ОПЫТНЫЕ ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА

  • Михаил Александрович Выбойщик Тольяттинский государственный университет
  • Сергей Александрович Князькин ООО «ИТ-Сервис»
Ключевые слова: нефтепромысловая среда, нефтегазопроводные трубы, насосно-компрессорные трубы, байпас, лифтовая колонна, механические свойства, коррозионная стойкость, водородное растрескивание, углекислотная коррозия, продукты коррозии

Аннотация

Исчерпание существующих и введение новых месторождений приводит к постоянному увеличению коррозионной агрессивности добываемых сред, что повышает интенсивность разрушения нефтепромыслового оборудования. Для обеспечения достаточной работоспособности оборудования необходимы разработка и освоение новых сталей повышенной прочности и коррозионной стойкости. Требуется увеличение объема и разработки новых методик промысловых испытаний труб, только на основе таких испытаний можно получить надежные представления о механизмах и кинетике происходящих процессов коррозионно-механического разрушения и оценить работоспособность трубопроводных систем в реальных условиях эксплуатации определенного месторождения.

Приведены разработанные методики трех основных видов опытных промысловых испытаний: байпасные линии, периодический контроль лифтовых колонн и периодический контроль действующих трубопроводов. Характерной особенностью предложенных испытаний является системное проведение сравнительного анализа текущего состояния с состояниями до эксплуатации и предшествующих этапов испытаний. Для этого промысловые испытания сопровождаются обязательными дополнительными исследованиями, которые по функциональному назначению объединены в две группы. Первая группа характеризует исходное состояние металла и изменение его свойств после испытаний (химический и фазовый состав, структурное состояние металла, механические свойства, коррозионная стойкость). Вторая группа характеризует вызванные испытаниями коррозионные повреждения внутренней поверхности трубы (состояние внутренней поверхности; выявление преобладающего вида коррозионного разрушения; оценка скорости общей и локальной коррозии; фазовый, химический состав и морфология продуктов коррозии; микробиологические исследования).

Предложенные методики испытания позволяют получить наиболее полную информацию о работоспособности и кинетике развития разрушения труб в определенных условиях эксплуатации. В качестве примера приведены результаты сравнительных промысловых испытаний лифтовых колонн НКТ из новой стали 15Х5МФБЧ и из традиционных сталей 35Г2С и 35Г2Ф при эксплуатации на пяти месторождениях с разным составом добываемых сред.

Биографии авторов

Михаил Александрович Выбойщик, Тольяттинский государственный университет

доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»

Сергей Александрович Князькин, ООО «ИТ-Сервис»

кандидат технических наук, начальник отдела промысловых испытаний

Литература

Программа повышения надёжности ОАО «НК Роснефть»: материалы по реализации 2012 // Российский союз промышленников и предпринимателей. URL: рспп.рф/.

Иоффе А.В., Тетюева Т.В., Выбойщик М.А., Князькин С.А., Зырянов А.О. Коррозионно-механическое разрушение насосно-компрессорных труб из углеродистых сталей при эксплуатации в средах, содержащих сероводород // Металловедение и термическая обработка материалов. 2012. № 10. С. 4–9.

Методика «Исследование патрубков НКТ после эксплуатации с целью выявления ведущих механизмов коррозии и степени их повреждаемости после эксплуатации». Самара: Самарский инженерно-технический центр, 2008. 53 с.

Зырянов А.О. Исследование коррозионного разрушения насосно-компрессорных труб из стали 15Х5МФБЧ в высоко агрессивных нефтепромысловых средах и усовершенствование технологии термической обработки этих труб : автореф. дис. … канд. техн. наук. Самара, 2018. 23 с.

Заботин А.Л., Иоффе А.В., Стогова С.В. Способ коррозионных испытаний сталей: патент РФ № 2235309, 2004.

Маркин А.Н., Низамов Р.Э. СО2-коррозия нефтепромыслового оборудования. М.: ВНИИОЭНГ, 2003. 188 с.

