Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. «Газовая промышленность»
  4. Газовая промышленность 9.2023
Газовая Промышленность 9.2023

Обзорная статья

УДК 621.22.018.8::621.774
(UDK 621.22.018.8::621.774)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь
Купить журнал

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ (NEW TECHNOLOGIES AND EQUIPMENT)

МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРЕМИАЛЬНЫХ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ НЕФТЕГАЗОВОГО СОРТАМЕНТА. ЧАСТЬ 1. КОМБИНИРОВАННОЕ НАГРУЖЕНИЕ ПО НОРМАТИВНОМУ ДОКУМЕНТУ API RP 5C5:2017

(SIMULATION OF OPERATING CONDITIONS OF PREMIUM THREADED CONNECTIONS FOR OIL AND GAS PIPES. PART 1. COMBINED LOADING ACCORDING TO API RP 5C5:2017)

В статье рассмотрены требования к конструкции и надежности премиальных резьбовых соединений труб нефтегазового сортамента и методы подтверждения их работоспособности.
Проведен анализ нагрузок, возникающих в резьбовых соединениях в процессе строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Описана методика расчета эквивалентных напряжений в сложнонагруженных соединениях, определены наиболее критичные воздействующие факторы: осевое растяжение или сжатие, изгиб, внутреннее или внешнее давление, повышенная температура. Проанализированы требования нормативной документации к испытаниям резьбовых соединений премиум-класса и международный опыт создания стендов для натурных испытаний комбинированной нагрузкой. Продемонстрированы способы количественной оценки герметичности резьбовых соединений при воздействии комбинированных нагрузок. Показаны основные методики проведения испытаний на подобном оборудовании и их практическая реализация в ООО «ТМК НТЦ».

The article discusses the requirements for the design and reliability of premium threaded connections for oil country tubular goods and methods for confirming their performance. The analysis of loads arising in threaded connections during the construction and operation of oil and gas wells was carried out. The method for calculating equivalent stresses in complexly loaded connections is described, the most critical influencing factors are determined: axial tension or compression, bending, internal or external pressure, elevated temperature. The requirements of regulatory documentation for testing premium threaded connections and international experience in creating benches for full-scale tests with combined loads are analyzed. Methods for quantifying the tightness of threaded connections under the influence of combined loads are demonstrated. The main methods of testing on such equipment and their practical implementation in TMK R&D Centre are shown.

ОБСАДНАЯ ТРУБА, НАСОСНО-КОМПРЕССОРНАЯ ТРУБА, КОМБИНИРОВАННАЯ НАГРУЗКА, НАПРЯЖЕНИЕ, ПРОЧНОСТЬ, РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ, КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

CASING, TUBING, COMBINED LOAD, STRESS, STRENGTH, THREADED CONNECTION, FINITE ELEMENT MODELING

И.Ю. Пышминцев, д.т.н., ООО «ТМК НТЦ» (Москва, Россия), igor.pyshmintsev@tmk-group.com

М.В. Зиновьев, ООО «ТМК НТЦ», mikhail.zinovev@tmk-group.com

Д.В. Домов, к.т.н., ООО «ТМК НТЦ», denis.domov@tmk-group.com

А.С. Станиславский, ООО «ТМК НТЦ», andrey.stanislavskiy@tmk-group.com

Е.И. Орешко, к.т.н., ООО «ТМК НТЦ», evgeniy.oreshko@tmk-group.com

I.Yu. Pyshmintsev, DSc in Engineering, TMK R&D Centre (Moscow, Russia), igor.pyshmintsev@tmk-group.com

M.V. Zinoviev, TMK R&D Centre, mikhail.zinovev@tmk-group.com

D.V. Domov, PhD in Engineering, TMK R&D Centre, denis.domov@tmk-group.com

A.S. Stanislavskiy, TMK R&D Centre, andrey.stanislavskiy@tmk-group.com

E.I. Oreshko, PhD in Engineering, TMK R&D Centre, evgeniy.oreshko@tmk-group.com

Бобеф Б. Скважина с большим отходом от вертикали // Offshore Russia. 2018. № 1 (19). C. 16–18.

Bizanti M.S., Alkafeef S.F. A simplified hole cleaning solution to deviated and horizontal wells // Proceedings of the SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference. Manama: SPE, 2003. Article ID SPE-81412-MS. DOI: 10.2118/81412-MS.

Сафрайдер А., Исмаков Р., Аглиуллин А., Ценев Н. Строительство сложнопрофильных скважин // Offshore Russia. 2018. № 4 (22). C. 42–45.

Рекин С.А., Нургалеев А.Р., Агишев А.Р. и др. Конструкция резьбовых соединений для заканчивания горизонтальных скважин // Бурение и нефть. 2020. № 9. С. 38–41.

Лисин Ю.В., Махутов Н.А., Неганов Д.А., Варшицкий В.М. Комплексный анализ запасов прочности трубопроводов и базовых механических свойств трубных сталей // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7, № 1. С. 30–38.

