автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.07, диссертация на тему:Совершенствование технических средств обеспечения работоспособности сравнительных элементов трубных колонн в условиях эксплуатации

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НШИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА

На правах рукописи

\

■ ЗИНЧАК ЯРОСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ'

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ. ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЖЕНТОВ ТРУБНЫХ КОЛОНН В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.04.07 - Машины и агрегаты нефтяной

и газовой промышленности.

АВТОРЕФЕРАТ диооертации на ооиокание ученой отепени кандидата технических наук

МОСКВА - 1993

■г

/»у / V ,/

'У' ! / / „„.■ ..">:

Работа выполнена в научно-производственном объединении "Недра"

Научные руководители - кандидат технических наук,

ГИНЗБУРГ З.С. •

кандидат технических наук, КШ1АШ О.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ПРОТАСОВ В.Н.

кандидат технических наук ТАРАЕВСКИЙ С<И.

Ведущая организация - СКБ "ГАШШДАВГШАТШ."

Защита состоится и tfrCrj-CljM 1993 года в / часов ш эаседакли специализированного совета К 053.27.02 в Государственной академии нефти и rasa имени И.М.Губкина; II79I7, Москва , ГСП-I, Ленинский проспект; 65'. С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Академии1.

Автореферат разослан ÍL

tiiiT-г ^ ¡'IJj Х993 r.

Ученый секретарь /

специализированного совета /А—Беляев А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Перед нефтегазодобывающей промышленностью зтоит задача - улучшить технико-экономические показатели буровых ра-5от за очет внедрения новой техники, передовых технологий и совер -иенотвования организации работ. Современный этап освоения месторождений характеризуется увеличением глубин бурения, повышением темпе-затур и давления, присутствием агрессивных газов и др. В овязи о >тим более яесгкие требования предъявляются к бурильному инотрумен-?у и буровому оборудованию. Отечественные и зарубавшие ученые в ос-ювном соорадоточили своё внимание на разработке технологий и техни-шских средств обеспечения эксплуатационной надежности нефтепромыс-ювых труб, хотя, вследствие специфики их конструкции и особенностей жсплуатации, соединительные элементы изнашиваются интенсивнее, чем ¡урилыше трубы, я 15 % аварий о трубными колоннами обуоловлено от-сазамн соодпшгголышх элементов.

По статистике, в процесса эксплуатации бурильной трубы менять даок приходитсп 2-3 раза. Эта операция возможна только в условиях 'рубной базы, сопровождается значитольны?.ш материальными и трудовы-ш затратам и ко гарантирует целостности резьбы труб (снятие зам-:ов Производится путем отачивания или срезания газорезкой).Затраты югут быть существенно уменьше ни, а качество работ повышено при на-гачпп технических средств и технологий, позволявдих производить за-шпу соединительных деталей без повроздения резьбы труб непосредст-Ю1Ш0 ни буровой. Тагаз ва:яшм фактором в поддержании тру оной колон-ta в работоспособном соотоянпл является овоевремешоо обнаружение ;о1!октшгх соединительна элементов. Для труб эта задача в принципе юшек;',существуют тспшчесию средства и технологии неразрушащего контроля. Проблеме контроля качеотва ооединительных элементов (де->октоскоп.ия,тол?:ишомэтрия,да1амотрал5ннй натяг и др.) практически не доляптся внимания,хотя,несомненно,она является важной и актуальной.

Целью настоящей работы является разработка и совершенствование

технологи" л технических средств, обеспечивающих работоспособность % - ♦

трубной колонны за счет своевременного выявления к замены непригодных к эксплуатации соединительных элементов..

Основные задачи_ исследования

1. Исследование методов отвинчивания соединительных элементов и совершенствование способов контроля натяга в резьбовом соединении.

2. Создание технологии и технических средств,обеспечиваквд? сво-евременяое выявление непригодных к эксплуатации соединительных 'элементов, их замену и ремодт. .

3. Испытания разработанных средств н внедрение их в производство.