Sun J., Sun C., Wang Y. Effect of Cr Content on the Electrochemical Behavior of Low Chromium X65 Steel in CO2 Environment // International Journal of Electrochemical Science. 2016. Vol. 11. P. 8599–8611.

Ko M., Ingham B., Laycock N., Williams D.E. In situ synchrotron X-ray diffraction study of the effect of chromium additions to the steel and solution on CO2 corrosion of pipeline steels // Corrosion Science. 2014. Vol. 80. P. 237–246.

Sun J., Sun C., Lin X., Cheng X. Effect of Chromium on Corrosion Behavior of P110 Steels in CO2-H2S Environment with High Pressure and High Temperature // Materials. 2016. Vol. 9. P. 200–210.

Li D.P., Zhang L., Yang J.-W., Lu M.-X., Ding J.-H., Liu M.-L. Effect of H2S concentration on the corrosion behavior of pipeline steel under the coexistence of H2S and CO2 // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2014. Vol. 21. № 4. P. 388–394.

Choi Y.-S., Nesic S., Ling S. Effect of H2S on the CO2 corrosion of carbon steel in acidic solution // Electrochimica Acta. 2011. Vol. 56. № 4. P. 1752–1760.

Выбойщик М.А., Иоффе А.В., Борисенкова Е.А., Денисова Т.В., Сорокин А.В. Коррозионная повреждаемость нефтепроводных труб из хром-молибденсодержащих сталей в условиях высокой агрессивности добываемой среды // Металловедение и термическая обработка материалов. 2012. № 10. С. 29–33.

Тетюева Т.В., Иоффе А.В., Выбойщик М.А., Князькина С.А., Трифонова Е.А., Зырянов А.О. Влияние модифицирования, микролегирования и термической обработки на коррозионную стойкость и механические свойства стали 15Х5М // Металловедение и термическая обработка материалов. 2012. № 10. С. 15–22.

Иоффе А.В., Тетюева Т.В., Ревякин В.А., Борисенкова Е.А., Князькин С.А., Денисова Т.В. Коррозионно-механическое разрушение трубных сталей в процессе эксплуатации // Металловедение и термическая обработка материалов. 2012. № 10. С. 22–28.

Луценко А.Н., Немтинов А.А., Голованов А.В., Ефимов С.В., Филатов Н.В., Хорева А.А., Мальцев А.Б., Рослякова Н.Е., Князькин С.А., Ревякин В.А., Иоффе А.В., Тетюева Т.В., Денисова Т.В. Сталь: патент РФ № 2361958, 2009.

Денисова Т.В., Жукова С.Ю., Иоффе А.В., Ревякин В.А., Тетюева Т.В., Трифонова Е.А. Высокопрочная труба для нефтяных скважин: патент РФ № 2368836, 2009.

Денисова Т.В., Иоффе А.В., Ревякин В.А., Тазетдинов В.И., Тетюева Т.В., Трифонова Е.А., Фазылов Ш.С., Юдин П.Е. Коррозионно-стойкая сталь для насосно-компрессорных и обсадных труб: патент РФ № 2414521, 2009.

Методика «Проведение промысловых испытаний соединительных деталей нефтегазопроводов в условиях реальных нефтепроводов». Самара: ИТ-Сервис, 2012. 25 с.

Князькин С.А. Выбор состава и структуры стали для изготовления насосно-компрессорных труб с повышенными эксплуатационными характеристиками : дис. … канд. техн. наук. Пенза, 2013. 165 с.

Князькин С.А., Иоффе А.В., Выбойщик М.А., Зырянов А.О. Особенности коррозионного разрушения насосно-компрессорных труб при эксплуатации в средах с повышенным содержанием углекислого газа // Металловедение и термическая обработка материалов. 2012. № 10. С. 10–14.

Опубликован
2018-09-28
Выпуск
Раздел
Технические науки