Квалиметрическая оценка качества обсадной трубы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цель работы: получить навыки при проведении квалиметрической оценки качества технического объекта, а именно обсадной трубы, применяющейся в нефтяной промышленности.

Задача повышения качества продукции в настоящее время стала одной из главных как в нашей стране, так и за рубежом. Значимость этой задачи в ближайшем будущем, без сомнения, еще возрастет.

Но для того, чтобы улучшить качество, нужно, прежде всего, уметь его количественно определять, так как применение численных методов - одна из важнейших предпосылок правильности принимаемых управленческих решений.

В настоящее время формируется отрасль исследовательской деятельности, имеющая широкое практическое приложение к самым разнообразным продуктам труда. Эта отрасль имеет свой специфический объект исследования (общие принципы и методы оценки качества), свой специфический предмет исследования (совокупность свойств объектов). Название этой отрасли науки - квалиметрия.

Квалиметрия - научная область, объединяющая методы количественной оценки качества различных объектов. Оценка уровня качества необходима для определения лучшего по различным показателям.

Труба, основная идея конструкции которой заимствована у природы, представляет собой, несомненно, один из старейших конструктивных элементов; время первого ее использования человеком теперь установить невозможно, поскольку первые трубы изготавливали из непрочных материалов типа тростника, бамбука, дерева. Наиболее древняя металлическая труба, сохранившаяся до наших дней, изготовлена из меди. Весьма точные данные дошли до нас об изготовлении и использовании труб в древнем Риме. В те времена применяли литые трубы из бронзы и трубы из металлического листа с паяным швом. В век развития техники и новых изобретений к производству труб начали предъявлять все более высокие требования. Вначале для паровых котлов и машин считались вполне пригодными клепаные и расчеканенные стальные трубы, но вскоре способы изготовления и контроля качества труб потребовалось усовершенствовать, и в ходе непрерывного развития они достигли современного уровня.

Трубная продукция часто используется для предприятий топливно-энергетического комплекса, машиностроения, строительной индустрии, оборонных отраслей, для создания трубопроводного транспорта страны, но основу, все же, составляют трубы, предназначенные для нефтегазового комплекса страны. Стальные трубы выпускают в широком диапазоне диаметров, толщин стенок, марок стали и различных классов точности. Они обладают высокой прочностью, относительно небольшой массой, пластичностью и применяются при индустриальном монтаже. Недостатками стальных труб являются подверженность коррозии и зарастанию, меньший срок службы по сравнению со сроком службы неметаллических труб, возрастание гидравлического сопротивления в процессе эксплуатации, если не предусматриваются соответствующие меры. Применение стальных труб строго ограничивается из-за необходимости экономии металла.

Современное трубное производство отличает большое разнообразие высокоэффективных способов изготовления продукции, среди которых определяющее значение имеют способы обработки металлов давлением. Выбор технологических схем и способов обработки определяются физическими свойствами обрабатываемого металла, требуемым качеством и размерами изделия, экономичностью производства, рациональной загрузкой оборудования. Быстрое увеличение доли сварных труб в общем объеме производства, наблюдающееся в последние годы во всех промышленно развитых странах мира, объясняется значительными технико-экономическими преимуществами производства труб сваркой. Формирование трубы связано с меньшими энергетическими затратами, благодаря чему снижается масса и мощность оборудования, сокращаются удельные капиталовложения и эксплуатационные расходы. Сварные трубы экономичнее бесшовных, а процесс их производства непрерывен, что облегчает его механизацию и автоматизацию. Наиболее перспективными способами производства труб является разработка и внедрение более совершенных технологических процессов с более высокой степенью механизации и автоматизации, с автоматическим контролем качества труб. Поэтому основными факторами, повышающими уровень потребления стальных труб, являются улучшение качества и расширение марочного и размерного сортамента.

Наиболее широко применяются трубы из углеродистых сталей обыкновенного качества как наиболее дешевые и менее дефицитные. Трубы из низколегированных высококачественных сталей применяют при строительстве и эксплуатации трубопроводов в условиях низких температур, приблизительно 20°С и ниже, а также при более высоких температурах, если обеспечивается экономия стали в результате использования труб с меньшими толщинами стенок, чем у труб из углеродистых сталей обыкновенного качества. Качество труб во многом зависит от качества трубных заготовок (круг, лист, штрипс), что, несомненно, повышает потребительские качества трубной продукции. Трубы выпускают различных групп с гарантией как всех, так и отдельных характеристик: механических свойств, химического состава, испытательного давления. Кроме того, трубы, имеющие одинаковые гарантированные механические характеристики, могут быть изготовлены из сталей, полученных различными способами. Выбор марки стали производят по нормируемым стандартами показателям стали и механическим свойствам, а при их отсутствии по значению гарантируемого испытательного гидравлического давления трубы.

Ввиду того что основным способом соединения стальных труб является сварка, необходимо учитывать их свариваемость, которая ухудшается с повышением содержания углерода. При монтаже узлов трубопроводов употребляют гнутые, штампо-сварные и сварные стальные фасонные части, привариваемые к трубам.

Обсадные трубы применяются для крепления нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства и эксплуатации.