Путилова Е.А., Задворкин С.М., Веселов И.Н., Пышминцев И.Ю. Исследование структуры и физико-механических свойств перспективной высокопрочной экономно-легированной стали для нефтегазопромысловых труб, эксплуатируемых в экстремальных условиях // Физика металлов и металловедение. 2021. Т. 122, № 9. С. 993–1000. DOI: 10.31857/S0015323021090114.

Пышминцев И.Ю., Веселов И.Н., Костицына И.В. О прогнозировании срока службы труб в сероводородсодержащих средах // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2006. № 9. С. 28–31.

Oreshko E.I., Erasov V.S., Lashov O.A., Yakovlev N.O. Stability study of monolithic and layered plates under compression // Inorganic Materials: Applied Research. 2022. Vol. 13, No. 2. P. 588–598. DOI: 10.1134/S2075113322020320.

Егурцов С.А., Скрынник Т.В., Иванов Ю.В., Свинцицкий С.Б. Методические аспекты экспертной оценки технического состояния и остаточного ресурса газовых скважин объектов добычи // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 2. С. 58–62.

Шинкин В.Н., Мокроусов В.И. Критерий разрыва труб газонефтепроводов при дефекте «раскатной пригар с риской» // Производство проката. 2012. № 12. С. 19–24.

Рекин С.А., Янтурин А.Ш. Устойчивость, упругая деформация, износ и эксплуатация бурильных и обсадных колонн (механика системы «колонна – скважина – пласт») / под ред. А.Ш. Янтурина. СПб.: Недра, 2005. 460 с.

Рекин С.А., Агишев А.Р., Павлов А.М., Федосеев Д.А. Применение упорного резьбового соединения для эффективного заканчивания горизонтальных скважин // Бурение и нефть. 2018. № 10. С. 24–28.

Рекин С.А., Ширяев А.Г., Ерехинский Б.А., Филиппов А.Г. Расчет резьбового соединения для труб нефтяного сортамента класса премиум // Газовая промышленность. 2017. № 3 (749). С. 50–55.

Андреев В.И. Некоторые задачи и методы механики неоднородных тел. М.: АСВ, 2002. 288 с.

Лисин Ю.В., Неганов Д.А., Варшицкий В.М. Обоснованное назначение интервала повторных испытаний – гарантия безаварийной эксплуатации нефтепровода // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7, № 3. С. 32–40.

API RP 5C5:2017. Procedures for testing casing and tubing connections. Washington, DC, USA: API, 2017. 197 p.

ISO 13679:2019. Petroleum and natural gas industries – procedures for testing casing and tubing connections // ISO: офиц. сайт. URL: https://www.iso.org/standard/75965.html (дата обращения: 05.09.2023). Режим доступа: после приобретения.

ГОСТ Р ИСО 13679–2016. Трубы стальные обсадные и насосно-компрессорные для нефтяной и газовой промышленности. Методы испытаний резьбовых соединений // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200132481 (дата обращения: 05.09.2023).

Насиров Х.М., Сулейманов Т.И., Асадов Х.Г. Метод обнаружения утечек газа из подземных магистральных газопроводов // Газовая промышленность. 2020. № 7 (803). С. 118–121.

ASTM A370–22. Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products // ASTM: офиц. сайт. URL: https://www.astm.org/standards/a370 (дата обращения: 05.09.2023). Режим доступа: после приобретения.

Орешко Е.И., Ерасов В.С., Гриневич Д.В., Шершак П.В. Обзор критериев прочности материалов // Труды ВИАМ. 2019. № 9 (81). С. 108–126. DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-9-108-126.

Oki K., Nanba T., Nakagawa K. Research and application of CFT construction for overseas market // JFE Technical Report. 2020. No. 25. P. 24–30.

Неганов Д.А., Студенов Е.П., Скородумов С.В., Соловьев В.А. Исследование конструкций гидравлических стендов для испытаний трубной продукции // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7, № 2. С. 31–41.

Igi S., Muraoka R., Masamura K. Safety and integrity assessment technology for linepipe // JFE Technical Report. 2013. No. 18. P. 36–42.

Конесев С.Г., Кириллов Р.В., Кондратьев Э.Ю. и др. Индукционные нагревательные системы для протяженных нефтепроводов // Нефтегазовое дело. 2014. Т. 12, № 4. С. 40–47.

ISO/TS 12835:2022. Qualification of casing connections for thermal wells // ISO: офиц. сайт. URL: https://www.iso.org/standard/75966.html (дата обращения: 05.09.2023). Режим доступа: после приобретения.

Bobef B. Extended-reach well. Offshore Russia. 2018; 19(1): 16–18. (In Russian)

Bizanti MS, Alkafeef SF. A simplified hole cleaning solution to deviated and horizontal wells. In: SPE Proceedings of the SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference, 9–12 June 2003, Manama, Bahrain. Manama: SPE; 2003. article ID SPE-81412-MS. https://doi.org/10.2118/81412-MS.