Научная новизна. .■•

I. Установлена степень влияния конструктивных и технологических факторов на величину контактного давления в сопряжении труб с соединительными элементами и на величину крутящего момента отвинчивания соединительных элементов.Показано, что при отвинчивании соединительных элементов для труб' с высадкой внутрь необходим крутящий момент, -на 5 кН м болыакй.чем для труб с высадкой наружу. С увеличением толщины стенки труб контактные давления, а шесте о ними-и крутящие моменты отвинчивания, увеличиваются. ...

, 2. Предложен новый способ определения диаметрального нэтяга в соединении,заключающийся в том, что с помощью ультразвука измеряют диаметр соединительного элемента до и после его навинчивания на трубу, и по аналитическому выражению,связывающему увеличение диаметра с геометрическими и упругими характеристиками элементов резьбовой пара рассчитывают диаметральный натяг, с которым собрано соединение. *

Практическое значение '

I. Разработаны технология (РД 51-02-15-Ш) и мобильные установки, позволяющие выявлять непригодные к эксплуатации соединительные элементы и производить их замену без разрушения трубноЯ резьбы з условиях буровой и трубной, базы.

разработана методлгл и усовершенствованы технические средства обеспечения нормированного диаметрального натяга путем: — селективного подбора резьбовых соединений, параметры которых отличаются от нормированных; *

- подрезки упорных уступов (торцоз) в изношенных замковых рэзьбовых соединениях. А

Реализация,работы^ в. промыэденности. В результате проведенных теоретических и экспериментальны:: исследований были изготовлены и Екедрены з ИГО "Ухтанофгегазгеология", на буровых предприятиях го-зударственного газового концерна "Газпром", ВО "Роснефтегаз", концерна "Укргазпром", в Индии и Республике Куба (через ВПО "Зарубеж-зефгестрой") установки типа "Ремонт-1", передвияная лаборатория .^разрушающего контроля ШШК-Г.

Установка "Рег.ганг-1" принята межведомственной комиссией и рекомендована к серийному производству. Передвинная лаборатория _ не-эазрутающего контроля ПЛНК-1 принята Государственной приемочной комиссией и серийно в^скается Саратовским заводом "Газавтомати-'л" - за 1989--1992 гг. изготовлено 56 лабораторий.

Экономический эффект от внедрения разработанных средств в генах 1389 года составил болев 1,5 млн. рублей.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались I обсуждались на:

- научно-технических конференциях профессорско-преподавате-1Ьского состава Ивано—5ранковского института нефти и газа

г. Ивано-Франковск, 1585-1990 гг.);

- научно-техническом Совете Центральной методической партии ю геолого-экономическим исследованиям СЦЕГГЭИ) объединения 'Тос-■еолфонд" Мингео РСФСР (г. Москва, 1984 г.);

- техническом совещании представителей. Миннефтепрома СССР, Млнгазпро'ма СССР, Мингео СССР, Минвуза УССР и их организаций по координации работ в области создания, оовоения, производства и обеспечения элективного использования средств неразрутавдето контроля труб нефтяного сортамента (г. Ивано-Франковск, 1988 г.);

- научно-техническом Совете Мингазпрома СССР (Ашхабад,1988 г.); .- научно-техничеоком Совете Мингео РСФСР (Москва, 1988 г.);

- XI Всесоюзной научно-технической конференции "Неразрушапцие физические методы и средства контроля" (Москва, 1887 г.);

- научно-техническом семинаре "Опыт внедрения досишений научно-технического прогресса в практику проектирования объектов нефтяной и газовой промышленности" (Киев, 1988 г.);

- XII Всеооюзной научно-техтчеокой конференции "Норазрувапдие физические метода контроля" (Свердловск, 1990 г.).

