ra3npom ubhhhra3 cmk-bhlli1f a3-053-08 b 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А)...

25
OJ3 ll.l ECT BO C OrP AHVlLJ EH OTBETCTBEHHOCTb «HA Y 4HO-VIC n EJJ: OBATEJIbCKI1I1 I1HCTI1 TY T n pI1PO)lHbI X .. ®rA3npOM fA 30 B VI r A3 0B bIX TEXHOnOr l1I1 - BHl1 l1 fA (000 «fa3 npOM BHl1l1fA3 ») UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3 -0 53 -08 B 1.0 2009 r. TIPOTOKOJI 48- 2512 009 no pe3YJ1bTaTa M CTeH,ll;O B OrO HC nblTa HH H no,ll; Har pY 3Kou Cpe)1;bI C cO)1;epJK aHHe M H 2 S H CO 2 (Y CJ1 0BHH AC Tp axaHCKoro r KM) 06 pa3 ... a 06 Ca)1;HOii Tpy6b1 0168,2 8 x I O,59 MM T95SS C p e3b60BbIM COe)1;H He HHeM "TMK GF" ( on bITHaH napT HH) ,[(orOBOp N240318 33 87 OT 22.04.2008 r. )1. upeKTop IJ;eHTpa «Ha)leJKHOCTb U pecypc 06beKT OB ECr», K.T.H. __ B.B. A Jla)lHH cKHH M .o. Ha'laJIbHUKa JI a60paTopHH K.T. H. A. B . P omynKHH MJI a)l muH HaY'lHbIH COTPY)lHOK JI a60paTopuH KOPP 03H OH HO- CTOHKO X MaTepHa JIOB K.B. M epKYJI b 7 rr o c. P a3 BHJJ Ka, M OCKOBCKM o6JJ.

Upload: others

Post on 30-May-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

OJ3ll.lECT BO C OrPAHVlLJEH OTBETCTBEHHOCTb «HAY4HO-VIC n EJJ:OBATEJIbCKI1I1 I1HCTI1TYT n pI1PO)lHbIX

..®rA3npOM fA30B VI r A30B bIX TEXHOnOr l1I1 - BHl1l1fA3» (000 «fa3npOM BHl1l1fA3»)UBHHHrA3

CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1.0

2009 r. ~~~~~~-------

TIPOTOKOJI

.N'~ 48-2512009

no pe3YJ1bTaTa M CTeH,ll;OBOrO HCnblTaHHH no,ll; Harp Y3Kou Cpe)1;bI C cO)1;epJKaHHeM

H2S H CO2 (YCJ10BHH ACTpaxaHCKoro r KM) 0 6 pa3... a 06Ca)1;HOii Tpy6b1

0168,28x IO,59 MM T95SS C p e3b60BbIM COe)1;HH eHHeM "TMK GF" ( on bITHaH napTHH)

,[(orOBOp N240318 33 87 OT 22.04.2008 r.

)1.upeKTop IJ;eHTpa «Ha)leJKHOCTb U ~dl pecypc 06beKTOB ECr», K.T.H. __~ B.B. A Jla)lHHcKHH

M .o. Ha'laJIbHUKa JIa60paTopHH

KOpp03HOHHO-CTOih~HX MaTePHaJlOB~· K.T.H. ~~ A.B . P omynKHH

MJIa)lmuH HaY'lHbIH COTPY)lHOK

JIa60paTopuH KOPP03HOH HO- ~J CTOHKOX MaTepHaJIOB ~u~ K.B. M epKYJIb

7

rro c. P a3BHJJKa, M OCKOBCKM o6JJ.

