Насосно-компрессорные трубы: устройство и применение¶

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) — это стальные бесшовные трубы, используемые при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин для транспортировки добываемого флюида (нефти, газа, воды) от забоя к устью, а также для закачки рабочих агентов в пласт (вода, газ, пар, химические реагенты). НКТ являются ключевым элементом фонтанной арматуры и подземного оборудования, соединяя насосное или компрессорное оборудование с поверхностью.

¶Устройство и конструкция

НКТ представляют собой полые цилиндрические изделия с резьбовыми соединениями на концах. Основные конструктивные элементы:

• Тело трубы — бесшовная стальная труба, изготовленная методом горячей прокатки или высадки. Толщина стенки варьируется от 3 до 12 мм, наружный диаметр — от 27 до 114 мм (наиболее распространены 60, 73, 89 и 114 мм).
• Резьба — нарезается на концах трубы. По типу резьбы различают трубы с короткой (НКМ), длинной (НКЛ) и высокогерметичной (НКМ-В) резьбой. Резьба обеспечивает соединение труб в колонну.
• Муфта — соединительный элемент в виде короткого патрубка с внутренней резьбой. Муфты могут быть гладкими или с упорным буртом для центрирования.

Материалом для НКТ служат углеродистые и легированные стали (группы прочности Д, К, Е, Л, М, Р, Т по ГОСТ 633-80). Выбор группы прочности зависит от глубины скважины, давления и агрессивности среды. Для коррозионностойких условий применяются трубы из нержавеющих сталей или с защитными покрытиями.

¶Классификация

НКТ классифицируются по нескольким признакам:

• По типу резьбового соединения: с треугольной резьбой (стандартные), с трапецеидальной резьбой (повышенная прочность), с газогерметичными резьбами (для газовых скважин высокого давления).
• По назначению: обычные (для добычи и закачки), насосные (для работы с глубинными насосами), специальные (для осложнённых условий — высоких температур, сероводорода, углекислого газа).
• По способу соединения: муфтовые, безмуфтовые (ниппельные), с высаженными концами.

¶Применение

Основные области применения НКТ:

• Добыча нефти и газа — колонна НКТ спускается в скважину и служит каналом для подъёма продукции на поверхность. При фонтанном способе добычи поток поднимается за счёт пластовой энергии, при механизированном — с помощью насосов (штанговых, электроцентробежных, винтовых).
• Закачка воды и газа — НКТ используются в системах поддержания пластового давления (ППД), когда в пласт закачивается вода или газ для вытеснения нефти.
• Гидроразрыв пласта (ГРП) — при проведении ГРП через НКТ закачивается жидкость с проппантом для создания трещин в продуктивном пласте.
• Ремонтные и исследовательские работы — через НКТ спускаются приборы (манометры, термометры, расходомеры), проводится промывка скважин, ликвидация песчаных пробок, обработка призабойной зоны кислотой.

¶Производство и стандарты

В России производство НКТ регламентируется ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним». Основные производители — предприятия трубного дивизиона (Таганрогский металлургический завод, СинТЗ, Северский трубный завод), а также заводы в других странах (США, Китай, Япония). Технические требования включают контроль геометрии, механических свойств, герметичности резьбовых соединений и сплошности металла (ультразвуковой контроль).

Современные НКТ оснащаются высокогерметичными резьбовыми соединениями с уплотнительными элементами (металл-металл или эластомерными), что позволяет выдерживать высокие давления (до 100 МПа) и температуры (до 350 °C) в сложных горно-геологических условиях.

¶Преимущества и ограничения

К преимуществам НКТ относятся высокая механическая прочность, герметичность соединений, устойчивость к агрессивным средам (при выборе соответствующей марки стали) и возможность многократного спуска-подъёма. Ограничения связаны с коррозионным растрескиванием под напряжением в средах с сероводородом, абразивным износом при высоком содержании песка в продукции и сложностью эксплуатации в скважинах с большим искривлением (требуются специальные высокопрочные трубы).

¶См. также

• Обсадные трубы
• Фонтанная арматура
• Глубинно-насосное оборудование