Публикации. По результатам вооледоваша опубяановано II трудов в научно-техяичеоках лурналах в сборниках, получено 2 штороках свидетельства на изобретения, отраащзэ оотювноэ оодергштэ даосер-тации. '*

Объем работа. Двооврютя ооотопт из введения, четырех глаз „ и ооновных выводов. Работа азлозена на 101 отр. иасанопасного т.екста, содержат 40 рпсуЕЕОЗ, оппсск использованной литературы вз 120 наименований отвчоогашшя в зарубегашс авторов, 34 отр. приложений, в которых приведена иагершла о внедрении и экономической эффективности разработанных срадотв.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой; главе рассмотрены условия эксплуатации соединительных ламентоз в составе трубных колонн, преобладающие виды и наиболее аспроотрапоппые прятаны их отказов, проанализирован« иопользупцио-я способы обеспечения работоспособности и'методы контроля ооединз-елькшс элементов, применяемо в стране и за рубежом.

Изучении уоловий работы бурильной колонны и её элементов, про-ле:.:с_\з е: прочности н износостойкости посвящены многие работы оте-еотвешшх п зарубешшх авторов. Наиболее известны труды Г.М.Сарки-ова, А.Е.Сарояна, В.Ф.Штамбурга, Н.Д.Щербюка, Г.М.Эрлиха, Н.В.Яку-овского, Л.А.Лачишша, Н.Л.Ильокого, Б.А.Новожилова, Н.П.Пустовой-эшсо, Н.Н.раоулова, С.М.Далелянца, В.Бредли* Х.Роллинса и др. В зг, в чаотпоста, изучено слсяйо-напряйенное состояние бурильных элонп п гас элеггонтоэ в зависимости от конструкции, глубины скваяи-з, кршшзна отвода, диаштрэлыпгх размеров колонны и сквагины, спо-збоз бурехая; определена условия эксплуатации и классификации бу~ зльншс труб и соединительных элементов о учетом степени юс износа, мялогвна опооо&х зсг-зти колошг от изяаипзания.

- В глзЕэ проаЕалззпрсагнц щпуэнящиеся в настоящее время спо-)ба удалоетя браковавши (пзяоезшшх) ооедшштельных элементов 5тачисаша, фрэзероваязо п т.п.), подчеркнуто, что при их исполь-)ваняп высока сороятаооть повреждения трубной резьбы. Кроме того, гоутотэуэт тсхтпеопяо средства, обоспечпваксцяе замену или мелкий язок? оседяпятельннж злементоа непосредственно в условиях буровой.

Здесь зе проведен анализ ыетодов н орадств неразрушаюшего конт-хля, применение которых позволило бн своевременно выявлять брако-шные соединительные элемента. Отмочено, что среди многочисленных Гблшсаций (И.Г.Ермолова, А.К.Гурвича, И.Г.Мигаля, О.М.Карпаша, .Крауткремера и др.), в том числе последних, о неразрушшоцем конт-злв нефтепромыслового оборудования и инструмента, нет работ,

посвященных контролю соединительных элементов (выявление продольных и поперечных дефектов, измерение износа), а если эта проблема затрагивается, то вокользь.

В главе показано, что для обеспечения работоспособности оое-динительных элементов необходимо создать комплексную систему. В неё должны войти технические средства и технологии, дающие возмоянооть производить:

- входной контроль (инструментальный и нэразрушавдий) соединительных элементов;

- их подготовку к эксплуатации (калибровку, паопортизацию, на-неоение защитных и противоизнооовых поздрытий, уотановку защитных колпаков и т.д.);

- учет наработки и прогнозирование реоуроа;

- периодический контроль во время вкоалуатадии и выбраковку элементов о дефектами ила отработакдих свой ресурс;

- ремонт а замену изношенных элементов.

В конце главы (фондированы цели я оозовные задачи иооледо-• *

ваяия.

Вторая глава лоовядеиа ¿воратачсокш исследованиям опоообов, обеодечйвавдах работоспособность ооедвнитедьншс элементов трубной ч колонны. В ней проанализированы тракетрн, определящге величину момента отвинчивания бракованных соединительных элементов; проведены инженерше расчеты, из которых оледует, что в подавляпцем боль-пвдотве случаев касательные напряжения, возникавдио при отвинчивании соединительного олеиеата, цзогократпо превышают допустимы«., определены контактные давления в гоне оопряяения отальных бурильных труб о соедиштелыша влемеятша различны* диаштроо и конструкций.