Page 2: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 2 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

1. Цель работы Оценка износостойкости резьбового соединения, проведение стендового испытания

под нагрузкой внутреннего давления коррозионно-активной среды с содержанием H2S и СО2

образца обсадной трубы из стали группы прочности T95SS с резьбовым соединением

"TMK GF" опытной партии производства группы заводов ОАО "Трубная металлургическая

компания", для оценки качества и возможности применения в скважинах на газовых,

газоконденсатных и нефтяных месторождениях ОАО "Газпром", в продукции которых

содержится сероводород при парциальном давлении свыше 1,5 МПа (условия Астраханского

ГКМ) и диоксид углерода.

2. Объект испытаний Объектом испытания являлся образец обсадной трубы 168,28×10,59 мм (тр. № 131,

опытная партия № 433; трубная муфтовая заготовка партии № 1.1) группы прочности T95SS

с высокогерметичным резьбовым соединением "TMK GF". Образец состоял из муфты с

резьбовыми соединениями "TMK GF", в которую с обеих сторон вворачивались патрубки

обсадной трубы с резьбовым соединением "TMK GF". На другом конец патрубков

навинчивались заглушки с резьбовым соединением "TMK FMC". Как внутренняя

поверхность муфты, так и резьбовая поверхность патрубков фосфатированы.

Геометрические параметры образца:

наружный диаметр патрубков 168,28 мм;

толщина стенки патрубков 10,59 мм (допуск минус 12,5 %);

наружный диаметр муфты 187,71 мм;

длина внутренней полости собранного образца 1300 мм.

Маркировка образца приведена на рисунке 1.

Все резьбовые соединения нарезаны в условиях ОАО "Таганрогский металлургический

завод".

Page 3: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 3 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

3 96 Т6 Т5 М5 М6C D

Рисунок 1 – Маркировка образца

Механические свойства металла исследуемой трубы и муфты соответствуют группе

прочности T95 (API 5CT), минимальный нормативный предел текучести составляет

Тmin=655 МПа=66,8 кгc/мм2.

Заглушки изготовлены из цельнолитой болванки. Материал заглушек – сталь 40Х.

Толщина дна заглушки превышает 70 мм.

Сталь труб группы прочности T95SS (партия №433 плавка №280721; партия №434

плавка №280722; партия №435 плавка №280720) и муфтовой заготовки (партия №1.1 плавка

№280737) прошла испытание на стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением

по методике NACE TM0177-2005 (метод А) при уровне напряжения 90% от минимального

нормативного предела текучести стали группы прочности T95 по ISO 11960 (Протоколы по

результатам испытаний № 48-13/2008; № 48-04/2009).

3. Свинчивание-развинчивание резьбовых соединений "TMK GF", сборка образца

3.1 Свинчивание-развинчивание резьбовых соединений "TMK GF" в заводских условиях

Испытание на свинчивание-развинчивание проводилось в условиях

ОАО "Таганрогский металлургический завод" в присутствии представителей

ООО "Газпром ВНИИГАЗ" и ООО "TMK-Премиум Сервис".

Со стороны ООО "Газпром ВНИИГАЗ":

- м.н.с. лаборатории коррозионно-стойких материалов К.В. Меркуль;

Со стороны ООО "TMK-Премиум Сервис":

- начальник ОКБ Ю.Ф. Емельянов;

Page 4: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 4 из 25

- начальник ТБ В.П. Алдохин;

- ведущий инженер-конструктор КБАП Д.В. Никифоров.

Во всех резьбовых соединениях применялась резьбоуплотнительная смазка РУС-

Премиум ТУ 0254-008-540044229-2005.

3.1.1 Особенность свинчивания по осевым меткам

На каждом патрубке, на расстоянии 117±0,5 мм от торца трубы светлой краской

наносилась поперечная полоса 10×60 мм (на рисунке 2 показано треугольное клеймо).

На ниппельный конец каждого патрубка и на муфте при помощи специальных

приспособлений (Барретт) светлой краской по трафарету наносились метки свинчивания в

соответствии с рисунком 2; расстояние между метками Lmax = 30 мм, а Lmin = 10 мм.