обсадной труба давление нефтяной

1. Описание продукции

Труба обсадная (рис. 1) - составной элемент колонны обсадных труб для поддержания неустойчивых стенок скважины, предотвращения обвалов и сужения стенок скважины в неустойчивых породах, перекрытия напорных и поглощающих горизонтов, а также для выполнения других специальных целей; бесшовная труба с резьбой или без резьбы на концах.
Для крепления стенок при бурении скважин на воду применяют бесшовные и электросварные обсадные трубы. Типы соединений: резьбовые. Трубы изготовляют из разных марок стали, таких как: С, Д, К, Е, Л, М и Р. Резьба бывает короткая, нормальная и удлиненная. Трубы с удлиненной резьбой применяют для бурения глубоких скважин. Скважины большого диаметра крепят как правило электросварными трубами (согласно ГОСТ). Допускается также сварное соединение труб, но в последнее время это становится редкостью.

Рис. 1 - Обсадная труба

Обсадную трубу изготавливают из углеродистых и легированных сталей.

Трубы из углеродистой обыкновенного качества кипящей стали (КП) характеризуются хладноломкостью, в связи с чем, их не следует применять при строительстве и эксплуатации трубопроводов в условиях низких температур (минус 10-20 °С). Трубы из полуспокойной (ПС) и спокойной (СП) стали обладают меньшей склонностью к хладноломкости, поэтому их применяют при строительстве и эксплуатации в условиях более низких температур. Трубы из низколегированных сталей целесообразно применять, когда в период строительства и эксплуатации стенки труб могут охладиться до весьма низких температур (минус 20 °С и ниже). Трубы из нержавеющей стали используют в реагентном хозяйстве для транспортирования агрессивных растворов.

Бывают также полипропиленовые обсадные трубы, деревянные и асбестоцементные. Обсадные трубы применяются для крепления нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства и эксплуатации. Обсадные трубы соединяются между собой при помощи муфтовых или безмуфтовых (интегральных) резьбовых соединений.

Резьбовые соединения обсадных труб обеспечивают:

- проходимость колонн в стволах скважин сложного профиля, в том числе в зонах интенсивного искривления;

- достаточную прочность при всех видах нагрузок и необходимую герметичность соединений колонн труб;

- возможность прохождения инструмента и приспособлений для проведения технологических операций внутри колонн труб.

Пооперационный контроль, предусмотренный в процессе производства обсадных труб, обеспечивает выполнений требований ISO 9001 и API Spec Q1 и высокое качество продукции.

Обсадные трубы изготавливаются в следующих исполнениях:

- высокопрочные;

- хладостойкие;

- коррозионно-стойкие;

- повышенной эксплуатационной надежности;

- с высокогерметичными резьбовыми соединениями;

- специального назначения;

-стандартного исполнения.

Раньше наибольшим спросом пользовались металлические обсадные трубы, сейчас достаточно популярны и трубы из пластика. У них есть свои преимущества - например, способность выдерживать большие нагрузки, прочность и долговечность, срок службы до пятидесяти лет.

Эти трубы применяются для крепления нефтяных и газовых скважин. Использование обсадных труб предотвращает осыпание стенок скважины при устройстве нефтяных и газовых скважин в неустойчивых грунтах. На обсадную трубу оказывается три вида нагрузок - растяжение, внутреннее и внешнее давление. Растяжение возникает под воздействием собственного веса обсадных колонн. Напряжение, как правило, соответствует разнице внутреннего и наружного давления. При воздействии только внутреннего или только наружного давления возникают напряженные условия работы обсадных труб. В нефтяной и газовой промышленности применяются как обсадные, так и колонковые трубы. Труба обсадная используется для крепления нефтяных и газовых скважин во время их бурения и для последующего использования, а также для бурения скважин при поиске воды, полезных ископаемых и т.д. Обсадная труба опускается в скважину, чтобы ее стенки не давали рыхлым слоям породы осыпаться. Таким образом, труба обсадная плотно прилегает к стенкам самой скважины. Когда верхние слои породы пробурены, в скважину опускают колонну обсадных труб, а между ними и стенкой скважины заливают бетон, чтобы трубы закрепились. Затем в эту колонну опускают другую колонну труб, меньших в диаметре, для дальнейших работ или непосредственно использования. В каждом отдельном случае труба обсадная должна быть четко установленного размера и диаметра. Они не должны выходить по толщине стенок и диаметру за пределы, установленные правилами. Если изготавливается труба обсадная с обычной точностью, то непрямолинейность (на 1 м) не должна быть больше 0,7 мм (при диаметре 33,5-89 мм) и 1 мм (при диаметре 108 -146). При изготовлении обсадных труб с повышенной точностью их непрямолинейность не должна превышать 0,3 мм или 0,5 мм при диаметре 33,5-89 мм и 108 -146 мм соответственно. Применяется обсадная труба следующим образом: она опускается в скважину таким образом, чтобы ее стенки не давали рыхлым слоям породы осыпаться. Таким образом, труба обсадная плотно прилегает к стенкам самой скважины. Когда верхние слои породы пробурены, в скважину опускают колонну обсадных труб, а между ними и стенкой скважины заливают бетон, чтобы трубы закрепились. Затем в эту колонну опускают другую колонну труб, меньших в диаметре, для дальнейших работ или непосредственно использования. Обязательно нужно соблюдать четко установленные размеры и диаметр обсадной трубы. Обсадные трубы для крепления скважин при бурении делятся на твёрдые и выпускаются в основном из стали (безниппельные и ниппельные). Безниппельные трубы диаметром от 33,5 до 89 мм, ниппельные - от 25 до 146 мм (для отбора керна выпускаются только ниппельные диаметром 25-146 мм). Толщина стенок труб в зависимости от диаметра 3-5 мм, длина труб 1,5- 6 м. Трубы изготовляются трёх групп прочности Д, K, M c пределом текучести 380-750 МПa. Они поставляются c навинченными ниппелями. Ha каждой трубе указываются диаметр и группа прочности материала. Резьба труб защищается от повреждений предохранительными ниппелями и кольцами.

