Нефтегазовые трубы ГОСТ 31446-2017: обсадные, насосно-компрессорные и трубопроводные трубы
ГОСТ 31446-2017 распространяется на стальные бесшовные и сварные трубы, применяемые в нефтяной и газовой промышленности: обсадные, насосно-компрессорные (НКТ), трубопроводные и муфтовые заготовки. Стандарт гармонизирован с API Spec 5CT и устанавливает требования к группам прочности, геометрии резьбовых соединений, методам неразрушающего контроля и испытаниям на гидравлическое давление.
Сортамент и группы прочности
Трубы по ГОСТ 31446-2017 выпускают с наружным диаметром от 60,3 до 508 мм, толщиной стенки от 4,0 до 22,2 мм. Группы прочности нормируют предел текучести и временное сопротивление:
- H40 — предел текучести 276–552 МПа, для обсадных колонн малой глубины;
- J55 — 379–552 МПа, обсадные и НКТ общего назначения;
- K55 — 379–552 МПа, трубопроводные и обсадные трубы;
- N80 (тип 1 и Q) — 552–758 МПа, для скважин с повышенным пластовым давлением;
- L80 (типы 1, 9Cr, 13Cr) — 552–655 МПа, коррозионностойкое исполнение;
- P110 — 758–965 МПа, для глубоких и наклонно-направленных скважин.
Типы резьбовых соединений
Стандарт регламентирует соединения с резьбой треугольного профиля (short round thread, long round thread), трапецеидальной (buttress) и соединения типа premium. Для НКТ применяют резьбу с шагом 2,54 мм (10 ниток на дюйм) и 3,175 мм (8 ниток на дюйм). Герметичность соединений подтверждают испытанием на внутреннее гидравлическое давление и на изгиб при свинчивании.
| Тип трубы | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Группа прочности | Рабочее давление, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Обсадная | 146,1 | 7,7 | J55 | 36,5 |
| Обсадная | 244,5 | 10,03 | N80 | 42,8 |
| НКТ | 73,0 | 5,5 | N80 | 55,2 |
| НКТ | 89,0 | 6,45 | P110 | 78,0 |
| Трубопроводная | 114,3 | 6,02 | L80 | 32,0 |
Материалы и термообработка
Трубы изготавливают из углеродистых и легированных марок стали: 32Г2, 36Г2С, 38ХН3МФА, 15Х5М, 20Х13, 13ХФА. Для групп прочности L80 тип 13Cr применяют коррозионностойкую сталь с содержанием хрома 12–14 %. Термообработка включает закалку с отпуском или нормализацию в зависимости от группы прочности. Твёрдость по Роквеллу для L80 не превышает 23 HRC, для P110 — 30 HRC.
Контроль качества и испытания
- неразрушающий контроль: ультразвуковая дефектоскопия тела трубы, магнитопорошковая — концов и резьбы;
- гидравлическое испытание давлением не менее 70 % от предела текучести;
- испытание на смятие, разрыв и продольный изгиб образцов;
- контроль геометрии резьбы калибрами и профилометрами;
- проверка ударной вязкости при температуре –20 C и –40 C для северного исполнения.
Области применения
Обсадные трубы используют при креплении ствола скважины в системах бурения нефтяных и газовых месторождений, включая наклонно-направленные и горизонтальные скважины. НКТ применяют в составе колонн для добычи пластового флюида, при проведении гидроразрыва пласта и кислотной обработки призабойной зоны. Трубопроводные трубы задействуют в промысловых трубопроводах, системах поддержания пластового давления и внутрипромысловом транспорте. Муфтовые заготовки идут на изготовление соединительных муфт для обсадных и насосно-компрессорных колонн.
Вопросы и ответы
Чем ГОСТ 31446-2017 отличается от ГОСТ 632-80?
ГОСТ 31446-2017 гармонизирован с API Spec 5CT, расширяет перечень групп прочности (включая L80, P110), ужесточает требования к неразрушающему контролю и вводит дополнительные типы резьбовых соединений.
Какие группы прочности применяют для коррозионных сред?
Для сред с повышенным содержанием сероводорода и углекислого газа применяют группы L80 тип 9Cr и 13Cr, а также N80 тип Q с ограничением по твёрдости и химическому составу.
Каким давлением испытывают трубы гидравлически?
Испытательное давление устанавливают не ниже 70 % от предела текучести для данной группы прочности и типоразмера, но не более значений, указанных в таблицах стандарта для каждого диаметра и толщины стенки.
Допускается ли поставка труб с резьбой buttress?
Да, стандарт предусматривает трапецеидальную резьбу buttress для обсадных труб диаметром от 114,3 мм и выше, обеспечивающую повышенную прочность соединения на растяжение и свинчиваемость.