Рисунок 2 – Схема нанесения меток

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 5: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 5 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

3.1.2 Оборудование и приспособления

Испытание проводилось на муфтонаверточном станке CAM-P-9.625/37-

E "Weatherford", расположенном в трубопрокатном цехе ОАО "Таганрогский

металлургический завод". Станок оснащен прибором контроля и записи момента

свинчивания и развинчивания. При достижении внесенного в программное обеспечение

оптимального момента свинчивания станок автоматически останавливался, т.е. исключалась

вероятность превышения момента свинчивания.

Параметры станка:

максимальный диаметров свинчиваемых труб – 245 мм;

диапазон крутящих моментов – 0÷50000 Н×м.

Для резьбового соединения Т5 (М5) проведен один цикл свинчивания-развинчивания с

окончательным вторым свинчиванием, для соединения Т6 (М6) - два цикла свинчивания-

развинчивания с окончательным третьим свинчиванием.

3.1.3 Порядок проведения свинчивания-развинчивания

Свинчивание-развинчивание проводилось в следующем порядке:

Проводилась очистка резьбы и уплотнительных элементов патрубков и муфты от смазки

и абразивных частиц;

Проводился визуальный осмотр и фотографирование резьбы и уплотнительных

элементов патрубков и муфты в исходном состоянии;

На резьбу патрубка и муфты наносилась смазка (количество наносимой смазки

определялось "на глаз");

Проводилось ручное свинчивание патрубков с муфтой, и дальнейшее механическое

свинчивание до остановки станка при достижении оптимального момента;

С помощью линейки фиксировалось положение осевых меток и соответствующий этому

положению момент свинчивания;

Page 6: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 6 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Далее, проводилось развинчивание резьбового соединения, фиксируется величина

момента развинчивания;

После полного развинчивания и очистки сухой ветошью ниппельного конца и муфты от

смазки проводится визуальный осмотр резьбы и уплотнительных элементов.

3.1.4 Результаты свинчивания-развинчивания

Величины моментов свинчивания представлены в таблице 1. Фотографии резьбы и

уплотнительных элементов в исходном состоянии и после каждой ступени свинчивания-

развинчивания приведены на рисунках 3÷6.

Таблица 1

№ соед №

свинч №

развинч Крутящий

момент, Н×м Натяг, мм Примечание

1 15000 +12 –

1 16000 – Повреждений резьбы на ниппеле и муфте, а так же уплотнительных поверхностей не обнаружено.

Т5 (М5)

2 14900 +13 –

1 15000 +12 –

1 15500 – Повреждений резьбы на ниппеле и муфте, а так же уплотнительных поверхностей не обнаружено.

2 14500 +15 –

2 16000 – Повреждений резьбы на ниппеле и муфте, а так же уплотнительных поверхностей не обнаружено.

Т6 (М6)

3 14500 +17

min 13300

opt 14900

Расчетные моменты свинчивания и расстояния между метками для резьбового соединения "TMK GF" обсадных труб Ø168,28×10,59 мм T95, Н×м max 16600

Page 7: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 7 из 25

труба

муфта

Рисунок 3 – Соединение Т5(М5) (TMK GF) в исходном состоянии

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 8: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 8 из 25

труба

муфта

Рисунок 4 – Соединение Т5(М5) (TMK GF) после свинчивания №1

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 9: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 9 из 25

труба

муфта

Рисунок 5 – Соединение Т6(М6) (TMK GF) в исходном состоянии

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 10: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 10 из 25

труба

муфта

Рисунок 6 – Соединение Т6(М6) (TMK GF) после свинчивания №3

3.1.5 Выводы по результатам свинчивания-развинчивания соединения "TMK GF"

Трехкратное свинчивание-развинчивание резьбового соединения "TMK GF" расчетным

моментом не выявило (визуально) повреждений резьбы и уплотнительных элементов.

