Методи й засоби контролю різьбових з’єднань трубних колон

- досліджені фізичні процеси, що відбуваються в зоні спряження під час згвинчування, з точки зору можливостей неруйнівного контролю якості з’єднань [4];

- розроблені способи акустичного контролю діаметральних та торцевих ущільнень типу “метал-метал” [5, 6];

- обґрунтована й здійснена класифікація різьбових з’єднань труб нафтового сортаменту за конструктивними та функціональними ознаками з точки зору можливостей їх неруйнівного контролю [6];

- запропоноване і реалізоване агрегатування методик контролю [6];

- сформульовані основні вимоги до забезпечення якості неруйнівного контролю згідно з вимогами стандартів серії ДСТУ ISO 9000 [7].

В співавторстві розроблені спосіб дефектоскопії згвинченого замкового з’єднання [8], пристрій для ультразвукового контролю різьбових з’єднань труб [9] та галузевий стандарт, спрямований на регламентацію процедур і забезпечення якості самого неруйнівного контролю [10].

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи були оприлюднені на І та ІІ Українських конференціях “Неруйнівний контроль та технічна діагностика” (Дніпропетровськ, 1994, 1997), на XV та XVII Петербурзьких конференціях “Ультразвукова дефектоскопія металоконструкцій” (1995, 2001), на Міжнародних науково-технічних конференціях “Сучасні прилади, матеріали і технології неруйнівного контролю і технічної діагностики промислового обладнання” (Івано-Франківськ, 1996, 1999), на науково-технічній конференції (1997) професорсько-викладацького складу Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу (ІФНТУНГ), на Міжнародній конференції з проблем неруйнівного контролю (Рим, 2000), на науково-практичному семінарі “Розроблення, впровадження і сертифікація систем якості: актуальні проблеми та шляхи їх вирішення” (Львів, 2000), на Міжнародній науково-технічній конференції “Надійність машин та прогнозування їх ресурсу” (Івано-Франківськ, 2000), на конференції з міжнародною участю “Леотест-2001” (м. Славськ), а також доповідались і обговорювались на наукових семінарах кафедри “Методи та прилади контролю і визначення складу речовин” ІФНТУНГ протягом 1997 – 2001 рр.

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи повністю висвітлені у 23 друкованих працях автора, серед яких 3 галузевих стандарти; 3 статті, в т. ч. одна одноосібна, у фахових виданнях – “Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ”, “Методи та прилади контролю якості”, “Техническая диагностика и неразрушающий контроль”; 3 винаходи з експертизою по суті й 2 патенти-аналоги; 12 доповідей та тез доповідей на науково-технічних конференціях і семінарах.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 201 найменування та 6 додатків на 52 сторінках. Текст дисертації викладений на 157 сторінках і включає 36 рисунків на 22 сторінках та 13 таблиць на 12 сторінках.

 

 

У вступі показано актуальність теми дисертації, її зв’язок з державними і галузевими науково-технічними програмами, з планами науково-дослідних робіт нафтогазової галузі; сформульовано мету та визначено задачі дослідження; висвітлено наукову новизну і практичне значення одержаних результатів, подано відомості про особистий внесок здобувача та апробацію результатів роботи.

В першому розділі проаналізовані причини аварійності і встановлено, що для всіх типів трубних колон найбільш вразливими з точки зору відмов є різьбові з’єднання, в тому числі нових конструкцій. З ними пов’язано до 50% відмов бурильних (з них третина припадає на замкові з’єднання) та понад 55% відмов обсадних і насосно-компресорних колон. Головною причиною відмов різьбових з’єднань є неналежна якість згвинчування.

Одним з найефективніших шляхів попередження відмов є своєчасне виявлення неруйнівними методами та вилучення зі складу трубної колони різьбових з’єднань неналежної якості. Розробці методів і засобів неруйнівного контролю труб та їх різьбових з’єднань присвячені роботи багатьох відомих вчених – М. П. Альошина, Я. Б. Бажалука, Л. А. Баштаннікова, С. Ф. Білика, Д. В. Гнєдова, А. К. Гурвіча, І. Г. Єрмолова, Я. М. Зінчака, О. М. Карпаша, В. В. Клюєва, І. Крауткремера, П. Я. Криничного, І. Г. Мигаля, В. І. Михайленка, В. О. Троїцького, Д. Флікбаута та інших. Але широке впровадження нових типів різьбових з’єднань, які відзначаються різноманітністю конструкцій, потребує нових підходів до вирішення задач їх контролю. Першим кроком в цьому напрямку є класифікація різьбових з’єднань з позицій неруйнівного контролю за конструктивними та функціональними ознаками. Для спрощення класифікації введене поняття “додаткове ущільнення типу “метал – метал”.

Проведення неруйнівного контролю трубних колон перед спуском в свердловину є регламентованою технологічною процедурою і, згідно з сучасними підходами, зробити його максимально ефективним можна завдяки єдиній системній основі, комплексному підходу та моніторингу. В зв’язку з цим, крім технічного та методичного забезпечення, виникає потреба у визначенні всього комплексу параметрів, які характеризують якість трубної колони і повинні піддаватись контролю; у впровадженні організаційних заходів, які передбачали б обов’язковість такого контролю; в регламентації процедур контролю та документування його результатів.

В другому розділі показано, що працездатність трубної колони залежить від сукупної дії двох груп показників, пов’язаних з умовами експлуатації та з якісним станом самої колони. На узагальнені показники якості трубної колони – її несучу здатність та герметичність – впливають пошкодження й дефекти тіла труб, з’єднувальних елементів та різьб, а також якість різьбових з’єднань. На основі проведених досліджень та промислових даних визначений комплекс параметрів, за якими можна оцінити якісний стан трубної колони в будь-який період її експлуатації.

Для визначення можливостей контролю якості, було проаналізовано понад 100 типів різьбових з’єднань труб нафтового сортаменту (вітчизняних, виготовлених за стандартами Американського нафтового інституту, та тих, що випускаються провідними фірмами – “Валлурек”, Маннесманн”, “Армко”, “Атлас