Установлено, что для раалшпс соединений кутящий момент от-ваячивания могяо ушньыть двумя дутсл: оюжениеи коэффициента трения (за очет раэрушшл адтаоптя связей я зоне сопряжения) &

зняяением контактного давления (за очот создания перепада температур мевду оопряяеншлш поверхностями ооадинигельиого элемента и ?рубы). Однако олишком большой перепад температур не только не до-1ТИЕКМ чаото технически, но и чреват нежелательными последствиями -[ерегрев или переохлавдешэ вызывают изменение структуры и свойств (еталла. При незначительном перепада температур усилие момента от-инчившшя велико и приводит к необратимым деформациям разi.единяо-их элементов. Особенно уязвима в этом отношении трубная резьба, оэтому необходимо найти оптимальное значение перепада температур.

С использованием теоретических данных, приведенных в трудах .И.Мусхелишвиди, было получено выражение для расчета перепада тем-эратур л Г между соединительным, элементом и трубой, при котором онтактное.давление в зоне их сопряжения буДет близким к нулю: _ (<~У)* У '

А 1 ------——g-X

___fe*~p') (£.г-вг) (fa A -At _• /

ie 0 - коэффициент Пуассона;

О - натяг в.-соединении;

Ы - температурный коэффициент линейного расширения материала трубы (соединительного элемента);

Pi - внутренний радиус трубы в зоне сопряжения;

Рг - наружный радиус соединительного элемента;

£ - радиуо контактирующих поверхностей соединения.

Раочетн, проведенные для различных типоразмеров труб в преде-х нормированных диаметральных натягов, показали, что перепад тем-ратур в зоне сопряжения в раде случаев (особенно при малых диа-трах и больших натягах) достаточно вноок, и нагрев детали до тай температуры приведет не только к структурным изменениям, но и к

расплавлена» металла. Следовательно, снять контактные напряжения только за счет нагрева о хватив ащ ей детали невозможно.

Предложен способ уменьшения величины контактного давления путем нагрева соединительного элемента и охлаждения бурильной трубы в зоне соединения. При этом проанализированы возможные способы нагрева (индукционный, электроконтактный) и предложен нагрев электродугой, вращаюцейся в магнитном поле (а.о. 1439199). Последний опо-ооб является наиболее перспективным, так как за счет быстрого нагрева соединительного элемента не успевает нагреться труба (перепад температур в 300° создается воего через 60 о с начала нагрева). Но наиболее практичным при существующем техническом вооружении является нагрев с помощью индукционного нагревателя.

Поскольку достичь нулевых контактных давлений практически невозможно, был проведен анализ уоловий, при которых технически достижимо развинчивание соединений без повреждения трубной резьбы. В результате предложен опоооб отвинчивания, сущнооть которого заключается в нагреве соединительного элемента до температуры, не вызы-

I

вахщей изменений прочностных характеристик материалов сопряженных изделий, интенсивном и направленном охлаждении внутренней поверхности трубы в зоне резьбового ооединения и приложении момента от- ч вянчяванил при максимальном перепаде температур.

Исследование налряяешм-деформированного состояния резьбового ооединения дало возможность разработать опоооб контроля фактического, диаметрального натяга. На базе решения задачи 1яме о полш цилиндре, подверженном внутреннему и внешнему давлениям, было получено

выражение, определяющее увеличение наружного диаметра дД2 охватывающей детали, обусловленное натягом

где

2 о

■ Я

х

+ г'{I - 2 У, )| (3>

I

Л

Г* -

I

1

вг

Vi.Vjt.JJt.fe - упругие константы магеркала трубы и соединительного элемента;

В. £<• - ооотЕетственко внутренний и нарукннй радиус соединительного элемента; ' - внутреншй радиус трубы в зоне резьбового участка;

О - натяг, о которым собрано соединение. •

Таким образом, по увеличению наружного диаметра соединительного элемента можно определить реальный натяг в соединении. На практике целесообразнее сравнивать не диаметры детали до и посла сбор®, а длину её окружности: ввиду малости лД2 эт0 удобнее, так как увеличение округлости в Ж раз больше увеличения .диаметра.