Safrayder A, Ismakov R, Agliullin A, Tsenev N. Construction of complex-profile wells. Offshore Russia. 2018; 22(4): 42–45. (In Russian)

Rekin SA, Nurgaleev AR, Agishev AR, Yakunin SA, Slobodin VV. Thread connection design for completion in horizontal well. Drilling and Oil [Burenie i neft’]. 2020; (9): 38–41. (In Russian)

Lisin YV, Makhutov NA, Neganov DA, Varshitskiy VM. Comprehensive analysis of the pipelines safety and basic mechanical properties of the pipe steels. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation [Nauka i tekhnologii truboprovodnogo transporta nefti i nefteproduktov]. 2017; 7(1): 30–38. (In Russian)

Putilova EA, Zadvorkin SM, Veselov IN, Pyshmintsev IY. A study of the structure and physicomechanical properties of promising high-strength economically alloyed steel for oil and gas production pipes operating under extreme conditions. Physics of Metals and Metallography [Fizika metallov i metallovedenie]. 2021; 122(9): 993–1000. https://doi.org/10.31857/S0015323021090114. (In Russian)

Pyshmintsev IYu, Veselov IN, Kostitsyna IV. On predicting the service life of pipes in hydrogen-sulfide-containing environments. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2006; (9): 28–31. (In Russian)

Oreshko EI, Erasov VS, Lashov OA, Yakovlev NO. Stability study of monolithic and layered plates under compression. Inorganic Materials: Applied Research. 2022; 13(2): 588–598. https://doi.org/10.1134/S2075113322020320.

Egurtsov SA, Skrynnik TV, Ivanov YuV, Svintsitskiy SB. Methodological aspects of expert assessment of the technical condition and residual life of gas wells of production facilities. Oil and Gas Territory. 2016; (2): 58–62. (In Russian)

Shinkin VN, Mokrousov VI. Criterion of the gas-and-oil pipelines tubes’ destruction under the rolled burnt-on with hairline defect. Rolled Products Manufacturing [Proizvodstvo prokata]. 2012; (12): 19–24. (In Russian)

Rekin SA, Yanturin ASh (ed.). Stability, Elastic Deformation, Wear-Out and Operation of Drilling and Casing Strings. Saint Petersburg: Subsoil [Nedra]; 2005. (In Russian)

Rekin SA, Agishev AR, Pavlov AM, Fedoseev DA. Application of semi-premium connection for efficient horizontal completions. Drilling and Oil. 2018; (10): 24–28. (In Russian)

Rekin SA, Shiryaev AG, Erekhinsky BA, Filippov AG. Calculation of the threaded coupling for premium-class oil pipes. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2017; 749(3): 50–55. (In Russian)

Andreev VI. Some Problems and Methods of Mechanics of Inhomogeneous Bodies. Мoscow: ASV; 2002. (In Russian)

Lisin YuV, Neganov DA, Varshitsky VM. Justified choice of repeated test interval as a guarantee of faultless pipeline operation. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation. 2017; 7(3): 32–40. (In Russian)

API. API RP 5C5:2017. Procedures for testing casing and tubing connections. Washington, DC, USA: API; 2017.

ISO. ISO 13679:2019. Petroleum and natural gas industries – procedures for testing casing and tubing connections. Available from: https://www.iso.org/standard/75965.html [Accessed: 5 September 2023]. (Available upon purchase)

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology. GOST R ISO 13679–2016 (state standard). Casing and tubing steel pipes for oil and gas industry. Procedures of thread connection testing. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200132481 [Accessed: 5 September 2023]. (In Russian)

Nasirov KhM, Suleymanov TI, Asadov KhG. Method for gas leakage detection in underground main gas pipelines. Gas Industry. 2020; 803(7): 118–121. (In Russian)

ASTM International. ASTM A370–22. Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products. Available from: https://www.astm.org/standards/a370 [Accessed: 5 September 2023]. (Available upon purchase)

Oreshko EI, Erasov VS, Grinevich DV, Shershak PV. Review of criteria of durability of materials. Proceedings of VIAM [Trudy VIAM]. 2019; 81(9): 108–126. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-9-108-126. (In Russian)

Oki K, Nanba T, Nakagawa K. Research and application of CFT construction for overseas market. JFE Technical Report. 2020; (25): 24–30.

Neganov DA, Studenov EP, Skorodumov SV, Solovyev VA. Study of the construction of hydraulic stands for testing of tubular products. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation. 2017; 7(2): 31–41. (In Russian)

Igi S, Muraoka R, Masamura K. Safety and integrity assessment technology for linepipe. JFE Technical Report. 2013; (18): 36–42.

Konesev SG, Kirillov RV, Kondratyev EY, Sadikov MR, Khazieva RT, Khlyupin PA. Induction heating system for length of the pipeline. Oil and Gas Business [Neftegazovoe delo]. 2014; 12(4): 40–47. (In Russian)

ISO. ISO/TS 12835:2022. Qualification of casing connections for thermal wells. Available from: https://www.iso.org/standard/75966.html [Accessed: 5 September 2023]. (Available upon purchase)
Назад к журналу
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

О нас

 

 

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57