Газлифтные трубы для систем добычи и транспортировки углеводородов
Газлифтные трубы это специализированный трубный прокат, применяемый в составе колонн газлифтных подъемников для принудительного подъема пластовой жидкости из скважин. Изделия работают в условиях циклических знакопеременных нагрузок, воздействия агрессивных сред и высоких перепадов давления. Основная функция подача рабочего агента (газа) в зону смешения и последующий транспорт газожидкостной смеси на поверхность.
Конструктивные особенности и материалы
Газлифтные трубы изготавливаются из сталей с контролируемым химическим составом, обеспечивающим сочетание прочности и вязкости при низких температурах. Наружная и внутренняя поверхности проходят калибровку для минимизации гидравлических потерь. Резьбовые соединения выполняются по стандартам API Spec 5CT, что гарантирует герметичность при многократных свинчиваниях-развинчиваниях в процессе ремонтных работ.
Для повышения коррозионной стойкости применяются легирующие добавки хрома, молибдена и никеля. В зависимости от условий эксплуатации используется несколько групп прочности: от J55 до P110. Трубы с повышенным содержанием хрома (от 13 %) рекомендованы для скважин с высоким содержанием CO и HS.
Типоразмеры и геометрические параметры
Номинальный наружный диаметр варьируется от 60,3 до 114,3 мм. Толщина стенки подбирается исходя из расчетного внутреннего давления и осевых нагрузок. Длина труб от 9 до 12 метров, допускается поставка немерной длины по согласованию с заказчиком. Кривизна на 1 метр длины не превышает 1,5 мм, овальность в пределах допусков API.
Резьбовые соединения типа NUE (non-upset) и EUE (external upset) обеспечивают различную несущую способность. Для высоконагруженных колонн применяются соединения с высаженными концами, увеличивающие прочность на растяжение до 20 % относительно гладкого конца.
Условия эксплуатации
Рабочее давление в газлифтных системах достигает от 16 до 20 бар в зависимости от глубины скважины и плотности добываемой жидкости. Температурный диапазон эксплуатации от 20 до +120 C. Трубы воспринимают осевые нагрузки от собственного веса колонны, а также изгибающие моменты при искривлении ствола скважины.
В процессе эксплуатации возможен контакт с пластовой водой, минерализованной до 250 г/л, и сероводородом. Для таких условий предусмотрены исполнения с ограничением твердости (HRC 22) и контролем содержания серы в стали не более 0,010 %.
Применение в нефтегазовой отрасли
- Обустройство газлифтных скважин на месторождениях с низким пластовым давлением
- Комплектация фонтанных арматур и подземного оборудования для механизированной добычи
- Ремонт и замена колонн в скважинах с боковыми стволами
- Использование в системах поддержания пластового давления
- Оснащение компрессорных станций для закачки рабочего агента
Контроль качества и испытания
Каждая партия труб проходит неразрушающий контроль ультразвуковым методом на продольные и поперечные дефекты. Гидроиспытания проводятся при давлении, составляющем 90 % от предела текучести материала. Резьбовые соединения проверяются калибрами на соответствие профилю и шагу.
Дополнительно может выполняться контроль твердости по методу Роквелла, испытания на ударный изгиб при температуре 0 C и металлографический анализ микроструктуры. Для морских месторождений предусмотрена аттестация по стандартам DNV или NORSOK.
| Диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Группа прочности | Тип соединения | Длина, м |
|---|---|---|---|---|
| 60,3 | 4,83 | J55 | NUE | 9,1 |
| 73,0 | 5,51 | N80 | EUE | 10,5 |
| 88,9 | 6,45 | L80 | EUE | 11,2 |
| 114,3 | 6,88 | P110 | EUE | 12,0 |
Маркировка и упаковка
На каждую трубу наносится маркировка с указанием номера партии, плавки, группы прочности и даты изготовления. Торцы защищаются металлическими или полимерными кольцами для предотвращения повреждения резьбы при транспортировке. Трубы поставляются в пакетах, стянутых стальными лентами, с прокладками из эластичного материала.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем газлифтные трубы отличаются от насосно-компрессорных?
Газлифтные трубы являются разновидностью НКТ, но имеют усиленные резьбовые соединения и более жесткие допуски по прямолинейности. Они рассчитаны на работу с газожидкостной смесью при повышенных скоростях потока и циклических нагрузках.
Какие группы прочности применяются для глубоких скважин?
Для глубин свыше 3000 метров используются трубы групп N80 и P110 с пределом текучести от 552 до 758 МПа. Выбор определяется расчетом на растяжение от собственного веса колонны и внутренним давлением.
Как защитить резьбовые соединения от коррозии при хранении?
На резьбу наносится консервационная смазка, а на торцы устанавливаются защитные кольца. Хранение осуществляется на стеллажах под навесом при относительной влажности не более 80 %.
Возможна ли поставка труб с муфтами повышенной герметичности?
Да, по запросу поставляются трубы с резьбовыми соединениями типа VAM, обладающими газогерметичностью при давлении до 700 бар. Такие соединения применяются в скважинах с высоким содержанием сероводорода.
