Разработка и исследование способов повышения герметичности резьбовых соединений обсадных труб в газовых скважинах
Анализ причин межколонных и заколонных газопроявлений, существующих способов герметизации резьбовых соединений обсадных труб показал отсутствие какого-либо универсального подхода к проблеме герметичности для различных термобарических условий, решать которую следует с учетом критериев выбора уплотнительных средств на основе долговременной надежной герметизации резьбовых соединений с применением… Читать ещё >
Содержание
- ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ
- ВВЕДЕНИЕ
- I. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОБСАДНЫХ ТРУБ
- 1. 1. Причины межколонных и заколонных газопроявлений
- 1. 2. Герметизирующее действие уплотнительных смазок
- 1. 3. Способы герметизации резьбовых соединений обсадных труб
- 1. 4. Требования к ушютнительно-смазывающим материалам и резьбовым соединениям, оснащенным конструктивными элементами уплотнения
- Выводы по разделу
- II. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕГО ЭФФЕКТА И КОНСТРУКЦИЙ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОБСАДНЫХ ТРУБ
- 2. 1. Расчет межрезьбовых каналов
- 2. 2. Цикличность теплового воздействия на обсадные трубы и их соединения в скважинах
- 2. 2. 1. Тепловое воздействие при бурении и креплении скважин
- 2. 2. 2. Тепловое воздействие при эксплуатации скважин
- 2. 3. Сущность смазывающего эффекта уплотнительных смазок и возможности повышения их противоизносных и антизадирных свойств
- 2. 4. Модернизация резьбовых соединений с конструктивными элементами уплотнения
- Выводы по разделу
- III. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА
- 3. 1. Методика испытаний труб нефтяного сортамента и резьбовых соединений в соответствии с требованиями Американского нефтяного института (API Spec. RP 5С5)
3.2 Методика испытаний труб нефтяного сортамента и резьбовых соединений в соответствии с рекомендациями «Определение пределов плотности резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб с различными герметизирующими средствами».101.
3.3 Предложения по совершенствованию методики стендовых испытаний резьбовых соединений труб.107.
3.3.1 Испытания натурных образцов резьбовых соединений труб нефтяного сортамента на свинчивание-развинчивание, антизадирных и противоизносных свойств резьбовых смазок на муфтонаверточном стенде.108.
3.3.2 Испытания герметичности резьбовых соединений на натурных образцах обсадных труб термоциклированием при наличии изгиба.110.
Выводы по разделу 3.118.
IV РАЗРАБОТКА РЕЗЬБОВОГО ОТВЕРЖДАЕМОГО ГЕРМЕТИКА (РОГ) И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОБСАДНЫХ ТРУБ В ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ.119.
4.1 Выбор наполнителя.119.
4.2 Лабораторные исследования.120.
4.3 Механизм действия наполнителя.128.
4.4 Стендовые испытания.129.
4.5 Технология применения резьбового отверждаемого герметика-РОГ для соединений обсадных труб в газовых скважинах.137.
4.6 Опытно-промышленные испытания и перспективы использования РОГ.137.
4.6.1 Опытно-промышленные испытания.137.
4.6.2 Перспективы применения состава РОГ для герметизации резьбовых соединений обсадных труб.139.
Выводы по разделу 4.141.
Список литературы
- Малеванский В.Д. Открытые газовые фонтаны и борьба с ними. М.: Гос-топтехиздат, 1963. — 212 с.
- Удянский С.Н. Исследование герметичности резьбовых соединений обсадных труб и разработка средств обеспечения их плотности в газовых скважинах.// Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.: ВНИИГАЗ, 1968.
- Обработка результатов исследований состояния межколонного пространства скважин./ Ю. И. Петраков, М. А. Мартынова // Техника и технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. статей ВНИИГАЗа. -1990.-с. 88−91.
- Определение условий вертикальной заколонной миграции газа./В.И. Ильяев, Ю. И. Петраков // Техника и технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. статей ВНИИГАЗа. 1991. — с. 66 — 69.
- К вопросу о состоянии межколонного пространства сероводородсодержащих скважин./В.И. Ильяев, A.A. Перейма, P.A. Тенн, В. П. Ильченко // Техника и технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. статей ВНИИГАЗа. 1991. — с. 51 — 56.
- К вопросу предупреждения и ликвидации межколонных газопроявлений./ P.A. Гасумов, P.A. Тенн, Е. П. Серебряков //Сб. науч. тр. ВНИИГАЗ, Сев-КавНИПИгаз. — 1997. — с. 43 — 49.
- Соединения резьбовые обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов и резьбовые калибры для них./ Пояснительная записка к 1-му проекту ГОСТ Р.-1998.-78 с.