Обусловленное наличием натяга напряженное состояние соединительного элемента нередко приводит к возникновению продольных дефектов на поверхности л в толще металла. Для их выявления обычно используются ультразвуковые методы, но контроль осложняется тем, что отсутствует информация о соотоднии акустического контакта между пьезопреобразователем и проверяемым изделием. Автором усовершенствован ультразвуковой спосоо контроля и предложока новая конструкция льезопреобразователя С а.с. 1569696), устраняющая упомянутый' недостаток за счет использования эффекта двустороннего излучения

1Г

льезошзастинн. Ультразвуковые колебания, направленные в оторону объекта .контроля, обеопечивают выявление дефектов, а распространяющиеся в противополояную сторону - дают информацию о наличии акустического контакта. Для изготовления такого пьезопреобразова-теля должно выдерживаться соотношение:

А = а'

4'гг сХ

Се

+ £¿75'А (5)

Л

где - угол наклона задней (отражающей) грани;

Ы - угол наклона пьезоплаи-шны;

Сг, & - скорости распространения соответственно продольных и поперечных ультразвуковых колебаний в материале призмы преобразователя.

В третьей главе показаны результаты проверки ранее полученных теоретических выводов. В ней изложена методика проведения экспериментальных исследований, проанализированы о точки зрения-практической применяемости и целесообразности различные, варианты нагрева соединительных' элементов о целью уменьшения контактных давлений в зоне сопряжения с резьбой трубы, определены оптимальные параметры развинчивания непригодных к эксплуатации соединений, предложена методика оелентивного подбора резьбовых пар, элементы которых имеют отклонения параметров от нормированных значений, оценен опоооб контроля диаметрального натяга в ооединенш по увеличению наруаного диаметра охватывающей детали.

Для исследования возможности отвинчивания соединительного элемента без повреждения резьбы бурильной трубы за счет уменьшения контактных давлений на оолрякешшх поверхностях была поставлена о ерш экспериментов на 15 натурных образцах. Образцы изго-тавзшвалиоь из наиболее чаото применяемых в промышленности о таль-них бурильных груб (СЕТ, ВК, НК диаметром 114, 127 и 140 мм), на

которые по методике РД 39-285-79 навинчивались соединительные элементы. При исследованиях использовались серийный стенд для свинчивания и развинчивания валов турбобуров РСТ-1, универсальные оредотва контроля параметров резьбы, комплексная дефег"оокопичеокая уотановка "Зонд-6", уотановка для навинчивания аоедиштельннх элементов ЛШЗ-1, приборы для измерения температуры Спирометр "Смотрич-146П", лого-метр У1ШП-60М).

Для определения оптимальных параметров развинчивания соединений анализировались различные режимы нагрева и охлаждения сопряженных элементов. При нагреве соединительного элемента индукционным способом о последующим принудительным охлаждением резьбовой чаоти трубы было установлено, что: ,

1) скорость нагрева трубы и соединительного элемента составляет в среднем 38 град/мин;

2) скорость охлаждения трубы в первую минуту была в среднем 130 град/мин-, во вторую - 90 град/мин, а в дальнейшем - 40 градЛшн;

3) скорооть охлаждения соединительного элемента в первые две минуты, не превышала 10 град/мин, в третью - 20 град/мин, (в последующие две - 30 град/мин и в дальнейшем - 40 град/мин.

Следовательно, наименьший 5футящий момент отвинчивания ^ллжен. иметь место по иогечении 4-минутного охлаздения трубы. -

Исследования зависимости величины крутящего момента от возданного в зоне сопряжения перепада температур показали:

1) при перепаде температур в 120° в 70 % образцов трубных резьб возникали повреждения в виде задаров;

2) минимальное значение крутящего момента наблюдалооь при перепаде температур в 240° и составило в ореднви 20 кН-м. Пов.олде-ний резьба практически не было;

.3) значение крутящего моыегга при перепадах температур в 200-240° изменялось в пределах 23-20 вН-ы.

