Нефтедобывающая отрасль при выполнении различных технологических операций использует бурильные и обсадные колонны, насосно-компрессорные трубы, трубопроводы, штанги, т.е. длинномерные сборные колонны, состоящие из отдельных отрезков, муфтовых или сварочных соединений.
В процессе работы колонны с определенной периодичностью необходимо поднимать на поверхность скважины, разбирая на отдельные отрезки (исключение составляют обсадные трубы и трубопроводные системы), затем собирать их снова и спускать в скважину в обратной последовательности. Эти работы отнимают почти половину производственного времени, являются очень трудоемкими и сопровождаются зачастую повышенным травматизмом (работа с ключами, элеваторами, штропами и т.д.).
Кроме того, нефтепромысловые колонны различного назначения работают в агрессивных средах, резко сокращающих срок их службы, несмотря на то что для их изготовления используются высококачественные, чаще всего легированные стали.
Вариантом технического решения проблемы по резкому сокращению затрат времени и средств на спуско-подъемные операции (СПО) нефтепромысловых колонн и значительному увеличению срока их службы является применение гибких неразборных полимерно-металлических колонн нефтепромысловых труб, а также гибких насосных штанг, выполненных, например, из стальной ленты. Это обеспечивает возможность намотки без свинчивания (развинчивания) этих изделий на транспортные барабаны, а также на рабочие катушки, ролики и бобины вполне приемлемых габаритов.
В результате СПО ускоряются примерно в 15 раз, так как средняя коммерческая скорость спуско-подъема жестких сборных колонн равна 0,15 - 0,2 м/с; а ГПМТ - 2 - 3 м/с. ГПМТ отличаются высокой коррозионностой-костью, срок службы при работе в агрессивных средах увеличивается в несколько (до 10 и более) раз.
Основой для реализации этого решения являются многолетние научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы отечественных (ВНИИТнефть, Самарский государственный технический университет) и зарубежных (Французский институт нефти) специалистов.
Начало отечественных разработок относится к 1962 г, когда было получено авторское свидетельство СССР №149283 на изобретение «Шланг для бурения скважин».
В последующие годы проведены экспериментальные и исследовательские работы с применением отечественных ГПМТ, а также создана и опробована в промысловых условиях советско-французская опытная установка шлангокабельного бурения.
Экспериментальная скважина №501 - Куртамакская (Куйбышевнефть) пробурена на глубину 2353 м, что является мировым рекордом для этого способа бурения.
Экспериментальное бурение подтвердило уникальные потенциальные возможности ГПМТ:
- восприятие больших механических усилий (растяжение до 1120 кН, внутреннее давление 27 МПа, крутящий момент до 20 кНм);
- способность без перенапряжения наматываться на рабочие и транспортные барабаны приемлемых габаритов;
- высокая коррозионная стойкость в агрессивных рабочих средах.
Технологические преимущества ГПМТ заключаются в:
- обеспечении высокоскоростного процесса спуско-подъема, совмещаемого (при необходимости) с промывкой скважины;
- контроле технологических параметров по электропроводникам, вмонтированным в стенку трубы;
- облегчении физического труда обслуживающего персонала;
- резком уменьшении промтравма-тизма из-за сокращения до минимума операций по свинчиванию и развинчиванию отдельных отрезков трубных колонн;
- уменьшении на 30% гидравлических сопротивлений потока транспортируемой жидкости в связи со значительно меньшей, чем у стальных труб, шероховатостью поверхностей герметизирующей и защитной оболочек из полимерных материалов.
Отдельные секции ГПМТ могут иметь длину 550 - 1000 м, причем максимум длины определяется не техническими факторами, а габаритными размерами транспортных средств. Усредненный диаметр изгиба ГПМТ можно принять равным 10 - 12 наружным диаметрам трубы. Сочленение отдельных секций может быть осуществлено с помощью замковых соединений.