- Трубы нефтяного сортамента: Справочник./ Под общей ред. А. Е. Сарояна. -3-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1987. — 488 с.
- П.Квадфлиг Э. Специальные соединения фирмы «Маннесманн» для труб нефтяного сортамента.// Перевод с нем. Материалы фирмы «Маннесманн». -17−18.02.1988.-с. 1−19.
- Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа./ Котелевский Ю. М., Экслер Л. И., Фукс И. Г. и др. // 2-е издание, перераб. и доп. М.: Недра, 1976. — 496 с.
- Фукс И.Г. Добавки к пластичным смазкам. М.: Химия, 1982. — 248 с.
- Пренгмэн Дэвид. Резьбовые смазки: основные свойства и функции.// Перевод с англ. Drilling. Aug./Sept, 1986. — 3 с.
- Хершель Б. Мак-Дональд (Бестолайф Корп.). Влияние экологического законодательства на технический прогресс в области резьбовых смазок.// Перевод с англ. Journal of Petroleum Technology, July 1993. — 4 с.
- Пластичные смазки в СССР. М.: Химия, 1984. — с. 163 — 169.
- Смазки резьбовые Р-113, Р-402, Р-416./Технические условия: ТУ 301−04−2 092. МГО ТЕХНОХИМ. — 1992.
- Смазка резьбол./ Технические условия: ТУ 38−30 108−88. 1988.
- Любинин И.А., Губарев P.A., Немец В.Л., Донская А.Г.// Еще раз о смазке. -НИСОНГ. 1998. — № 2. — с. 25 — 28.
- Состав для исключения задиров на резьбе. Anti-seize thread compound: Пат. 5 536 422 США, МПК6 С10Н 125/00 /Oldiges D.D.- Jet-Lube, Inc. № 432 573- Заявл. 1. 5. 95- Опубл. 16.7.96- НПК 508/127.
- Низкотемпературные пластичные смазки. Scott William P. Low-temperature lubricating greases. Continental Oil Co. Пат. США, кл. 252−28, (ClOm 7/20), № 3 785 974, заявл. 17.05.72, опубл. 15.01.74.
- Методика проверки конусных безупорных резьбовых соединений обсадных труб на герметичность./ Труды Татарск. Научно-исслед. и проект.. института нефт. пром. 1973. — вып. 23. — с. 79 — 88.
- Разработка и исследование смазок для герметизации и защиты от коррозии резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб./ Отчет о НИР ИФИНГ. Ивано-Франковск. — 1986. — 62 с.
- Bounded casing joints cut drilling costs./ Drilling. 1961. — nov. — Vol. 23. — № l.-p. 122- 123.
- Применение смазки УС-1 для герметизации резьбовых соединений./ Савенков Ю., Чайкин Ю., Кирюшкин А. // Нефтяник. -1971.-№ 3.-с. 16−19.
- Некоторые итоги применения смазки УС-1 для герметизации резьбовых соединений обсадных труб./ Айвазов С. С., Гарушев А. Р., Костыркин А. Н. // Газовое дело. 1966. — № 2. — с. 28 — 30.
- Инструкция по применению состава УС-1 (полимеризующегося) в качестве уплотнительной смазки резьб обсадных труб в газовых скважинах. М.: ВНИИГАЗ, 1974.- 18 с.
- Исследование наполнителей уплотнительных смазок для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента./ Удянский С. Н., Малеванский В. Д. // Азер. нефт. хозяйство. 1971. — № 11. — с. 26 — 27.
- Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Д.: Химия, 1966. — с. 282 — 299.
- Разработка мероприятий по повышению герметичности обсадных колонн и затрубного пространства газовых скважин и методики ликвидации газопроявлений./ Отчет по теме Б-1−76. М.: ВНИИГАЗ, 1977. — 84 с.
- Sander G. Gasdichte Gewinderverbindungen in Erdolindustrie. Erdol-Z. 1964. — V.80.- № 1.
- Т.Е.Еременко, В. В. Кравец. Изготовление и испытание обсадных труб с резьбовыми соединениями, герметизированными металлическими уплотнителями.// Нефтепромысловые трубы: Сб. науч. трудов ВНИИТнефть. Куйбышев, 1972. — вып. 2. — с. 110.
- А.И.Булатов, В. И. Рябченко, И. А. Сибирко, H.A. Сидоров. Газопроявления в скважинах и борьба с ними. М.: Недра, 1969. — 278 с.
- Опыт применения обсадных труб с резьбовыми соединениями, герметизированными цинковым уплотнителем.// Бурение: Научно-техн. сб. 1970. -вып. 8.-е. 9−11.
- Технологические особенности герметизации резьбовых соединений обсадных труб металлическим уплотнителем. Еременко Т. Е., Кравец В.В.// Труды Укр. Научно-исслед. и проект, института нефт. пром. 1971. — вып. 7. — с. 181−186.
