпв8ння.

11. Результата розробок використон! при ексшгуатпцП нафтових родсв'.пд Прикррлзття те впровзджен! на пЦтричмсгпах акционерного тсвэриств» "Укрнафта".

ОСНОВЫ! ПУБЛ1КАЦН ПО ДИСЕРТАЦП

1. Копей Б.В., Федорович Я.Т.' Исследование роста трещин коррозионной усталости в насосных штангах при росте в сероводородсо-держащих средах// Нефт. прои-сть. Сер. Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. - 1984. - * 8. - С. 62-62.

2. Копей Б.В., Федорович Я.Т., Кабин В.Н. Предотвращение обрывов насосных штанг// Нефтяник. - 1986. - * 12. С. 6-7.

3. Копей Б.В., Федорович Я'.Т. Упрочнение штанг металлическими вращающимися щетками// Нефт. пром-сть. Экспресс-информ. Сер. Машины и нефтяное оборудование. - 1986. - Вып. 10. - С. 5-9.

4. Копей Б.В., Федорович Я.Т., Требин А.Г. Влияние технологических и эксплуатационных дефектов на сопротивление усталости насосных штанг и критерии их отбраковки// Нефт, пром-сть. Экспресс-информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. - 1986. - Вып. 10. - С. 7-11.

: 5. Копей Б.В., Федорович Я.Т. Снижение теша увеличения трещин в насосных штангах поверхностным упрочнением// Нефт. хоз-во. -

1987. - * 1. - С. 46-49.

6. Копей Б.В.., Федорович Я.Х. Устранение технологических и эксплуатационных дефектов насосных штанг с одновременным их упрочнением. - М.: ВНИИОЭНГ, 1987. - Вып. 8 (78). - 38 с. - (Обзорная информ. Сер. Машины и нефтяное оборудование).

7. Ратыч Л.В., Федорович Я.Х. Циклическая коррозионная трещино-стойкость материалов и долговечность насосных штанг// Физ,-хим. мех. матер. - 1988. - 24, * 6. - С. 95-100.

8. Федорович Я.Т., Ратыч Л.В. Определение долговечности насосных штанг по характеристикам трещнностойкости материалов// Перспективы развития, совершенствование конструкции и повышение надежности бурового и нефтепромыслового оборудования - Пермь,

1988. - С. 61-г3.

9. Эксперименты применения ингибиторов коррозии в сочетании с защитным покрытием/ С.И.Тараевский, Я.Т.Федорович, Л.В.Евчук, В.Н.Юрчишин, Л.М.Галив// Нефт. пром-сть. Экспресс-информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среда. - 1988. - Вып. 11. - С. 7-9.

10. Копей Б.В., Федорович Я.Т. Упрочнение и ремонт насосных штанг с помощью металлополимерных покрытий// Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений. - Львов: Вида шк., 1989. -* 26. - С.113-117.

П. Про стаб1льн1сть залилкових макрэнапружень в поверхневих шарах насоснцх штанг при Ix експлуатацИ/ М.П.Бережшщька, Я.Т.Федорович, Ю.С.Сичов, 1.Я.Петранюк// Физ.-хим. мех. матер. - 1990. - 26, Л 3. - С. 120-122.

12. Опыт упрочнения новых и восстановления ресурса бывших в эксплуатации насосных штанг/ Б.В.Копей, Я.Т.Федорович, Ю.С.Сычев, Г.А.Лесовой // Розв1дка та розробка нафтових 1 газових родо-вищ. - Льв1в: Св1т, 1991. - * 28. - С.104-110.

13. A.c. 1178780 СССР, МКИ с 21 D 8/00, с 23 С 7/04. Способ восстановления деталей/ Б.В.Копей, Я.Т.Федорович, С.И.Тараевский, В.Н.Протасов. - Опубл. 30.12.87, Бюл. Л 48.

14. A.C. 1234169 СССР, МКИ В 24 В 39/00, В 21 D 43/18, В 23 Q 3/ 15. Устройство для подачи длинномерных тел вращения/ Б.В.Копей, Ю.А.Курников, Я.Т.Федорович, О.П.Филипович. - Опубл. 30.05.86, Бюл. М 20.

15. A.c. 1448024 СССР, МКИ и 21 в 17/10. Протектор для насосных штанг/ И.Я.Петрагаок, Ю.С.Сычев, Б.С.Петровский, Я.Т.Федорович, В.А,Петрыняк. - Опубл. 30.12.88, Бюл. Я 48."