Обсадная колонна (англ. casing string) - предназначена для крепления буровых скважин, а также изоляции продуктивных горизонтов при эксплуатации; составляется из обсадных труб путём последовательного их свинчивания (иногда сваривания). Обсадные трубы, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, изготовляются в основном из стали с двумя нарезанными концами и навинченной муфтой на одном конце (иногда безмуфтовые с раструбным концом). Резьба труб выполняется конической, треугольной или специального трапецеидального профиля. Для создания герметичности при высоких давлениях нефти и газа (более 30 МПа) применяются соединения с уплотнительными элементами. В CCCP обсадные трубы выпускались по наружному диаметру от 114 до 508 мм, длиной 9,5-13 м. Толщина стенок труб в зависимости от диаметров 5-16 мм. Различают семь групп прочности обсадных труб: Д, К, Е, Л, М, R, Т с пределом текучести 379-1065 МПа. На каждой трубе наносится маркировка с указанием диаметра, группы прочности, толщины стенки, номера трубы и даты выпуска.

Обсадные трубы, применяемые для крепления скважин при бурении на твёрдые полезные ископаемые, выпускаются в основном из стали (безниппельные и ниппельные). Безниппельные трубы диаметром от 33,5 до 89 мм, ниппельные -- от 25 до 146 мм (для отбора керна выпускаются только ниппельные диаметром 25-146 мм). Толщина стенок труб в зависимости от диаметра 3-5 мм, длина труб 1,5- 6 м. Трубы изготовляются трёх групп прочности: Д, К, М с пределом текучести 380-750 МПа. Они поставляются с навинченными ниппелями. На каждой трубе указываются диаметр и группа прочности материала. Резьба труб защищается от повреждений предохранительными ниппелями и кольцами.

Применяются обсадные колонны трёх видов: кондукторы, промежуточные и эксплуатационные колонны. Промежуточные колонны предназначены для крепления стенок нижних интервалов скважин. Кондукторы и промежуточные колонны обычно цементируются, но могут быть и съёмными (например, при бурении некоторых геологоразведочных скважин или глубоких скважин для борьбы с износом спущенных предыдущих промежуточных колонн). Эксплуатационная колонна перекрывает продуктивные горизонты. Через перфорационные отверстия в колонне в скважину поступают нефть и газ, которые перемещаются к устью по колонне насосно-компрессорных труб. Обсадные колонны подвергаются воздействию наружного давления жидкости, газа в пластах, горных породах, влияние которых особенно сказывается в глинистых и соляных отложениях; воздействию внутреннего давления нефти, газа, а также бурового раствора, собственной массы и усилия натяжения колонн, обусловленного влиянием температуры и давления, и др. Длины, диаметры и число обсадных колонн определяются геологическими условиями бурения (градиентом давления гидравлического разрыва пласта, пластовыми давлениями, устойчивостью разбуриваемых пород и др.), уровнем техники и технологии строительства скважин, условиями предупреждения и ликвидации возможных осложнений и аварий и др. Диаметр эксплуатационных колонн и глубина скважины являются основными параметрами для определения диаметра промежуточных колонн. При выборе конструкций колонн учитывается экономичность сооружения с учётом длительности эксплуатации. На нижнем участке обсадных колонн устанавливаются обратный клапан, турбулизаторы, центрирующие фонари и др. для обеспечения надёжного цементирования. Диаметры эксплуатационных колонн 114-168 мм, промежуточных колонн 178-503 мм. Длина обсадной колонны достигает до 7000 м, а масса 350-400 т. Для спуска колонн используется вышка, лебёдка, талевая система, а также механизмы для подвешивания спущенной колонны в устье скважины.

Обсадные трубы изготовляются диаметром до 2500 мм. Они дешевле бесшовных, но менее надежны и прочны. Сначала проводится формовка плоской заготовки в трубу, далее сваривается продольный стык, проводится отделка и правка. Заготовка изготовляется в виде ленты или берутся листы, шириной равные длине трубы. Используются следующие способы продольной листовой сварки при изготовлении труб: электродуговой под слоем флюса, электроконтактный сопротивлением, кузнечный (печной).

При непрерывной печной сварке проводится нагрев заготовки до 1300-1350 С, стык обдувается кислородом или воздухом и металл разогревается до расплавления и проводится кузнечная сварка стыка кромок трубы сжатых роликами непрерывного стана.