Проведенные исследования позволили сделать вывод о практической возможности отвинчивания соединительных элементов по разработанное методике. При этом крутящий момент, необходимый для отвинчивания (23 - 20 кН-м), должен прикладываться к соединительному элементу в интервале 3-5-ти мин после начала охлаздения резьбовой части трубы.

Для уменьшения величины крутящего момента отвинчивания необходим более высокий перепад температур. Для его создания были предложены и опробованы способы нагрева соединительного элемента электродутой, вращанцейся в магнитном поле, и токами короткого замыкания. ,

При нагреве электродугой в качестве магнитной катушки был использован статор двигателя перемепного тока. Напряжение к соединительному элементу и медному кольцевовд электроду, охлаждаемому водой, подавалось от сварочного трансформатора постоянного тока. Магнитные катушка подключались к сети переменного тока напряжением -380 В. Между электродом и соединительным элементом возбуждалась электрическая дуга, которая под действием магнитного поля вращалась вокруг пооледнего, нагревая его. Температура контролировалаоь с помощью пирометра "Ш0ТШ-146П".

В результате экспериментов установлено следувссэе.:

1) нагрев соединительных элементов до температуры 350-450 °С происходил в течение 50-60 с;

2) перепад температур на сопряженных поверхностях в конце нагрева составил 300-320 °С.

При исследовании электроконтактного (токами короткого замыкания) способа нагрева соединительных элементов выяснилось, что:

1) скорость нагрева не превышает 33 град/мин, т.е. меньше, чей цри индукционном нагреве;

2) для увеличения окоростя нагрева необходимо повысить напряжение цепи первичной обмотки,(более 380 В), что неприемлемо в производственных условиях.

Учитывая полученные результаты, в дальнейшем определялась ве-чина крутящего момента при развинчивании соединений, нагреваемых :ектродугой. Эта величина составляла от 8 до 10 кН-м, в зависимос-: от типоразмера соединения и натяга, о которым оно собрано.

Натяг в соединении определялся двумя пу_.п/ш: по'увеличении ди-[етра наружной поверхности соединительного элемента после оборки пособ, теоретически обоснованный во второй главе) и по результата калибровки элементов резьбовых пар. Оба варианта дали идентич-[е результаты.

Чтобы обеспечить требуемый натяг в соединениях, элементы кото-IX имеют отклонения геометрических параметров от нормировали] х гачений, был предложен способ подбора резьбовых пар для труб о ко-[чеокими стабилизирующими поясками. По этому оаособу было сое рано !0 труб ВК с соединительными элементами, теоретически рассчитанный 1тяг проверялся с помощью ультразвуковых средотв контроля путем мера увеличения диаметра наружной поверхности соединительного зле-!нта до и после навинчивания.

. Экспериментальные исследования подтвердили теоретические выво-I, оделанные во второй главе.

Четвертая глава посвящена разработке, испытаниям и внедрению таичеоких оредотв, обеспечивании работоспособность и эксплуата-гонную надежность трубных колонн. В этой главе обоснована целеео-1 разность создания комплексной уотановки рациональной эксплуатации рильных труб, предназначенной для использования непосредственно в ¡ловиях буровой. С учетом особой актуальности этой работы для труд-доступных районов бурения ©формулированы технические требования и [исана конструкция изготовленной в соответствии о ниш установки 'емонт-1", даны рекомендации по её применению. Здесь ко изложена годика замены соединительных элементов, определены технические юбования к устройству для ремонта замковых резьб путем подрезки

упорных уступов (торцов),•приведены его конструкция и технология проведения ремонта- Отдельный раздел посвящен техническим средствам и методикам неразрушащего контроля соединительных элементов.

