|
|
|
|
Главная Переработка нефти и газа принимают язвы. Такие язвы могут удерживать частицы металла или песка. При уменьшении напряжения эти частицы предотвращают расслабление металла вокруг язвы и служат в качестве клина, вызывая растрескивание металла, находящегося в контакте с ним. Растрескивание металла продолжается до тех пор, пока штанга не оборвется при напряжении, превышающем нижний предел стойкости металла. Таким образом, степень коррозии зависит, кроме металла, из которого изготовлена штанга, и коррозионной среды, в значительной степени и от времени и степени колебаний напряжений. Поэтому в ла-бораторных условиях невозможно успешно промоделировать условия, при которых ряд вторичных факторов, влияющих на коррозию, действует сравнительно продолжительное время. Однако это и не требуется, так как для изготовления штанг могут применяться при любых обстоятельствах только те стали, которые могут противостоять коррозии. Для изготовления штанг применяют различные стали. Все стали содержат железа более 90%- К железу добавляют легирующие металлы, увеличивающие прочность и крепость металла или коррозионную стойкость. По составу стали, идущие для изготовления штанг, можно разделить на две группы. К углеродистым относятся те стали, в которых марганца содержится менее 0,5% и не содержатся легирующие элементы, кроме Si и С, а следы Р и S присутствуют как примеси. К легированным относятся стали, содержащие такие легирующие элементы как Ni, Сг, Си, Мо, V и В. Присутствие С в стали значительно увеличивает прочность, крепость и пригодность к закалке с последующим отпуском. Однако углерод также повышает хрупкость и уменьшает коррозионную стойкость. Мп - восстановитель, уменьшает хрупкость металла при содержании серы. Если содержание марганца незначительно, то он играет ту же роль, что и углерод. Si является очень эффективным восстановителем. Он прежде всего служит для уменьшения размера зерен в высокопрочных сталях. Ni - отвердитель в твердом растворе феррита. Он не образует карбидов, как другие легирующие элементы, и инги-бирует коррозионную хрупкость, вызванную сероводородосодержащим газом в коррозионных язвах. Сг образует карбиды и значительно улучшает закалку стали. Он не обеспечивает защиту от сероводородной хрупкости, но значительно улучшает стойкость против коррозионных сред помимо серодоворода. Си при добавке в относительно небольших количествах улучшает сопротивляемость по отношению к атмосферной коррозии. Мо способствует повышению прочности стали после термообработки. V действует подобно Мо. Кроме того, он способствует формированию мелкозернистой текстуры. В подобен Мо и V. В табл. 4.1-9 приведены состав и прочностные характеристики различных материалов для штанг. Независимо от прочностной характеристики сталь для штанг должна быть выбрана с целью обеспечения коррозионной стойкости, исходя из следующих основных положений. Среда, окружающая штангу . . Металл для штанг Среднекоррозионная ..... Углеродистая сталь Содержит HjS....... Ni-Мо, сталь Сильно коррозионные рассолы . . Ni-Сг, сталь Таблица Химические и механические свойства Фирма-изготовитель Марка штанги Спецификация АИСИ Химический состав, % Мо V Аксельсон Ойлвел Бетлехем Нэшэнл Континэнтэл - Эмско Норрис Континэнтэл - Эмско Аксельсон Континэнтэл - Эмско Ойлвел 60 N Мэйри 62 Релай-энс 77 Hi-Ten 4 С1036 С1036 Спэшл Спэшл А 4621 Мод. Л4621 3310 Спэшл Спэшл 80В20 0,36 0,30 0,32 0,37 0,32 0,23 0,08 0,40 0,33 0,40 0,17 0,23 0,18 1,35 1,50 1,20 ТМ 0,50 0,70 0,55 0,80 0,70 0,90 0,45 0,13 0.21 0,24 0,13 0,18 0,17 1,00 0,70 0,60 1,10 1,20 0,90 0,23 1,20 0,60 0.90, 0,03 (max) 0,04 (max) 0,016т 0,04 (max) 0,04 (шах) 0,04 (max) 0,04 (max) 0,025 (max) 0,025 (max) 0,025 (max) 0,04 (max) 0,017 T 0,035 (max) 0,05 (max) 0,028 T 0,05 (max) 0,04 (max) 0,04 (max) 0,04 (max) 0,025 (max) 0.030 (max) 0,20 0,30 0, 15 0,30 0,15 0,30 0,20 0,,35 0,20 0,35 0,20 2,00 1,65 0,35 0,0 0,025 (max) 0,04 (max) 0,024 T 0,35 0,20 0,30 0,55 0,85 0,20 0,35 0,50 0,80 0,50 0,80 1,65 0,30 0,50 0,30 0,55 0,08 2,00 3,25 3,75 ,75 ,85 0,90 ,20 0,20 0,40 0,80 1,05 0,15 0,35 0,15 0,20 0,30 0,20 0,30 0,25 0,30 0,20 0,30 0,08 0,15 0,05 0,05 0,40 0,60 Для Предотвращения или уменьшения коррозии иногда применяют ингибиторы. Ингибитор дозируется в межтрубное пространство, стекает вниз и на забое смешивается с продукцией скважины. Механизм действия органических ингибиторов коррозии состоит в том, что их ге-терополярные молекулы, прилипая одним концом к поверхности металла, образуют непроницаемую пленку, которая предохраняет сталь от прямого контакта с коррозионной средой. Ингибиторы неорганического происхождения нейтрализует коррозионное вещество, вступая в химическую реакцию с ним. В связи с тем, что ингибиторы применяют продолжительное время, вплоть до конца разработки месторождения, это является их недостатком. Преимущество их заключается в том, что они защищают от коррозии не только колонну штанг, но и все коммуникации, где только пластовая жидкость находится в контакте с поверхностью металла. Самое уязвимое место колонны штанг - муфтовые соединения (в результате недостаточных усилий при их свинчивании). По данным: 4.1-9 насосных штанг (по Фрику)
Уолмсли и Хелмана, в штангах диаметром 22,2 мм аварии происходят в основном в муфтовых соединениях, при свинчивании которых крутящий момент был ниже 206 Н-м. При крутящих моментах от 206 до 540 НМ число аварий в муфтовых соединениях и в самих штангах приблизительно одинаково, в то время как при крутящем моменте, равном 540 Н-м, число аварий в муфтовых соединениях значительно уменьшается. Так как аварии в муфтовых соединениях происходят более чаще, рекомендуется при работах по спуску колонн штанг применять машинные ключи, обеспечивающие правильную и равномерную затяжку всех муфтовых соединений. В результате проведенных исследовательских работ фирмами Бет-лехэм Стил и Дюпон де Немюр в 1961 г. были созданы гибкие штанги под фирменными названиями Флэксрод или Кород. Такие штанги проходят промышленные испытания. Гибкие штанги, описание которых опубликовано в 1968 г., свиваются из 37 проводов, каждый провод имеет диаметр около 2 мм при усилии на разрыв 165 м Па. Каждый 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 [ 92 ] 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
 |