При электроконтактной сварке заготовка поступает в трубоэлектросварочный стан и сжимается. Стык разогревается электрическим током низкого напряжения (6…10 В), подаваемым через сварочные ролики, и при охлаждении сваривается. Электросварные трубы применяются, в основном, для прокладывания магистральных тепловых сетей.

Антикоррозионную защиту стальных труб выполняют перед или в процессе их укладки. Для наружной изоляции используют битумно-минеральные, битумно-полимерные, полимерные, этиленовые и другие покрытия.

Для создания на внутренней поверхности труб полимерных покрытий при выполнении ремонтно-восстановительных работ применяется метод протаскивания внутри эксплуатируемых трубопроводов плетей из полимерных труб. Широко используются лакокрасочные покрытия, обеспечивающие простоту технологического процесса, высокую индустриализацию и сравнительно низкую стоимость. Защита внутренней поверхности труб может быть обеспечена и методами стабилизационной обработки воды.

В последние десятилетия для обустройства сложных нефтяных и газовых скважин, продления срока службы обсадных труб, повышения эффективности работы и надежности обсадных колон, активно используется комплексное оборудование для цементирования обсадных колон - обратные и дифференциальные клапаны, центраторы колон, элеваторы и т.п.

Ниже приведены фотографии и рисунки для обустройства обсадных колон, нефтяных и газовых скважин.

2. Технологический процесс изготовления обсадной трубы

Рулонная сталь поступает в цех в открытых железнодорожных вагонах или на платформах, разгрузка которых производится электромостовым краном с клещевым захватом. Складирование рулонов производится в вертикальном положении (на торец) по плавкам, маркам стали и размерам рулонной стали.

Рулоны, проверенные ОТК, со смотровой площадки подаются электромостовым краном с клещевым захватом на линию агрегата продольной резки и устанавливаются на загрузочный стеллаж, где производится взвешивание рулона на тензометрических весах, результат измерения вводится в систему сбора данных автоматически. После взвешивания рулон транспортируется на разматыватель для размотки, а затем на правильную машину с тянущими роликами для правки рулонной полосы, заправки и подачи ее в машину продольной резки. Из правильной машины после обрезки переднего и заднего концов рулона полоса подается тянущими роликами в агрегат продольной резки. В агрегате продольной резки производится продольная порезка рулонной стали на несколько полос заданной ширины и обрезка боковых кромок. Боковая обрезь, образовавшаяся в результате порезки на агрегате продольной резки, направляется в боковые проводки (трубчатой формы) кромкокрошителя для непрерывной разрезки в поперечном направлении.

Штрипсы, разделенные с помощью двух электромагнитов задаются через петлевое устройство в сепаратор во избежание наложения их друг на друга и далее в моталку.

Моталка представляет барабан, состоящий из четырех сегментов сжимающихся и разжимающихся по принципу цангового зажима. Смотанные штрипсы от моталки транспортируются разгрузочной тележкой на обвязочную машину. После обвязки смотанных штрипсов и их взвешивания результат измерения вводится автоматически в систему сбора данных.

Отсортированные работниками ОТК штрипсы ремонтируются работниками АПР и задаются в производство до смены плавки. Зачистка заусенцев производится шлифмашинкой, обрезка концов штрипса - газовым резаком. При невозможности ремонта штрипсы бракуются и помещаются в изолятор брака. Годные штрипсы, с промежуточного склада АПР, задаются в стан поплавочно электромостовым краном с клещевым захватом и устанавливаются на кантователь рулонов для кантовки с вертикального расположения оси рулона на горизонтальное и транспортируются загрузочной тележкой на загрузочный стеллаж. Загрузочная тележка разделяет штрипсы, поворачивая их при необходимости на в зависимости от направления кромки (заусенцем вверх), транспортирует по одному штрипсу к промежуточному наклонному стеллажу. Прием штрипсов, их хранение и передача на позицию размотки осуществляется на промежуточном наклонном стеллаже. Размотка штрипса и заправка его в правильную машину производится разматывателем двухбарабанного типа. Размотка штрипса может производиться сверху и снизу. Разматыватель имеет два приводных барабана для фиксирования штрипса по внутреннему диаметру. Правка разматываемого штрипса производится правильной машиной, которая состоит из 5 правильных валков и 2 тянущих роликов. Штрипс после правильной машины подается на стыкосварочную машину с ножницами. Для обеспечения параллельности торцов перед сваркой осуществляется отрезка ножницами с нижним резом заднего и переднего концов штрипса.

Сварка концов штрипса происходит в среде защитного газа (двуокись углерода) в автоматическом режиме одновременно двумя горелками. После окончания сварки зажимы освобождают полосу, и она перемещается вперед до тянущих роликов, где производится осмотр сварного соединения. При некачественной сварке стыка, склонного к разрушению, производится вырезка сварного соединения и повторная сварка концов штрипса. Для центровки подаваемой полосы по оси стана полоса направляется на входные и выходные боковые проводки.

Для образования запаса штрипса, необходимого для обеспечения непрерывного процесса формовки и сварки труб, при остановке на стыковку, полоса направляется в петлевое устройство, откуда полоса подается тянущими роликами через промежуточный стол, в формовочный стан со скоростью равной скорости сварки трубы. Для непрерывной формовки в трубную заготовку штрипс задается в формовочный стан. Стан состоит из боковой проводки, задающей клети, клети предварительной формовки, четырех формующих клетей с открытым профилем калибра, трех клетей с закрытым профилем и промежуточных клетей с вертикальными валками.

