Материалдардың қызған кездегі қасиеттерін өзгертуі

 

Құбырлардың болат материалын қыздыру оның ағу шегінің өзгеруіне әкеліп соқтырады (6.14-сурет, 6.3-кесте).

6.14-суреттен көрінгендей материалды 300 ⁰С-қа қыздырғанда оның ағу шегі анағұрлым төмендейді, әсіресе аса берік болаттар үшін. Сондықтан ММХжГӨ институтының ұсынған 16ХГТА маркалы болат түрі аса қызығушылық тудырады. Ондағы легирленген құрамның аса жоғары болмауы оның бағасын төмендетіп, мұнай өндірісінде қолдануға кең жол ашты.

6.14-сурет. 1-Р;2-N;3-J.

Мысалы, температура 20-дан 400⁰С-қа дейін көтерілгенде беріктік тобы Д, маркасы 36Г2С болаттың ағу шегі 31 %-ға кемісе, дәл сол температуралық аралықта 16ХГТА маркалы болаттікі тек қана 7,3%-ға кемиді.

Құбырлар мен олардың материалдарын таңдап алу кезінде тізбекте алдын ала кернеу жасау есепке алынады, атап айтқанда, құбырларды керу жағдайында цементтеу. Сол кезде олардың қызған кездегі кернеуі азаяды.

Мұндай технология бірінші рет Өзен кенорнында қолданылды және ұңғымаларды пайдаланудағы көп жылдық тәжірибе оны толық растады.

Шегендеуші тізбектің құбырларының беріктігі мен тығыздығы негізінен олардың резьбалық байланыстарына анағұрлым тәуелді болады. Егер алдын ала қажетті шаралар қолданылмаса оларға берілетін жылулық әсерлер резьбалық байланыстардың беріктігін күрт төмендетуі мүмкін.

Алдымен барлық резьбалық байланыстарды қажетті бұрау моменттерімен мұқият бекіту керек. Резьбалар ағытылатын болса, онда нығыздауыш майларды қолдану қажет. Мысалы, тізбектің температурасы 140-150 ⁰С-қа дейін қыздырылса, онда Р-2 және УС-1 майлары қолданылады. Ал қызу температурасы 200-300 ⁰С-та резьбаларға басқа нығыздауыштар пайдаланады. Атап айтқанда, резьбаның ішкі қабатын жұмсақ металл қабатымен толтыру. Мұндай кезде резьбаларды бүйірлік және радиалды нығыздау орын алады. Жұмсақ металл қабатын резьбаға орау үшін оны мұқият тазалап және 400⁰С-қа дейін қыздырады.

 

6.3-кесте

Мұнай сортаменті құбырларының беріктік топтары

 

МЕМСТ бойынша беріктік тобы	Ең кіші шек, МПа	5ААНИ 5АХАНИ 5АСАНИ стандарттары бойынша құбырлардың номенклатурасы	Ең кіші шек, МПа
Беріктігі	Ағымдылығы	Беріктігі	Ағымдылығы
С Д К Е Л М Р	5,5 6,5 7,5	3,2 3,8 5,5 6,5 7,5 9,5	H-40 J-55 C-75 N-80   P-110	4,22 5,27 6,68 7,03   8,79	2,81 3,87 5,27 5,62   7,73

 

Құбырлардың бір-бірімен байланысының беріктігін арттыру үшін трапециялы резьба қолданылады және ол құбырлар тізбегін алдын ала тарту шамасын ұлғайтады.

Құбырларды таңдау кезіндегі есепке алатын маңызды фактордың бірі – ол металдың коррозиясы. Жоғары температура, бумен ауаны қосып айдау, қабатқа ыстық және агрессивті су беру және металдың кернегіштік күйі ондағы коррозия процесін үдетеді. Шегендеуші құбырларды коррозиядан қорғау мақсатында арнайы материалмен жабу әлі де болса жетілмеген, әсіресе құбырлардың бір-бірімен резьбалы байланысқан жерлерін қорғау қиындық тудырады.

Әзірге коррозиядан қорғану болаттың шыдамды маркаларын қолданумен, құбыр қабырғасының қалыңдығын арттыру және ұңғымаға берілетін жылутасығышқа ингибитор қосумен шектеліп келеді.

Температура артқан жағдайларда тампонажды жұмыстарға арналған цементті қоспаларды аса мұқият таңдап алу керек, себебі кәдімгі қолданыстағы портландцементтердің сапасы күрт төмендейді. Мысалы, температура 130 ⁰С-та беріктігі жоғары портладцементтің майысуға қарсылық кедергісі 6,4-5,9 МПа шамасынан 4,1-3,7 МПа-ға дейін төмендейді. Сондықтан, жоғары температуралы ұңғымаларда арнайы цемент-құмның қоспасын қолдану ұсынылады.

Цементті тасқа ұнталмаған кварц құмын араластыру оның беріктігін ұлғайтады (6.4-кесте).

6.4-кесте

Екі тәулік қатудан кейінгі цементтік тасты сынау нәтижесі

 

Материал түрі	00С температура және қысымда (МПа) майысуға беріктік (МПа) мөлшері
75 және 0,1	100 және 30	130 және 35
Портландцемент: Новороссиялық Қарадақтық Цементті-құмды қоспа (ара қатынасы 3:1): Новороссиялық Қарадақтық	6,4 5,9   6,77 7,3	5,1 4,6   5,02 5,3	4,8 3,7   5,2 4,2

 

Цементке ұнталған кварцты құмды қосу цементті тастың беріктігін анағұрлым арттырады (ұнталмаған құмға қарағанда). Температура 200⁰С шамасында болған кезде ұнталмаған құм мен цементтің ара қатынасы 67:33 болғанда цементтік тастың тәулік бойы қату кезінде оның сығылуға беріктік шегі 36,3 МПа болады. Ал дәл сондай құрамдағы ұнтақталған құм мен 75:25 ара қатынасымен алынған қоспаның 180⁰С-тағы тәуліктік қату кезіндегі сығылуға беріктік шегі 57,9 МПа болады (6.5-кесте).

 

6.5-кесте

Ұнтақталған кварцты құм мен цементтің қоспасының қасиеттері

 

Температура, 0С	Әртүрлі ара қатынастағы цементті-құм қоспасының сығылуға беріктік шегі (МПа)
75:25	50:50
	- 35,5 57,9	18,3 48,5 60,5