Совпадение меток и отсутствие пластической деформации на упорном уступе муфты после

свинчиваний предварительно подтверждает правильность выбора расчетных моментов,

расстояний между метками, и обеспечивает пригодность в использовании образцов при

дальнейших испытаниях. Разница между моментами свинчивания и последующего

развинчивания незначительна.

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 11: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 11 из 25

3.2 Сборка образца (навинчивание заглушек) в ООО "Газпром ВНИИГАЗ"

3.2.1 Оборудование и приспособления

Все испытательное оборудование и стенды размещены на территории опытно-

экспериментальной базы ООО "Газпром ВНИИГАЗ".

Сборка (навинчивание захватов) и разборка образцов производилась на

муфтонаверточном стенде РСТ-5, предназначенном для сборки и разборки трубных

резьбовых соединений. Внешний вид муфтонаверточного стенда представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Внешний вид муфтонаверточного стенда РСТ-5

Параметры стенда:

диапазон диаметров трубных образцов – 80÷300 мм;

диапазон крутящих моментов – 0÷50000 Н×м.

Регистрация момента свинчивания происходит следующим образом: усилие

свинчивания от ключа передается на поршень гидросистемы, расположенного на подвижной

каретке стенда, в результате чего возрастает давление в камере гидросистемы. Давление

регистрируется одновременно пружинным манометром и датчиком преобразователя

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 12: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 12 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

избыточного давления «Сапфир-22 ДИ». От датчика сигнал поступает на блок

преобразования сигнала БПС-90 и далее на самопишущий потенциометр.

3.2.2 Порядок проведения навинчивания заглушек с резьбовым соединением "TMK FMC"

Окончательная сборка образца проводилась в следующем порядке:

Проводилась очистка резьбовых концов "TMK FMC" и резьбы заглушек от смазки и

абразивных частиц;

Проводился визуальный осмотр и фотографирование резьбовых концов "TMK FMC" в

исходном состоянии;

На резьбу патрубков и муфты наносилась смазка (количество наносимой смазки

определялось "на глаз");

Проводилось ручное свинчивание патрубков с муфтой, и дальнейшее механическое

свинчивание до остановки станка при достижении оптимального момента;

3.2.3 Результаты навинчивания заглушек

Во всех резьбовых соединениях "TMK FMC" применялась резьбоуплотнительная

смазка Bestolife 2000NM.

Величины моментов свинчивания представлены в таблице 2.

Таблица 2

№ соед Крутящий момент свинчивания, Н×м

Т5 (С) 14300

Т6 (D) 14300

min 12800

opt 14200

Расчетные моменты свинчивания и расстояния между метками для резьбового соединения "TMK FMC" обсадных труб Ø168,28×10,59 мм T95, Н×м max 15600

Фотографии соединения "TMK FMC" ниппельных концов (под навинчивание заглушек)

в исходном состоянии представлены на рисунках 8 и 9.

Page 13: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 13 из 25

Рисунок 8 – Соединение Т5(С) (TMK FMC) в исходном состоянии

Рисунок 9 – Соединение Т6(D) (TMK FMC) в исходном состоянии

После сборки образца он поступил на стенд для проведения испытания под

комбинированной нагрузкой.

4. Стендовое испытание

4.1 Оборудование и приспособления

Стенд испытания при комбинированной нагрузке в среде сероводорода и диоксида

углерода представляет собой испытательную установку, позволяющую нагружать образец

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 14: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 14 из 25

насосно-компрессорной трубы одновременно растяжением, изгибом и внутренним

давлением коррозионно-активной среды, доводя его температуру до 110°С.

Из-за особенности стенда при испытании обсадных труб возможно нагружение образца

только внутренним давлением коррозионно-активной среды при температуре бокса.