Разработанные средства неразрушащего контроля и ремонта замковых резьб включены в состав передвижной лаборатории керазрушаю-щего контроля ШШК-1, серийно изготавливаются Саратовским заводом "Газавтоматика" и эксплуатируются практически во всех нефтегазодобывающих регионах СНГ. Установки "Ремонт" внедрены и используются в КТО "Ухтанефтегаэгеология", :ВП0 "Зарубехшефтъ", ВПО "Зарубежгео-логия" при проведении подрядных работ в Республике Куба и Индии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДУ

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований созданы новые технологии и технические средства, обеспечивающие работоспособность трубных колонн за счет своевременного обнаружения непригодных к эксплуатации (бракованных-) соединительных элементов и их замены или ремонта непосредственно на буровой.

2. Впервые определена отепень _сшя различных факторов на величину крутящего момента отвинчивания соединительных элементов. Показано, что вследствие конструктивных особенностей крутящий момент отвинчивания соединительных элементов для труб с высадкой внутрь (в т.ч. ТБВК) в среднем на 5 кН.м больше, чем для труо того же диаметра с высадкой наружу ( в т.ч. ТЕНК). С увеличением ■ толщины стенки труб контактные давления, а вместе с ниш и крутящие моменты отвинчивания, увеличиваются. Простое механическое отвинчивание изношенных соединительных элементов без повреждения трубной резьбы невозможно.

3. На основания теоретических и экспериментальных исследова- .

ний разработана технология замены изноиенных и бракованных созди-/ с

нительных элементов, отличающаяся от существующих тем, что снятие

оединительного элемента производят путем отвинчивания без поврозк-;ения трубной резьбы. Определены основные параметры способов от-ганчивания - значения перепада температур в зоне сопряжения трубы I соединительным элементом и крутящего момента. Б зависимости от •ипоразмера соединения и диаметрального натяга величл.л крутящего . юмента отвинчивания соотавляет 10-20 кН.м, а перепад тешератур [е превышает 240 °С.

4. Предложен способ определения диаметрального натяга ообран-гаго ооединения, заключащвйоя в том, что о помощью разработанных 'льтразвуковых средотв измеряют длину наружной окружнооти ооеДини-•ельного элемента до и после его навинчивания на трубу, опреде пята увеличение. диаметра и, используя аналитическое выражение, шределяют диаметральный натяг б":

{* [т■[£* -ф)

\де, V, , ./£ , % - упругие конотантн материала трубы и соединительного элемента соответственно;

- Е| , ^ , Б - соответственно радиусы внутренней поверхности трубы, наруяаой поверхности соединительного элемента ¿'внутренней поверхности соединительного элемента;

/ {

5. Разработана методика обеспечения поротрованного диамотра-иьного натяга путем:

-селективного подбора резьбовнх соединений, параметры к :орых этличаютсл от нормированных;

- подрезки упорных уступов (торцов) а пзпоезгшие зймковых резьбовых 00СД1Ш0НЯЯХ.

6. Разработаны методика и технические средства обнаружения ультразвуковым методом дефектов различной ориентации

(РД 5I-OI-I5-86). При этом исключено влияние на результаты контроля нестабильности акустического контакта. Аналитически определены параметры способа контроля.

7. Разработана, изготовлена и внедрена в производство установка "Ремонт-I", обеспечивагацая проведение комплекса работ (замена соединительных элементов, неразрушаюций контроль, мелкий ремонт, сортировка труб, правка резьб и т.п.) по поддержанию работоспособности трубных колонн непосредственно в условиях буровой. Ультразвуковые средства контроля с ISS)' года серийно изготавливаются на Саратовском заводе "Газавгоматика".

8. Опытные образцы и •• серийные изделия ва протяжении 1986 - . 1991 гг. внедрены на буровых предприятиях ГТК "Газпром", ВО "Рос-нефтегаз", Микгео СССР, ВПО "Зарубеяаефть"'.

Экономический эффект от внедрения в цедах I9S9 года составил более 1,5 млн. рублей.

Основное.содержание диссертации опубликовано п оледуюпшх работах:

1. A.c. Л I439I99 (СССР). Способ отвинчивания замковых деталей с бурильных труб / Турко Ф.И., Зинчак Я.М., Карпаш О.М. и др. - ИФИНГ, Заявл. 30.01.67. II 4188535/22-03; Опубл. 23.11.89 в Бюл. № 43, 1988; Е 21 В.19/16.