Сформированная трубная заготовка из клетей закрытого профиля задается в сварочный узел. Производится настройка сварочного режима, установки снятия наружного грата и внутреннего гратоснимателя. Включается установка ультразвукового контроля шва.

Электросварщик труб контролирует прохождение начала трубной заготовки через установку ЛТО, стационарный спрейер, калибровочный стан, правильные клети до летучего отрезного станка. Сварка непрерывно движущихся кромок сформованной трубной заготовки осуществляется на трубосварочной машине, состоящей из высокочастотного генератора, скользящих контактов, сварочной клети, установок снятия наружного и внутреннего грата. Нагрев кромок трубной заготовки перед сваркой производится на высокочастотной установке токами частотой 220 кГц. Подвод электроэнергии производится скользящими медными контактами через кондуктор, укрепленный на трансформаторе. Для повышения эффективности нагрева и концентрации тока на кромках внутри трубы устанавливается ферритовый сердечник. Степень обжатия трубной заготовки по периметру в сварочном узле должна составлять 1,0-2,5 мм для всех диаметров. Степень обжатия определяется разностью периметров трубной заготовки до сварочного узла и готовой трубы после сварочного узла. Сварка труб производится с использованием системы автоматического регулирования (CAP сварки).

Трубы, сваренные при настройке стана с нестабильным сварочным режимом, оператором ПУ отрезного станка выводятся в ручном режиме на газовый резак и отсортировываются в брак. После настройки сварочного режима сварщик в ручном режиме выводит на газовый резак одну трубу для отбора образцов для проведения испытания на сплющивание. Срезание наружного грата производится наружным гратоснимателем, состоящим из двух суппортов для резцов, гратомоталки и двух опорных роликов, установленных под сваренной трубой в плоскости резцов. Передний конец срезанного непрерывно наружного грата заправляется сварщиком вручную при помощи крюка в гратомоталку. Удаление внутреннего грата производится внутренним гратоснимателем, состоящим из штанги, задний конец которой закреплен барабанной опорой на станине формовочной клети. На переднем конце штанги прикреплена головка гратоснимателя, на которой смонтирован резцедержатель с резцом, имеющим твердосплавную пластину.

Сварной шов каждой трубы подвергается неразрушающему контролю, трубы не прошедшие УЗК автоматически выводятся из потока, увязываются в пакеты и передаются в изолятор брака.

Трубы подвергаются локальной термообработке (нормализации) сварного шва. Нормализация осуществляется для снятия остаточных напряжений в зоне сварного шва, выравнивания структуры, улучшения механических свойств шва. Оборудование ЛТО состоит из клетей с тянущими роликами, пяти индукционных нагревателей, рольганга, установки водяного охлаждения шва.

Локальная термообработка производится по следующей технологии:

- нагрев зоны шва индукционными нагревателями до 900±20оС;

- охлаждение шва на воздухе при перемещении трубы до зоны водяного охлаждения;

- охлаждение шва в установке водяного охлаждения.

Трубы считаются прошедшими ЛТО, если температура нагрева сварного шва по всей их длине не выходит за пределы 900±20оС. Если указанное условие не выполняется хотя бы на одном участке шва любой протяженности, труба признается не прошедшей ЛТО и автоматически выводится из потока на газовый резак.

Трубы после воздушного охлаждения проходят установку водяного охлаждения, предназначенную для снижения температуры сварного шва. Установка водяного охлаждения имеет водораспылительный коллектор, расположенный над трубой, в закрытом кожухе. Пар, образующийся в кожухе, вытягивается вентиляционной системой. Охлаждающая вода подается от системы охлаждения. Труба после установки водяного охлаждения должна иметь температуру не выше температуры кипения воды.

После водяного спрейера трубы поступают в калибровочный стан и правильную клеть. После прохождения трубы через клети измеряется периметр трубы, и валки регулируются таким образом, чтобы периметр трубы после каждой клети и периметр трубы на выходе из клети соответствовали указанным в технологических картах.

Трубы, после калибровочного стана, подвергаются правке в правильной клети. Правильная клеть состоит из сварной конструкции открытого типа, в которой размещается четырехвалковая кассета. В кассете установлены четыре холостых правильных валка, имеющие свои нажимные механизмы. Кассета имеет механизм с электроприводом для перемещения ее в вертикальном и горизонтальном направлениях. После правки труб производится маркировка индекса смены и номера партии с помощью маркировщика барабанного типа в соответствии с картами контроля. Автоматическая порезка непрерывно движущейся бесконечной трубы на мерные длины осуществляется летучим отрезным станком, который состоит из тележки с режущей головкой, рельсов, входного и выходного зажимов, входного и выходного поддерживающих роликов и механизма для передвижения тележки.