Внешний вид стенда представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 – Внешний вид стенда для испытания образцов труб под комбинированной нагрузкой в коррозионноактивной среде

Параметры стенда:

- конструкция горизонтальное 4-х стержневое

- максимальное растягивающее усилие, тонн 120 - максимальное давление, атм. 750

Термокамера: - тип масляная ванна - максимальная температура, °С 115

4.2 Условия нагрузок на образец обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS при стендовом испытании

Внутренний объем образца составляет:

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 15: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 15 из 25

лммd

LVвн 9,22228901254

8,14914,31300

43

22

, где

L – Длина внутренней полости образца, мм;

d – внутренний диаметр образца, мм.

Объем заполняемого раствора составляет 80% от Vвн, и равняется 18,3 л.

Испытательной средой является раствор А NACE TM0177: 5%NaCl + 0,5%CH3COOH,

насыщенный сероводородом и диоксидом углерода. Парциальное давление сероводорода в

образце составит 25 атм., диоксида углерода – 20 атм.

Давление гидроиспытания (Ргидро), равное 0,9 от минимального нормативного предела

текучести, рассчитывается по формуле:

МПаатммм

кг

D

tP Tгидро 9,64662620,6

3,168

59,10875,0280,669,0

875,029,0

2min

Внутреннее давление испытания (Рвн), равное 0,8 от минимального нормативного

предела текучести, рассчитывается по формуле:

МПаатммм

кг

D

tP Tвн 7,57589885,5

3,168

59,10875,0280,668,0

875,028,0

2min

Максимально возможное усилие растяжения (Li), создаваемое внутренним давлением

(Рвн), действующим на внутреннюю торцевую поверхность заглушки, равно:

кгP

tDL вн

нi 99963885,5

4

59,1023,16814,3

4

2 22

4.3 Порядок проведения испытания

Испытание проводилось в соответствии с СТО Газпром 2-4.1-157-2007 «Типовая

программа приемочных испытаний обсадных труб для объектов ОАО "Газпром"» в

нижеследующей последовательности:

Образец устанавливался на ложементы стенда; отверстие для выхода воздуха при

заполнении образца средой (расположено в заглушке D со смещением отверстия от

оси заглушки) располагалось в максимально верхней точке;

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 16: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 16 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Подсоединялась линия для входа среды (заглушка C);

Производилось заполнение образца водой, после чего отверстие для выхода среды

(расположено в заглушке D) герметизировалось пробкой;

Проводилось гидроиспытание образца на давление 662,0 атм. Выдержка – 15 минут;

После "вытеснения" из образца воды производилась его продувка азотом для

осушения; продолжительность продувки не менее 20 мин;

В отдельной емкости подготавливался раствор А NACE TM0177: 5% NaCl + 0,5%

CH3COOH в объеме 20 л; производился отбор пробы раствора для определения

величины рН;

Образец заполнялся раствором в объеме 18,3 л (80% - жидкая среда, 20% - газовая

"шапка"), после чего отверстие для выхода среды (расположено в заглушке D)

герметизировалось пробкой;

Производилась деаэрация раствора в образце азотом; продолжительность деаэрации

20 часов (из расчета 1 час на 1 л раствора в образце);

В целях исключения попадания кислорода из атмосферы в раствор, отключение

подачи азота по завершении деаэрации производилось сразу после герметизации

пробкой отверстия для выхода среды (расположено в заглушке D);

К образцу подключалась линия баллона с сероводородом;

Баллон с сероводородом устанавливался на весы, производился его нагрев до

температуры 40 °С (при этом давление сероводорода в баллоне поднялось до

25,0 атм.);

Сероводород из баллона в количестве 0,906 кг перепускался в образец;

В образец вводился диоксид углерода до общего давления 45,0 атм.;

Давление в образце доводилось азотом до величины 120,0 атм.;

Page 17: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 17 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Далее, давление в образце доводилось до величины 589,0 атм. предварительно

деаэрированным раствором А NACE TM0177: 5% NaCl + 0,5% CH3COOH,

рН=2,6÷2,8;