16. A.c. 1601318 СССР, МКИ Б 21 в 17/10. Проектор для насосных штанг/ Я.Т.Федорович, И.Я.Петраник, Ю.С.Сычев, Г.А.Лесовой. -Опубл. 23.10.90, Бюл. * 39.

Оедорович Я.Г. Оценка работоспособности и способы повышешя долговечности насосных штанг с учетом их коррозионной трешшостойкости.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических неук по специальности - 05.04.07 - машины и агрегаты нефтяной и газовой промышленности (рукопись).

Иванс-Фраиковский государственный технический университет нефти и газа, Ипано-Франковск, 1995. ,

В диссертации представлеш результаты исследований обрывов насосных штанг на нефтепромыслах Прикарпатья и испытаний на циклическую коррозионную трещиностойкость сталей 20Н2М и 15Х2НЩ в Различных средах при постоянных электрохимических условиях в вершине коррозионно-усталостной трещины и с учетом их изменения; изложены методики и дана оценка работоспособности насосных штанг при статическом и циклическом нагружениях учетом коррозионной треминостойкости материала в зависимости от их диаметра, величины допусти* приведенных напряжений и агрессивности среды, а также осуществлена количественная оценка вклада локального анодного, растворения и водородного охрулчивания . в ускоренный рост усталостной трещины в зависимости от уровня и частоты нагружения; пре,пложены новые методы повышения долговечности насооных штанг, основанные нэ снижении процесса зарождения и уменьшении скорости роста коррозионно-усталостной трещины, а также на их защите от износа; дэна оценка влияния различных факторов и методов упрочнения на долговечность насосных штанг.

Установлено: основными причинами обрывов насосных штанг при их эксплуатации являются ^контролированный рост коррозионно-усталостной трещины до критического размера и потеря несущей способности в результата их износа; коррозионная циклическая трещиностойкость и долговечность насосных аганг из стали 20Н2М больше, чем из стали 15Х2НМ1; ускоренный рост коррозионно-усталостной трещиш е сталях 20Н2М и 15Х2НМФ в воде обусловлен локальным энодьым растворением и годородным охрупчиванием, интенсивность вездеЛатвия которых воэрастаэт с увеличением уровня нагрузки и уменьшением частоты нагружения; наиболее эффективным является комплексный метод упрочнения насосных штанг, сочетающий дробеструйную обработку с ыеталлопояимерным покрытчем.

Результаты работы внедрены в производство.

Fedorovich Y.T. Estimation of workability and methods of Increasing of sucker rods life with taking Into consideration their corrosive crack extension resistance.

Thesis of scientific degree of candldat of technical sclenses -speciality 05.04.07 "Machines and. units of oil and gas industry" Ivano-Franklvsk State Technical University i>f Oil and 3as, Ivano-Franklvsk, 1995.

The thesis contains the results of sucker rods breaks resoarch on the oilfield of Preoarpatle and tests of corrosive crack extension resístanse of steel. 20N2M and 15H2NMF in the different mediums with constant electrochemical conditions in the tip of corrosion fatigue crack and with their change. The method and estimation of capacity for work of sucker rod at static and cyol'c loading with taking in consideration corrosive crack extension resístanse which depends on their diameter, reduced stress and agresslvity of medium are described. The quantitative estimation of contribution of local anodic solubility and hydrogen embrlttlement on the accelerated growth of fatigue crack is realised. The new methods of Increasing of sucker rod fatigue lifo and, wear resístanse are proposed. The estimation of influence of different factors and methods of strengthening of sucker rods.Is glvea.

It is established that: the main reasons of sucker rods breaks are the non-controlled growth of corrosion fatigue crack to critic value and the loss of strength due to wear; corrosion oyolio fatigue life of sucker rods made of steel 20N2M are higher than that of steel 15H2NMF; accelerated growth of corrosion fatigue orack in steels 20H2M and 16H2NMF is conditioned by local anodic dissolution and hydrogen embrlttlement, the intensity of which increases with the growth load level and the descrease of freqency of loading; the most effective is complex method of strengthening by shot pinning and metal-polymeric coating.

The results of work are inculcated in industry.

КЛЮЧОВ1 слова: насосна штанга, сталь, тр1щина, середовще, Коровина втома, тр1щиност1йк1сть, рН, електродний потенц1ал, дов-гов1чн1сть, анодне ровчинеяня, водневе окрихчення, метода 8м1цнення.м