2. A.c. К 1569696 (СССР). Преобразователь для ультразвукового контроля / Зинчак Я.М., Карпаш О.М., Мигаль И.Г. и др. -ИФИНГ, Заявл. 07.12.87. В 4340650/23-28; Опубл.' 07.05.90 в Бюл. № 21, 1390; q ObV 29/04.

3. Картам О.М., Зинчак Я.М., БаталукЯ.М. и др. Опыт применения технических средств и технологий неразрушащего контроля йурллышх труб в процессе эксплуатации // Тезисы докладов XII Всесоюзной научно-технической конференции "Нераз^ушавдие физические метода контроля". - Свердловск, 1990, т. 4, о. 177 -178.

4. Карпам О.М., Мигаль И.Г., Даниляк Я.Б.', Зинчак Я.М. и др. Номограмма для сборки резьбовых соединений бурильных труб повышенной прочности //Нефтяное хозяйство. - 1989. -й 2, с. 50 - 59.

5. Мигаль И.Г., Карпат О.М., Зинчак Я.М. Отраслевая сиоте-иа нераэруиаицего контроля труб нефтяного сортамента Мянгазпро-ла // Тезисы докладов республиканского научно-технического оеми-iapa "Неразрушаящий контроль - 08. - Рига, 1988, о. 14-16.

6. Карпаш О.М., !Литаль И.Г., Криничннй П.Я., Зинчак Я.М. Сомплекс технических средств для неразрушащего контроля оборудования насосно-коипрессорных станций и.трубопроводов // Тезисы [окладов . 2-й Международной конференции "Контроль качества трубопроводов", - Ы,, 199Г. т.З, о. 89 - 90.

. 7. Карпал О.М., Турко Ф.И., Зинчак Я.М. и др. Установка ля комплексного неразруиаюцего контроля труб // Нефтяное хозяй-тво. - 1985. - ß 12, о. 64 - 65.

8. Мигаль И.Г., Карпан О.М., Зинчак Я.М. и др. Комплекс Ремонт-1" // Информационный листок о научно-техническом дости-ении. - Ивано-Франковск, 1986, J& 86-075.

9. Мпгпль И.Г., Молчанов H.A., Зинчак Я.М. и др. Установ-з рационально)! эксплуатация бурллытх труб в труднодоступны* эфтсгазодобыващих районах // Нефтяное хозяйство. - 1987. -G, о. 33 - 36.

10. Петриашн И.О., Карпаш О.Ы., Зинчак Я.М. К вопросу о метрологическом обеспечении специализированных-оредств неразрукалцего контроля // Теэион докладов "Неразрушаздяе метода контроля в народном хозяйстве". - Рига: ЛагНШНТИ, 1986, с. 27 - 28.

11. Петришн И.О., Карпаш О.М., Зинчак Я.М. О метрологическом обеспечении средотв ультразвукового контроля резьбовых: соединений трубных колонн // Тезисы докладов XI Всесоюзной научно-технической конференции "Неразрупашцие физические метода в орздотва контроля". - М., - 1987. о. 101.

t 12. I^püeco Ф.И., Зиичшс Я.М. f Карпаш О.М., Кийко H.H. Внедрзше технических средств и методик неразрушазщзго контроля vpyö нефтяного Сортамента на буровых предприятиях Иингаздрома // Тозпол докладов научно-технического семинара "Опыт внодреппя доот^аезиЗ научно-технического прогресса б практику прооетирохангя объектов нефтяной и газовой лрошилбннооти". - Киев, IS88, с. 63.

13. Карпаш О.М., Багалук Я.М., &нчак Я.И. "н др. Об одноа вз подходов к контролю качества овшчшазия резьбовхк соэданений в трубах нефтяного оортаиэпта // Разведка в разработка нефтяных s газовых местороадзний. - Львов "CbIt", IS32, П 23,' а. 73 - 77.

Соискатель Я.М.Зинчая