В течение 1÷2 дней раствор и газовая шапка стабилизировались; отсчет испытания

начинался после стабилизации давления;

В период испытания 3 раза в день снимали показания индикаторов (давление в

образце, температура в помещении);

По истечении 720 часов испытания давление в образце сбрасывалось до

атмосферного, отбиралась проба раствора для определения уровня рН;

Образец продувался азотом (через щелочь) для удаления сероводорода;

Образец снимался с ложементов и переносился в зд.016;

Производилась полная разборка образца, при этом фиксировались величины

моментов развинчивания всех соединений;

Резьбовые соединения и элементы уплотнений визуально осматривались,

производилось их фотографирование.

4.4 Результаты регистрации параметров стендового испытания

Результаты регистрации параметров во время проведения стендового испытания

представлены в таблице 3

Таблица 3

Дата Время Давление в образце, атм.

Температура, °С

Примечание

9:00

провели гидроопрессовку на давление 662 атм. с выдержкой 15 мин; утечек и падения давления не зафиксировано; в отдельной емкости приготовили раствор NACE, начали его барботаж азотом (продолжительность – 20 часов)

06.07

10:00 слили воду; продули образец инертным газом в течение 20 мин

07.07 9:00 установили образец на ложементы

Page 18: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 18 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Таблица 3

Дата Время Давление в образце, атм.

Температура, °С

Примечание

14:00 заполнили образец предварительно деаэрированным рром NACE в объеме 18,3 л, рН=2,65; продули образец с раствором азотом (продолжительность – 20 часов)

08.07 9:00 585 20

нагрели баллон с сероводородом до 40ºС; перепустили 906 гр. сероводорода в образец; надавили СО2, до давления 45 атм.; довели давление до 120 атм. азотом; подняли давление до 589 атм. раствором NACE

9:00 583 20 12:00 584 20 09.07 16:00 584 20 9:00 583 20

12:00 585 20 10.07 16:00 586 20 9:00 590 22

12:00 592 22 13.07 16:00 592 23 9:00 591 23

12:00 593 23 14.07 16:00 593 24 9:00 590 23

12:00 591 24 15.07 16:00 593 24 9:00 592 24

12:00 592 24 16.07 16:00 593 24 9:00 591 24

12:00 592 24 17.07 16:00 593 24 9:00 595 25

12:00 595 26 20.07 16:00 596→590 26 сбросили давление (через щелочь) до 590 атм. 9:00 590 25

12:00 590 25 21.07 16:00 591 25 9:00 588 24

12:00 588 24 22.07 16:00 590 25 9:00 588 23

12:00 589 23 23.07 16:00 589 24 9:00 587 23

12:00 588 24 24.07 16:00 590 24 9:00 589 24

12:00 590 24 27.07 16:00 591 24

Page 19: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 19 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Таблица 3

Дата Время Давление в образце, атм.

Температура, °С

Примечание

9:00 590 24 12:00 590 24 28.07 16:00 591 24 9:00 588 24

12:00 589 24 29.07 16:00 589 24 9:00 589 24

12:00 589 24 30.07 16:00 590 24 9:00 590 24

12:00 590 24 31.07 16:00 590 24 9:00 587 23

12:00 588 23 03.08 16:00 588 23 9:00 586 23

12:00 588 23 04.08 16:00 588 23 9:00 584 22

12:00 585 22 05.08 16:00 585 22 9:00 585 22

12:00 584 22 06.08 16:00 585 22

07.08 9:00 -

произвели отбор среды для анализа (концентрация H2S составила 3,02 г/л, рН=3,60); сбросили давление через щелочь; слили среду; продули образец азотом для удаления остатков сероводорода (продолжительность – 20 мин); перенесли образец в зд. 016 для последующей разборки

5. Разборка образца после стендового испытания По окончании стендового испытания образец был полностью разобран. Моменты

развинчивания приведены в таблице 4. Фотографии резьбовых соединений после стендового

испытания приведены на рисунках 11÷14.

