Опрессовка НКТ

Производится опрессовка НКТ на разных этапах изготовления и эксплуатации насосно-компрессорных труб. На заводе вначале проверяется герметичность тела и резьбовых концов изделий. Затем контролируется качество резьбового соединения ниппельной части НКТ, НКВ, НКМ с муфтами различных конструкций.

Далее трубы поступают на трубную базу для комплектации колонн различного назначения. Поэтому с учетом решаемых задач трубы опрессовываются повторно на конкретную величину давления фонтанной, нагнетательной, газлифтной, насосной скважины.

Затем гидравлическому испытанию может подвергаться вся колонна в сборе по месту ее эксплуатации, т есть внутри ствола скважины. После каждой разборки колонны НКТ выполняется контроль и отбраковка труб по состоянию резьбы, наличию механических повреждений, дефектов геометрии. После ремонта насосно-компрессорные трубы так же подвергаются гидравлическим испытаниям в обязательном порядке.

Назначение гидравлических испытаний

Колонна насосно-компрессорных труб является основным трубопроводом для перекачки флюида из подземного пласта в выкидную линию манифольда на поверхности. Поэтому от герметичности резьбовых соединений и прочности тел труб зависит суточный дебит, себестоимость добываемого полезного ископаемого, безопасность окружающей среды и недр.

В стандарте ГОСТ 633 приведена таблица, содержащая значения давлений при гидравлическом испытании гладких, высаженных, безмуфтовых резьбовых соединений насосно-компрессорных труб:

Давление опрессовки не может быть выше 122,6 МПа, даже по требованию заказчика. без дополнительных согласований максимальное значение этого параметра составляет 68,6 МПа (примечание 1 к пункту 2.12 стандарта ГОСТ 633).

Для гидроразрыва плата в нагнетательных скважинах опрессовка НКТ производится на давление 75 МПа.

Особенности процесса для разных резьбовых соединений

Насосно-компрессорные трубы имеют особую классификацию по нескольким признакам:

• назначение – добыча флюида фонтанным, насосным, газлифтным методом, закачка в пласт технических жидкостей, реагентов, ингибиторов, подвешивание специального оборудования (насосы, якоря, фильтры), разбуривание пробок;
• конструкционный материал – сталь, легкие сплавы, стекловолокно, полимеры, композиты;
• тип резьбового соединения – ниппель/муфта, безмуфтовое, высокогерметичное с уплотнением металл-металл или полимерным кольцом;
• размеры – длина от 5,5 м до 11,5 м, номинальный диаметр 27 – 114 мм.

Поэтому в процессе эксплуатации колонна НКТ может испытывать сжимающие, растягивающие, механические ударные, пульсационные, вибрационные, изгибающие и другие нагрузки. Давление рабочих сред варьируется в широком диапазоне, в них могут содержаться абразивные и химические примеси (песок, углекислота, сероводород).

Поэтому опрессовка НКТ является неотъемлемым условием приемо-сдаточных испытаний. Без нее трубы к использованию не допускаются. Основная сложность при изготовлении опрессовочного стенда заключается в многообразии типоразмеров труб и профилей их резьбовых соединений.

Поэтому применяются подвижные каретки, универсальные герметизирующие муфты, автоматические блоки управления.

Конструкция установки для гидроиспытаний

Промышленная опрессовка НКТ внутри предприятия-изготовителя производится на стационарном оборудовании. В конструкцию установки для гидравлических испытаний насосно-компрессорных труб входят следующие узлы, детали, сборочные единицы:

• горизонтально ориентированная в пространстве рама с трубчатыми направляющими;

• каретка с герметизирующими затворными устройствами;

• гидравлический зажим, фиксирующий каретку на направляющих рамки;
• зажимное устройство для удержания трубы;
• лифтный узел, помещающий изделие в рабочее положение на рамке установки;
• перекладчики для перемещения трубы со стеллажа на установку и обратно;
• рольган, измеряющий длину НКТ для корректировки настроек технологического процесса;
• подъемник для промывки внутреннего пространства трубы проливом без давления;
• модуль гидравлический из насосов низкого, высокого давления, трубной обвязки, фильтрационного оборудования и оборотного бака;
• управляющий модуль для переключения режимов (наладка, ручной, автоматический цикл).

Типовая опрессовка НКТ состоит из следующих пошаговых операций:

• при подаче трубы со стеллажа измеряется ее длина;
• по результатам измерений каретка отводится на соответствующую дистанцию от зажимного устройства;
• труба наклоняется, ее внутренняя полость промывается проточной водой;
• изделие перекладывается на раму, один его край зажимается неподвижно;
• каретка наезжает на ниппель трубы, зажимает его в герметизирующую головку;
• на противоположном конце НКТ снимается захват, муфта вводится в специальную герметизирующую головку;

• труба наполняется водой, затем поднимается давление рабочей среды;
• в течение 10 секунд выдерживается испытательное давление;
• после сброса давления труба выводится из головок, зажимы ослабляются;
• изделие перекладывается на промежуточную линию, один его край приподнимается для слива рабочей жидкости;
• внутреннее пространство продувается сжатым воздухом;
• труба перекладывается на стеллаж для хранения.

Благодаря применению в герметизирующих головках манжет из высокопрочного эластомера возможна опрессовка НКТ и НКМ, НКВ и НКБ с обычной и удлиненной резьбой без перенастройки оборудования. Такие манжеты выпускаются Омским заводом, рассчитаны на давление 125 МПа, 5 – 8 тысяч производственных циклов. Обычные резиновые воротниковые манжеты выходят из строя уже на второй тысяче труб.

Герметизирующие головки стенда могут объединяться с кранами выпуска воздуха и подачи воды (КВВ и КПВ, соответственно) в единый узел. Что упрощает эксплуатацию установки, и снижает время каждого цикла.

Оборотная вода технического качества в баке используется первичным насосом для создания давления 25 – 30 МПа. Затем в мультипликатор иди насос ВД подается очищенная вода высокого качества для обеспечения испытательного давления 50 – 125 МПа.

Встроенный измеритель длины позволяет заранее отвести каретку перед поступлением трубы со стеллажа для сокращения времени опрессовочного цикла. Ниппельная резьба не подвергается износу, так как на нее не наворачивается ответная муфта. Однако заказчик может указать в договоре необходимость опрессовки резьбового соединения со стороны ниппеля дополнительно.

В зависимости от характеристик насосного оборудования установки для гидроиспытаний НКТ производительность стенда составляет 30 – 80 труб ежечасно. Некоторые производители, например, «НТС-Лидер», выпускают компактные опрессовочные установки, которые можно эксплуатировать, не только в производственных цехах, но и в ремонтных мастерских, на трубных базах.

Передвижные комплексы имеют вдвое меньшую мощность в сравнении со стационарными цехами. Зато, за счет модульного исполнения отдельных унифицированных технологических линий могут разворачиваться на удаленных площадках за 3 месяца максимум.