Разрезка трубы осуществляется четырьмя режущими дисками, вращающимися вокруг трубы и имеющими одновременное радиальное перемещение. Длина труб 11 - 11,2 м, точность порезки трубы ± 5 мм. Контроль качества порезки труб производится в соответствии с картами контроля. После отрезки первой трубы новой партии на центральный пульт автоматически передается информация о новом номере партии. На табло центрального пульта начинает высвечиваться номер новой партии и количество годных труб по мере их изготовления и количество бракованных труб. Информация по причинам брака выдается распечаткой на центральном пульте управления. Трубы по указанию мастера участка отделки, с промежуточного склада электромостовым краном передаются на загрузочный стеллаж отрезного станка для отбора проб на сплющивание. Отрезка проб производится на отрезном станке от переднего и заднего концов каждой трубы, прошедшей ЛТО. После порезки труб внутренний грат разрезается ножом вытяжной клети. Трубы, не прошедшие ЛТО, отбракованные УЗК, с поперечным швом, с «окнами», длиной свыше 12 м, направляются по рольгангу в автоматическом режиме на газовый резак. Газовый резак оснащен двумя вращающимися вокруг неподвижной трубы газовыми горелками. Для отбора проб для испытаний используются две горелки, а для разрезки труб - одна горелка. На газовом резаке производится вырезка проб для проведения испытаний на сплющивание, механических испытаний, химического анализа, испытания на пластичность, металлографического анализа, а так же разрезка дефектных труб. Вырезанную пробу контролер ОТК маркирует и передает в ЦЗЛ (Центральную Заводскую Лабораторию). Результаты механических испытаний и химического анализа передаются в ОТК из ЦЗЛ по телефаксу.

Стружка внутреннего грата удаляется из трубы на автоматической установке промывки за счет напора воды при вращении трубы. Вода, оставшаяся в трубе удаляется продувкой воздухом. Вода, после удаления стружки грата, собирается в резервуар, стружка и окалина осаждаются, а вода насосом снова подается на промывку. Трубы после промывки передаются по рольгангу к косовалковой правильной машине. Правка труб осуществляется на косовалковой правильной машине, имеющей три пары приводных валков и один холостой. Правка осуществляется знакопеременным изгибом, который получают за счет смещения средней пары валков относительно двух опорных валков в сочетании со знакопеременным сплющиванием. Холостой валок предназначен для облегчения подачи труб на выходной рольганг. Отслаивающаяся в процессе правки труб окалина смывается в бак-отстойник охлаждающей валки жидкостью. Бак-отстойник с окалиной убирается при помощи мостового крана.

Несколько труб подвергается пробной правке, в процессе которой правильная машина подстраивается путем корректировки смещения средней пары валков, величины сплющивания и угла разворота валков. Настройка правильной машины считается законченной, если труба имеет общую кривизну не более 0,2% от общей длины трубы, а также отсутствуют на наружной поверхности трубы винтовой след, отпечатки, царапины, задиры и смятие переднего конца трубы.

Измерение кривизны труб производится на стеллажах приемных карманов при отключенном транспортном оборудовании. Если кривизна труб превышает допустимые значения, производится корректировка настройки правильной машины и повторный контроль кривизны труб. Трубы с кривизной, превышающей допустимые значения, передаются электромостовым краном на стеллаж перед правильной машиной для повторной правки.

В зависимости от назначения, трубы после правильной машины направляются по транспортному рольгангу на подрезку торцов и снятие наружной и внутренней фасок. Подрезка торцов и снятие наружной и внутренней фасок труб производится на двух параллельных линиях, каждая из которых оснащена транспортными средствами и двумя станками для обработки торцов труб. Трубы, сваренные из одного штрипса, выкладываются на одну из линий торцеподрезных станков, трубы, сваренные из следующего штрипса выкладываются на другую линию и так далее с разделением труб каждого штрипса. При остановке стана, отсутствии труб в отделке допускается задача труб с промежуточного склада электромостовым краном на линии торцовки. По транспортному рольгангу трубы передаются к ультразвуковому дефектоскопу с вращающимися пробниками, где производится контроль качества труб по телу трубы и по сварному шву.

Забракованные трубы автоматически отмечаются краской. Отмеченные трубы выводятся из потока на браковочный стеллаж, формируются в пакеты и электромостовым краном передаются на склад.

Годные трубы, прошедшие ультразвуковой контроль, передаются по транспортному рольгангу на нарезку резьбы. Нарезка резьбы производится на двух параллельных линия, каждая из которых оснащена транспортными средствами и двумя трубонарезными станками с числовым программным управлением. Выбор линии нарезки осуществляется на главном транспортном пульте ротационного УЗК.

Резьбонарезной станок состоит из станины, шпиндельной бабки с инструментальной головкой, приводов, механизмов подачи, центрирования и зажима трубы. Инструментальная головка состоит из четырех резцовых блоков с кассетами, в которые вставляются резьбонарезные гребенки и пластины для обточки наружной поверхности трубы, суппортов и толкателя. Нарезка резьбы производится автоматически, согласно заданной программе. Для отвода стружки применяется стружколом.

После нарезания резьбы трубы проходят визуальный контроль состояния резьбовой поверхности и качества удаления внутреннего грата в объеме 100% контролерами ОТК. Затем трубы передаются на установку нанесения треугольного знака и маркировочной полосы. Нанесение треугольного знака и маркировочной полосы производится на годные трубы.

