Метод за ремонт на тръби
Притежатели на патенти RU 2338053:
Изобретението се отнася до областта на минното дело, а именно до техниката и технологията за възстановяване на износени стоманени тръби (тръби BU). Техническият резултат се състои в повишаване на устойчивостта на корозия и носещата способност на ремонтираните тръби поради тяхната облицовка. Методът включва радиационен контрол, почистване на външните и вътрешните повърхности на тръбите от отлагания и замърсявания, визуален и инструментален контрол на качеството, рязане и контрол на качеството на резбите, изпитване на хидравлично налягане, завинтване на съединители и предпазни части, маркиране и опаковане на тръби в чували. Характеристика на изобретението е, че тънкостенна електрозаварена тръба - облицовка се въвежда във вътрешната кухина на тръбата, предназначена за ремонт, с предварително нанесено лепило-уплътнител върху външната й повърхност и след това те се подлагат на изтегляне на фуги в режим на разширение чрез издърпване на дорника през вътрешната кухина на обвивката. 1 табл.
Изобретението се отнася до областта на ремонта на изделия от стомани и сплави, които са били в експлоатация, и по-специално до техниката и технологията за възстановяване на износени стоманени тръби (тръби).
По време на работа тръбите претърпяват корозивно и ерозионно износване, както и механична абразия. В резултат на въздействието на тези фактори върху тръбите се образуват различни дефекти по тяхната външна и особено вътрешна повърхност, включително хлътвания, кухини, рискове, надрасквания и др., Които водят до загуба на носещата способност на тръбите, така че по-нататъшното им използване по предназначение без подходящ ремонт е невъзможно. В някои случаи ремонтът на тръбите по съществуващите методи не дава положителен резултат поради големия размер на дефектите.
Най-близкото техническо решение до предложеното изобретение е метод за ремонт на тръби, разработен от OAO Tatneft, изложен например в "Наредби за процедурата за контрол на качеството, възстановяване и отхвърляне на тръби".
Този метод е широко използван във всички нефтени компании в България.
Известният метод за ремонт на тръби установява определена процедура за извършване на технологични операции за възстановяване и технически изисквания за качеството на използваните тръби (тръби BU) и за ремонт. Възстановителният ремонт се извършва в следната последователност: радиационен контрол на тръбите; почистване на вътрешните и външните им повърхности от асфалт, сол, парафинови отлагания (ASPO), корозионни продукти и други замърсители; визуален контрол; шаблониране; дефектоскопия чрез физични методи; нарязване и контрол на качеството на резбите в краищата на тръбите (при необходимост); завинтващи съединители; измерване на дължината на тръбата; тест за хидравлично налягане; маркиране; опаковане и изпращане на тръби до потребителите. Основните технически изисквания за качеството на използваните тръби, изпратени за ремонт, установяват стандарти за кривина на тръбата и граници за общо и местно износване. Дефектите и дефектите на тръбопроводите на BU не трябва да надвишават тези, които осигуряват минималната остатъчна дебелина на стената на тръбата, посочена в таблица 1.
| Допустими минимални дебелини на стените, подлежащи на саниране, мм. | |||
| Номинални размери на тръбите съгласно GOST 633-80 | Минимална дебелина на стената на NKTBU, мм | Максимално допустимо износване на дебелината на стената на тръбата BU, mm | |
| Номинален номинален диаметър на тръбата, mm | Номинална дебелина на стената на тръбата, mm | ||
| 60 | 5.0 | 3.2 | 1.8 |
| 73 | 5.5 | 3.6 | 1.9 |
| 89 | 6.5 | 4.4 | 2.1 |
Ако на повърхността на отделни тръбни секции има неприемливи дефекти с размери, надвишаващи допустимите, тогава такива тръбни секции се изрязват, но дължината на останалата част от тръбата трябва да бъде най-малко 5,5 m.
Недостатъците на този метод за ремонт на тръби са:
- значително ограничение на обемите тръбни съоръжения, изпратени за ремонт, поради наличието на неприемливи дефекти;
- необходимостта от изрязване на част от тръбата с неприемливи дефекти (такива тръби или части от тръби се изхвърлят като метален скрап);
- намален експлоатационен живот на ремонтираните тръбни съоръжения в сравнение с новите тръбни съоръжения.
Целта на предложеното техническо решение е да се повиши устойчивостта на корозия и носещата способност на износените тръби поради облицовката им, което ще увеличи обема на ремонтируемите тръби и ще ги използва по предназначение вместо закупуване и използване на нови тръби. В момента нефтените компании в България изпращат около 200 000 тона тръби годишно, за да заменят износените тръби.
Проблемът се решава от факта, че предложеният метод включва производство на обшивка (тръба) съгласно специални технически условия, нанасяне на уплътнителен материал върху външната повърхност на обшивката и вътрешната повърхност на тръбната тръба BU, въвеждане на облицовката в тръбната тръба BU, разпределянето й, създаване на условия за полимеризация на уплътнителния материал главно на епоксидна основа.