Page 20: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 20 из 25

Таблица 4 – Моменты развинчивания

Соединение Момент развинчивания, Н×м Разница по отношению к моменту свинчивания, %

Т5(М5) 13750 - 8

Т6(М6) 17200 + 17

Т5(С) 14890 + 4

Т6(D) 15300 + 6

труба

муфта

Рисунок 11 – Соединение Т5(М5) (TMK GF) после стендового испытания

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 21: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 21 из 25

труба

муфта

Рисунок 12 – Соединение Т6(М6) (TMK GF) после стендового испытания

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 22: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 22 из 25

патрубок

заглушка

Рисунок 13 – Соединение Т5(С) (TMK FMC) после стендового испытания

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 23: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 23 из 25

патрубок

заглушка

Рисунок 14 – Соединение Т6(D) (TMK FMC) после стендового испытания

6. Анализ результатов стендового испытания На всем протяжении стендового испытания не зафиксировано падения внутреннего

давления (колебания давления связаны с суточными перепадами температуры в помещении);

После полной разборки образца при визуальном осмотре на поверхности резьбы,

радиальном и торцевом уплотнениях дефектов и повреждений не обнаружено.

© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Page 24: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 24 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Выводы и рекомендации По внешнему виду исходная резьба и уплотнения не имели деформаций и

механических повреждений.

Испытаниями на свинчивание-развинчивание установлено, что резьбовое соединение

"TMK GF" при сборке с оптимальным моментом способно выдержать троекратное

свинчивание-развинчивание в пределах максимального рекомендованного момента

свинчивания без деформации и повреждения узлов герметизации и резьбы;

дополнительную роль в высокой стойкости соединения к износу играет фосфатное

покрытие, нанесенное как на ниппельный резьбовой конец, так и на внутреннюю

поверхность муфты.

Рекомендованные производителем моменты свинчивания (минимальный 13300 Н×м,

максимальный 16600 Н×м) соединения "TMK GF" обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм

группы прочности T95 позволяют достигать соприкосновения радиального и

торцевого уплотнений ниппеля и муфты без деформации уплотнительных элементов,

что подтверждается визуальным осмотром соединений уже после первого их

развинчивания; соединение обеспечивает более трех циклов свинчивания-

развинчивания с моментами не выше максимально рекомендованного, без

возникновения недопустимых деформаций, задиров и потертостей резьбы и

уплотнительных элементов.

Стендовым испытанием под комбинированной нагрузкой от внутреннего давления

испытательного раствора А (NACE TM0177), насыщенного сероводородом и

диоксидом углерода, в течение 720 часов не было обнаружено падения внутреннего

давления, подтеков, выдавливания смазки и других следов негерметичности. После

разборки образца при визуальном осмотре на поверхности резьбы, радиальном и

торцевом уплотнительных элементах дефектов, повреждений и следов проникновения

среды не обнаружено.

Page 25: rA3npOM UBHHHrA3 CMK-BHlli1f A3-053-08 B 1...по методике nace tm0177-2005 (метод А) прировне у напряжения 90% от минимального нормативного

Система менеджмента качества

Протокол по результатам стендового испытания под нагрузкой среды с содержанием H2S и CO2 (условия Астраханского ГКМ) образца обсадной трубы Ø168,28×10,59 мм T95SS с резьбовым

соединением "TMK GF"

№48-25/2009 договор №403183387 от 22.04.2008 г.

ISO 9001:2000 стр. 25 из 25© 2009 ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

На основании положительных результатов проведенного комплекса лабораторных и

стендовых испытаний обсадные трубы опытных партий №№ 433, 434, 435 группы прочности

T95SS и муфты к ним (опытная партия трубной муфтовой заготовки № 1.1) производства

группы трубных заводов ОАО "Трубная металлургическая компания" могут быть

рекомендованы к промысловым испытаниям на Астраханском ГКМ.