Контроль геометрических параметров резьбы производится специальными накладными приборами и резьбовыми калибрами. Контроль качества резьбы изделий включает:

- визуальный осмотр поверхности резьбы;

- контроль длины резьбы с полным профилем;

- контроль расстояния от торца трубы до треугольного знака;

- контроль геометрических параметров резьбы (высота профиля, шаг на длине 25,4 мм резьбы с полным профилем и шаг на суммарной длине с полным профилем, конусность по внутреннему диаметру резьбы труб и ниппелей, конусность по наружному диаметру резьбы муфт и колец);

- контроль натяга резьбы;

- контроль соосности резьбы обоих концов муфт;

- контроль углов профиля резьбы труб и муфт;

- контроль сбега резьбы труб по стандарту API 5CT.

Контроль длины резьбы труб производится на каждой трубе с помощью шаблона, который подбирается в зависимости от условного диаметра труб.

Измерение расстояния до основания треугольного знака производится штангенциркулем ШЦ-1-125 ГОСТ 166 или шаблоном.

Контроль геометрических параметров и натяга резьбы производится специальными накладными приборами и резьбовыми калибрами. Отклонение высоты профиля резьбы от эталонной определяет индикаторный высотомер.

Контроль шага резьбы производится при помощи индикаторных шагомеров. Индикаторный шагомер показывает отклонение шага резьбы изделия от установленного расстояния между двумя наконечниками прибора. Измерение конусности резьбы производится по внутреннему диаметру резьбы индикаторным прибором. Измерение конусности производится между первой, пятой и десятой нитками резьбы, при этом расстояние между измеряемыми сечениями составляет 25.4мм.

Контроль натяга резьбы труб производится рабочими резьбовыми калибрами-кольцами, а муфт - калибрами-пробками. Величину натяга определяют как расстояние между измерительной плоскостью калибра и торцом изделия и измеряют штангенглубиномером ШГ-80 ГОСТ 162. Сносность муфт проверяется специальным индикаторным прибором для измерения сносности муфт.

Контроль точности профиля резьбы и углов наклона боковых сторон профиля резьбы труб и муфт производится трехиндикаторным прибором. Контроль сбега резьбы труб производится накладным прибором. Годные трубы с нарезанной резьбой по транспортеру передаются на станок для предварительной навертки муфт, перед наверткой муфты на резьбу наносится резьбоуплотнительная смазка. Муфты для навертки поступают с участка их изготовления в специальных контейнерах. Муфты для электросварных обсадных труб изготавливаются из бесшовных труб группы прочности J - 55 (Д), поставляемых по техническим условиям. Муфтовые трубы со склада цеха подготовки производства перевозятся автотранспортом в пакетах весом от 5 до 10 тонн. Трубы разгружаются электромостовым краном и хранятся на складе цеха в карманах по размерам, плавкам и заводам-поставщикам. На отрезном станке производится разрезка муфтовых труб на мерные заготовки в ручном и автоматическом режиме. Подача контейнеров с заготовками к муфтонарезным станкам производится с помощью электропогрузчиков. Разгрузка заготовок из контейнера производится автоматическим манипулятором. Торцовка, расточка и нарезка резьбы муфт производится на специальных станках. Муфты обрабатываются на станке по принципу «неподвижная заготовка - вращающийся инструмент» способом односторонней обработки. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости используется водный раствор эмульсола. Заточка режущего инструмента производится на участке подготовки инструмента.

Годные муфты манипулятором загружаются в контейнер и электрокаром передаются на участок оцинковки муфт. Забракованные муфты укладываются оператором пульта управления вручную в контейнер с надписью «Брак». Контейнер с забракованными муфтами, по мере заполнения, передается электромостовым краном на площадку отгрузки металлоотходов. Муфты, перед цинкованием в соответствии с требованиями договора подвергаются 100% ультразвуковому контролю. Муфты, не прошедшие ультразвуковой контроль, отсортировываются. Специальные муфты в соответствии с требованием стандарта АНИ 5 СТ изготавливаются по требованию потребителя. Изготовление специальных муфт производится путем проточки наружного диаметра нормальных муфт. Проточка наружного диаметра производится на специальных станках с ЧПУ твердосплавным режущим инструментом по заданной программе. Загрузка муфт в станок и разгрузка их после проточки в контейнеры производится оператором станка вручную. Изготовление муфт с проточками под уплотнительные кольца из фторопласта производится на шестипозиционных агрегатных станках способом двухсторонней обработки. Установку уплотнительных колец в канавки муфт производит технологический рабочий на участке цинкования муфт, на отводящем рольганге, перед клеймовочной машиной или на отдельной площадке. Перед монтажом кольцу придают овальную форму, деформируя его по наружному диаметру, что обеспечивает свободное перемещение кольца в осевом направлении внутри муфты до месторасположения проточки.

После предварительной навертки на муфтонаверточном станке производится окончательная навертка муфт. Операция окончательной навертки муфт совмещена с шаблонированием труб по внутреннему диаметру. После навертки муфт трубы поступают на кольценаверточный станок, где на свободный резьбовой конец трубы производится навертка защитного кольца. Перед наверткой на резьбу наносится резьбоуплотнительная или антикоррозионная смазка, исключающая повреждение резьбы. Допускается ручная навертка предохранительных колец на трубы, которая производится на передающем транспортере к муфтозатяжному станку.