Като обвивка се използва заварена или безшевна тръба, изработена от черни, цветни метали или сплави с повишена устойчивост на корозия. Външният диаметър на обшивката се определя отформула Dln=Dvn.nkt-Δ, където Dln е външният диаметър на гилзата; Dvn.nkt - действителният вътрешен диаметър на тръбите BU, като се вземе предвид тяхното действително износване; Δ - пръстеновидна междина между вътрешния диаметър на тръбата BU и външния диаметър на обшивката. Разликата се определя въз основа на практическия опит от свободното въвеждане на облицовката във вътрешната кухина на тръбата на BU, като правило варира от 2-5 mm. Дебелината на стената на облицовката се определя от техническата осъществимост на нейното производство с минимална стойност и от икономическата осъществимост на нейното използване.
Пример 1. Както е посочено в описанието на прототипа, за възстановяване на тръбите BU ремонтът се извършва в следната последователност: радиационен мониторинг; почистване на тръби от АСПО, обработка; визуален и инструментален контрол на качеството; обработка на краищата на тръбите с резба и завинтване на муфи; тест за хидравлично налягане. Статистическият анализ показа, че до 70% от тръбите на тръбите могат да бъдат възстановени по този начин, останалите тръби се изхвърлят като метален скрап. BU тръбите след ремонт показаха, че експлоатационният им живот е с 15-25% по-малък от този на новите тръби.
Пример 2. Тръбопроводи BU, не отговарящи на техническите изисквания, регламентирани от съществуващата технология (прототип) и посочени в табл.1, подложени на ремонт в следната последователност: радиационен контрол; почистване на тръби от ASPO, включително бластиране. При визуален и инструментален контрол е установено наличие на кухини, драскотини и износени части по вътрешната повърхност, водещи дебелината на стената на тръбната платформа над максимално допустимото отклонение. Върху експерименталната тръба на БУ на различни места по дължината са пробити проходни отвори с диаметър 3 mm. Като обвивка са заварени тънкостенни тръби от устойчива на корозия стомана с външен диаметър 48 mm и дебелинастени 2,0 мм. Уплътняващ материал с дебелина 2 mm беше положен върху външната повърхност на обшивката и вътрешната повърхност на тръбата на тръбата. В предния и задния край на тръбния BU бяха направени гнезда чрез въвеждане на коничен дорник с подходящ размер и форма в тръбния BU. В единия край на облицовката също беше направено гнездо по такъв начин, че вътрешната повърхност на гнездото на задния край на тръбната тръба на сондажния модул да съвпада плътно с външната повърхност на гнездото на облицовката. Облицовката беше въведена в тръбата BU с междина между нейния външен диаметър и вътрешния диаметър на тръбата BU, равна на около 2,0 mm. BU тръбите с поставена в тях облицовка бяха монтирани в остатъците от приемната маса на мелницата за изтегляне. Чрез издърпване на дорника през вътрешната кухина на обшивката се извършва съвместната деформация (разширяване) на обвивката и тръбата BU. Работната цилиндрична част на дорника е направена по такъв начин, че външният диаметър на CU тръбата след облицовката се увеличава с 0,3-0,5% от действителния й диаметър преди облицовката. Издърпването на дорника през комбинираната обшивка и тръба на BU се извършва с помощта на прът, в единия край на който дорникът е фиксиран, а другият край е монтиран в ръкохватките на изтеглящата количка на изтеглящата мелница. След разпределението на обшивката и тръбите BU, полимеризацията на уплътнителния материал се извършва при температурата на цеха. Всички тръби от пилотната партида преминаха изпитвания за вътрешно налягане в съответствие с GOST 633-80. Стендовите изпитания на тръби BU след посочения ремонт показаха увеличение на експлоатационния живот с 5,2 пъти в сравнение с новите тръби. Поддържаемостта на тръбите BU се увеличи в сравнение с прототипа и възлиза на 87,5%.
Техническият резултат от прилагането на претендирания обект е повишаване на устойчивостта на корозия и носещата способност на износените тръби BU, увеличаване на обема на възстановяване на тръбите BU порадиподобряване на тяхната ремонтопригодност. Икономическият резултат е намаляване на разходите за обслужване на нефтени кладенци чрез използване на тръби BU след ремонт по предназначение вместо закупуване на скъпи нови тръби, повишаване на надеждността и издръжливостта на биметалните тръби чрез придаване на висока устойчивост на корозия на тръбите, осигурена от устойчивостта на корозия на материала на обшивката.
Предварителните проучвания на наличната патентна и научно-техническа литература във фонда на Уралския държавен технически университет, Екатеринбург показаха, че съвкупността от съществени характеристики на предложеното изобретение е нова и не е била използвана досега, което ни позволява да заключим, че техническото решение отговаря на критериите "новост" и "изобретателско ниво" и считаме неговата индустриална приложимост за целесъобразна и технически осъществима, което следва от пълното му описание.
Метод за ремонт на използвани тръби (тръби BU), включително радиационен мониторинг, почистване на външните и вътрешните повърхности на тръбите от отлагания и замърсители, визуален и инструментален контрол на качеството, рязане и контрол на качеството на резбите, изпитване на хидравлично налягане, завинтване на съединители и предпазни части, маркиране и опаковане на тръби в торби, характеризиращ се с това, че във вътрешната кухина на тръбата, предназначена за ремонт, се въвежда тънкостенна електрозаварена тръба - облицовка с предварително нанесена върху нея облицовка с лепило-уплътнител и след това се подлагат на изтегляне на фуги в режим на разширение чрез издърпване на дорника през вътрешната кухина на обшивката.