- Исследование напряженного состояния резьбовых соединений обсадных труб при свинчивании. Кравец В.В.// Труды Укр. Научно-исслед. и проект, института нефт. пром. 1971. — вып. 7. — с. 86 — 98.
- Рекомендации по применению различных труб и смазок в газовых скважинах большого диаметра. М.: ВНИИГАЗ, 1975. — 11 с.
- Временная инструкция по применению уплотнительной ленты ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал) для герметизации резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб. М.: ВНИИГАЗ, 1972.-19 с.
- Методика по выбору резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при строительстве многозабойных (многоствольных) и горизонтально-разветвленных скважин. М.: Изд. Ассоциации буровых подрядчиков. -1999.-с. 5−10.
- Сравнительный анализ соединений ОТТГ-НКМ с соединениями VAM./ Материалы фирмы «Vallourec», Франция. -1985. с. 1 — 4.
- Удянский С.Н., Малеванский В. Д. Обсадные трубы конструкции ВАМ для скважин Оренбургского месторождения.// Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Реф. сб. 1971. — № 10. — с. 32.
- Отчет испытаний характеристик специальных резьбовых соединений труб нефтяного сортамента для наклонно-направленных и горизонтальных скважин./ В адрес ВолгоУралНИПИгаза и Оренбурггазпрома: Ниппон стал корп. -1994.-69 с.
- Герметичные резьбовые соединения. Gas-tight casing and tubing joints./ Petrol. Times. -1973. — V 77. -№ 1964. — p. 18.
- Абубакиров В.Ф., Джафаров К. И., Иконникова Т. И. Некоторые проблемы улучшения качества труб нефтяного сортамента.// Газовая промышленность. -1995.-№ 2.-с. 16−18.
- Квадфлиг Э, Контролируемое свинчивание газоплотных специальных соединений с заплечиком с помощью метода «Torque Turn». .// Перевод с нем. — Материалы фирмы «Маннесманн». — 17−18.02.1988. — 14с.
- Контроль свинчивания обсадных труб эксплуатационных колонн./ А.П. Ки-рюшкин // Газовая промышленность. 1975. — № 6. — с. 21 — 22.
- Определение вращающего момента сборки резьбовых соединений обсадных труб./ С. Ф. Билык // Нефтяное хозяйство. 1979. — № 5. — с. 18 — 20.
- Рябоконь A.A., Дубенко В. Е., Федорова Н. Г. Механизм разгерметизации резьбовых труб с торцевым уплотнением.// Строительство газовых и газо-конденсатных скважин- Сборник научных трудов. М.: ВНИИГАЗ, Сев-КавНИПИгаз, 1997. — С. 93 — 100.
- Цыбин A.A. Температурные напряжения в обсадной трубе и цементном кольце при нестационарном тепловом нагреве.// Основы проектирования глубоких скважин: Труды ВНИИБТ. М., 1973. — вып. 31.-е. 107 — 116.
- Анализ теплового режима бурения газовых скважин на северных месторождениях./ В. А. Истомин, Б. В. Дегтярев, В. А. Хилько. // Техника и технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. ст. ВНИИГА-За. 1990. — с. 144−150.
- Промысловые исследования теплового взаимодействия бурящейся скважины с горными породами./ Дегтярев Б. В., Истомин В. А., Попов А. П. // Техника и технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. ст. ВНИЙГАЗа. 1989. — с. 161 — 169.
- Регулирование температуры в стволе скважины в процессе бурения. Тем. Научно технич. Обзор. — Серия «Бурение». — М.: ВНИЙОЭНГ, 1972. — 36 с.
- Дадашев И.А. Температурные причины осложнений в бурении и пути их предупреждения. Аз. Гос. год.: Баку, 1990. — с. 35−60.
- Определение сминающего давления обсадной колонны с учетом температурного напряжения./ Керимов З. Г., Ягубов Н. И. // Изв. ВУЗов. Нефть и газ.-1971.-№ 7.-с. 31−34.
- Гриценко А.И., Алиев З. С., Ермилов О. М. и др. Руководство по исследованию скважин. М.: Наука, 1995. — 523с.
- Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения./ Пер. с англ. М.: Мир, 1972. -с. 10−25.
- Чисхолм Д. Двухфазные течения в трубопроводах и теплообменниках./ Пер. с англ. -М.: Недра, 1986. -196 с.
- А.Н. Добренков, А. Е. Евгеньев, А. П. Крупеник. Экспериментальная установка для исследования теплообмена между восходящим двухфазным потоком и окружающей средой.// Фильтрация неоднородных систем: Сб. науч. тр. -М.: ВНИИГАЗ, 1988. с. 60 — 66.