Разработка способа бурения с применением ГПМТ-шлангокабеля в нашей стране с 1979 г. не ведется. Вместе с тем полученные расчетно-эксперимен-тальные данные позволили определить направление и перспективы применения ГПМТ в других областях и отраслях техники. Одним из таких направлений можно назвать трубопроводы по транспортированию высокоагрессивных нефтепромысловых и др. жидкостей.
В 1983 г после успешной трехлетней опытной эксплуатации ГПМТ в системах поддержания пластового давления, где срок службы стальных трубопроводов составляет 9 - 12 мес, было организовано производство ГПМТ с внутренними диаметрами 50 - 100 мм на давление до 15 МПа.
Оборудование и технология изготовления ГПМТ позволяют производить трубы различного конструктивного исполнения и назначения внутренними диаметрами 50, 60, 75, 100, 150, 200, 250 и 300 мм.
Максимальная наработка отечественных ГПМТ более 20 лет на нефтяных месторождениях с содержанием сероводорода до 600 мг/л и углекислого газа до 1200 мг/л, в то время как аналогичный показатель стальных трубопроводов исчисляется несколькими месяцами. ГПМТ позволяет уменьшить аварийность нефтепромысловых трубопроводов.
Стендовые и промысловые испытания ГПМТ трубопроводного назначения позволили выявить следующие преимущества:
- высокая надежность и долговечность в высокоагрессивных нефтепромысловых, нефтехимических и др. средах;
- высокая абразивостойкость;
- большая гибкость и строительная длина 400 и более м (отдельные секции поставляются в бухтах или на барабанах) позволяют кратно сократить время и затраты на строительство трубопроводов;
- улучшение условий труда персонала;
- существенное упрощение монтажа трубопроводов в труднодоступных условиях (горы, болото, море, тайга и др.);
- облегченная стыковка и отсутствие необходимости в установке компенсационных устройств;
- возможность подогрева рабочей жидкости, дистанционного управления и контроля состояния оборудования и самих труб по вмонтированным в тело труб электрическим проводникам связи;
- высокий экономический эффект за счет кратного повышения сроков службы, снижения аварийности и простоев трубопроводов, достигающий 10 долл. на метр и выше на суше и значительно больший - на морских месторождениях.
ГПМТ ремонтопригодны: при повреждении или порыве трубы ремонт осуществляется простейшими инструментами и упрощенным замковым соединением. Время ремонта (без учета продолжительности вскрышных работ) 1 - 3 час. в зависимости от типа труб и замковых соединений.
Несмотря на относительно высокую стоимость ГПМТ, трубопроводы из них и из стальных труб по цене сопоставимы за счет снижения стоимости строительства.
Высокая эффективность от применения ГПМТ может быть получена, на наш взгляд, в установке для добычи нефти,
например, по патенту №2182220. В нем ГПМТ выполняют функцию насосно-компрессорных труб, являясь длинной неразборной колонной, и работают по принципу желонки, спускаемой на канате.
Во Франции продолжаются работы по созданию и внедрению гибких трубопроводов различного назначения. Одно из интересных направлений, разработанных французскими коллегами, где изображены оборудование и технология рытья трубопроводной траншеи с одновре-
менной укладкой трубопровода по морскому дну.
Не менее интересны и другие области применения ГПМТ.
Среди российских компаний можно отметить Реммаш-Сервис, который является одной из ведущих компаний-производителей гибких полимерно-металлических труб в России с более чем 25 летним практическим опытом производства надежных гибких труб для транспортировки как питьевой воды, так и высокоагрессивных жидкостей.
Выводы
1. Гибкие полимерно-механические трубы (ГПМТ) являются важным резервом повышения эффективности целого ряда производственных процессов нефтедобывающей отрасли.
2. В России имеются технические возможности по изготовлению ГПМТ различного назначения.
Контакты:
г. Самара , ул. Ерошевского дом 3 ,подъезд № 1, комната 14а (офис 304 В)
+7 (846) 267-52-36
8 (800) 250-03-61
E-mail: [email protected]
Автор: В. П. Супрун, директор РЕММАШ-СЕРВИС