Трубы с навернутыми муфтами и кольцами по транспортеру поочередно поступают на промывку внутренней полости, затем проходят гидравлическое испытание внутренним давлением. Гидравлическое испытание труб внутренним давлением служит для выявления скрытых дефектов тела трубы, включая сварной шов, и обнаружения негерметичности резьбового соединения "труба-муфта". Сначала осуществляют промывку струей воды, подаваемой во вращающуюся трубу со стороны муфтового конца. После промывки автоматически измеряют длину трубы, в соответствии с которой устанавливают заднюю уплотнительную головку пресса. Трубу перемещают на испытательную позицию пресса, осуществляя герметизацию концов трубы манжетами.

Закрывают боковые защитные створки. Трубу заполняют испытательной жидкостью, которая вытесняет воздух через дренажный клапан в качестве испытательной жидкости применяется водный раствор эмульсора. После удаления воздуха клапан закрывают и давление автоматически повышают до заданной величины, которая регистрируется на диаграмме манометра. При достижении испытательного давления жидкости в трубе автоматически производится обстукивание ее поверхности молотком. Прессовщик визуально контролирует сварной шов труб на наличие течи и выпотевания.

По истечении 10 секунд выдержки под давлением проводят сброс давления до нулевого уровня через редукционный клапан. Разгерметизируют полость трубы путем снижения давления жидкости в камерах манжет, при этом она восстанавливает сваю первоначальную форму, освобождая стеллаж.

Трубы, не выдержавшие гидравлическое испытание (наличие течи в резьбовом соединении «труба - муфта», разрывы труб по телу и сварному шву), маркируются краской краскоотметчиком нанесением браковочной метки. Трубы, не выдержавшие гидроиспытание, с неудовлетворительным качеством навертки муфт (трещины, вмятины, на муфтах, не выполнение длины затяжки), выводятся из потока, направляются на приемный стеллаж. После осмотра, наладчиком агрегатных и специальных станков совместно с бригадиром или контрольным мастером ОТК трубы, не подлежащие ремонту (разрывы, трещины) маркируются краской нанесением отметки «Брак» наладчиком агрегатных и специальных станков и отгружаются в изолятор брака на складе.

Забракованные трубы по течи в резьбовом соединении при гидроиспытании и качеству навертки муфт направляются с помощью мостового крана на отрезной станок для обрезки муфты. После гидроиспытания трубы поступают на станок для навертки ниппеля в свободный конец муфты. Ниппеля служат для защиты резьбы свободного конца муфты от механических повреждений и коррозии при транспортировке и хранении. Перед наверткой на резьбу муфты производится нанесение резьбоуплотнительной или антикоррозионной смазки. Допускается ручная навертка ниппелей в муфты, которая производится на транспортере к маркировочной машине. Ниппель навертывается на всю длину резьбы и должен свинчиваться вручную.

Годные трубы направляются на установку взвешивания и измерения длины. Взвешиванию и измерению длины поочередно подвергается каждая труба. В соответствии с требованиями заказа результаты измерения печатаются системной пишущей машинкой в британской (футы, фунты) или метрической системах. Измерение длины и взвешивание каждой трубы осуществляется в автоматическом режиме. Машина выполняет расчет длины и массы труб с исключением длины и массы кольца и ниппеля. После взвешивания трубы проходят клеймение и маркировку на клеймовочной машине автоматически. Знаки клеймения наносятся на наружную поверхность вдоль трубы на расстоянии не более 305 мм от навинченной муфты и включают в себя: номер трубы, товарный знак, наименование стандарта, масса, марка стали, способ изготовления труб. После проведения окончательной приемки контролером ОТК дается разрешение на нанесение на годных трубах маркировки. Она наносится вручную краскораспылителем белой краской по трафарету.

После нанесения маркировки на наружную поверхность труб и муфт наносится консервационное покрытие по требованию заказчика.

Трубы в объеме пакета передаются краном на загрузочный стеллаж установки пакетирования и обвязки. Установка пакетирования и обвязки предназначена для формирования труб в количестве от 7 до 19 штук в пакеты шестигранной формы и обвязки их проволокой диаметром 6 мм в 2 нитки в четырех-шести местах по длине пакета. С двух концов пакета крепятся металлические ярлыки, которые должны содержать необходимую информацию о продукции, внешнеэкономической организации, страну назначения, товарный знак. Погрузка труб в вагоны производится в соответствии с приказами на отгрузку, выданными ПРБ цеха. Пакеты труб выдаются с помощью мостового крана из ячеек склада. После проверки соответствия труб, подлежащих отгрузке требованиям и технических условий производят погрузку их в вагон. Каждая поставляемая отгрузочная партия труб должна сопровождаться документом (сертификатом), удостоверяющим их соответствие требованиям технических условий.

3. Показатели назначения

Обсадная труба изготавливается из стали и чугуна. Длина трубы преимущественно бывает от 6 до 13 метров. Диаметр трубы: усл. 114 мм., наруж. 114,3 мм.. Толщина стенки: 5,2-5,7 мм..

4. Показатели надежности

Стальные обсадные трубы изготавливаются из стали и имеют толщину стенки не менее 5мм.. Такой вариант труб достаточно долговечен и служит не менее 50-ти лет. Высокие прочностные характеристики стали обсадных труб обуславливают большой срок службы, который может достигать 40-50 лет.

Размещено на Allbest.ru