- Великовский Д.С., Поддубный В. Н., Вайншток В. Н., Готовкин Б. Д. Консистентные смазки, М.: Химия, 1966. — 264 с.
- Кондратьев Э.П. О возможности применения решений задачи Ламе для безупорных конических резьбовых соединений.// Бурение: Труды КНИИНП. -Куйбышев, 1966. вып. 34.
- Крагельский И.В. Трение и износ в машинах. М.: Машгиз, 1962. — 384 с.
- Канаев A.A., Вейлер С. Я. Влияние смазочных сред на предельное напряжение сдвига в зоне контакта деформируемого металла в инструменте./ Новое в теории трения. М.: Наука, 1966.
- Фукс Г. И. Исследование влияния состава граничных слоев на коагуляцион-ные и фрикционные взаимодействия и улучшение смазочных материалов. -М.: ИФХ АН СССР, 1965. 101 с.
- Санин П.И. Трение и износ. -М.: Машиностроение, 1980. Т. 1. — с. 45 — 58.
- Пластичные смазки. Киев: Наукова думка, 1979. — 256 с.
- Фукс И.Г. Добавки к пластичным смазкам. -М.: Химия, 1982. 248 с.
- Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972. — 272 с.
- Бонер К.Дж. Производство и применение консистентных смазок./ Пер. с англ. М.: Гостоптехиздат, 1958. — 704 с.
- Вайншток В.В., Фукс И. Г., Шехтер Ю. Н., Ищук Ю. Л. Состав и свойства пластичных смазок. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1970. — 86 с.
- Stolarski T. Tribology Intern. 1979. — vol.9. — № 4. — p. 161 — 163.
- Bish J.M. NLGI Spokesman. io 1970. — vol.33. — № 12. — p. 426 — 434.
- А. с. СССР № 1 560 874 Трубное резьбовое соединение/ Масник О. Т., Лях М. М., Краснопольский И. Е. и др. Б. И., 1990. — № 16.
- Патент Германии № 3 207 181 Трубное соединение для металлических труб, в особенности для труб нефтяного сортамента. Б. И., 1983.
- А. с. СССР № 1 216 320 Устройство для герметизации му4>товых соединений труб./ Рахманов Р. Н., Асфандияров Х. А. Б. И. 1986. — № 9.
- Патент США № 5 263 748 муфта для соединения стандартных обсадных и на-сосно-компрессорных труб. Б. И. 1993.
- Патент США № 4 568 113 Соединение труб. Б. И., 1986. — Т. 1063. — № 1.
- Патент СССР № 1 131 481 Резьбовое соединение для бурильных труб. Б. И., 1984.-№ 47.
- Заявка .Японии № 3−19 434 Блок соединения металлических труб. Б. И., 1991.-№ 5−486.
- Патент США № 3 854 760 Соединение металлических труб, применяемое в нефтеперерабатывающей промышленности. Б. И., 1974.
- А. с. СССР № 1 680 935 Соединение обсадных труб / Коцкулич Я. С., Сешош-кович Н.В., Тершак Б. А. и др. Б. И., 1991. — № 36.
- Изгиб резьбовых соединений труб в нефтяных скважинах./Песляк Ю.А.// Теория и практика добычи нефти: Сб. науч. статей. М.: Недра, 1971. — с. 245−253.
- Сароян А.Е. Бурильные колонны в глубоком бурении. М.: Недра, 1979. -231 с,
- Караев А.К., Сароян А. Е., Ширинзаде С. А. Обсадные колонны для глубоких скважин. М.: Недра, 1971. — 160 с.
- Григорян A.M. Разработка техники и технологии многозабойного и горизонтального вскрытия продуктивных пластов.// Доклад об изобретениях и трудах, представляемых на соискание уч. степени к.т.н. 1966. — 119 с.
- Калинин А.Г., Григорян H.A., Султанов Б. З. Бурение наклонных скважин: Справочник./ Под ред. А. Г. Калинина. -М.: Недра, 1990. 348 с.
- Инструкция по бурению наклонно-направленных скважин. М.: Изд. МНП, 1983.
- Справочник по пластическим массам./ Под ред. М. И. Гарбара. М.: Химия" 1969.- Т.2.-520 с,
- Модифицированный резьбовой герметик УС-1./ Аль-Кар ад аги Т.Ф., Мале-ванский В.Д.// Технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. статей. М.: ВНИИГАЗ, 1991. — с. 85 — 90.
- Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин/ РД 39−147 001 767−2000. М. — Краснодар, 2000. — 278 с.
- Инструкция по расчету обсадных колонн на особые условия эксплуатации/ ВРД 39−1.9−048−2001. М. — Ставрополь, 2001. — 42 с. 1561. ОАО «ГАЗПРОМ»