Ковальский М.Г.
Генеральный директор
ОАО «НИИизмерения»
Россия, г.Москва

Современные средства контроля резьбы нефтяного сортамента и резьбовых калибров

В себестоимости нефти, добываемой российскими нефтяными компаниями, до 35-40% составляют затраты на поддержание парка насосно-компрессорных труб и муфт для них. Известно, что более 50% аварий трубных подвесок происходит по вине резьбовых соединений. Необеспеченность ряда предприятий нефтегазового комплекса соответствующими средствами контроля приводит к некачественному изготовлению резьбовых соединений, необеспечению их герметичности и прочности, что может служить причиной аварийности на нефтяных и газовых скважинах и существенных потерь нефтепродуктов и газа при их транспортировке.

НИИизмерения уделяет серьезное внимание проблеме метрологического обеспечения производства ответственных резьбовых деталей труб и муфт. В рамках работ по этому направлению разработан комплекс индикаторных приборов для контроля параметров (шага, профиля, соосности, среднего диаметра и конусности) наружной и внутренней резьбы различных типов, в том числе резьбы насосно-компрессорных и обсадных труб, замковой, резьбы бурильного инструмента, резьбы штанговых насосов. Приборы пригодны для контроля не только треугольной, но и замковой, трапецеидальной резьбы, резьбы типа «Батресс», «Vam» и др.

Кроме того, разработаны высокоточные приборы для измерения диаметров и прямолинейности отверстий труб, а также приборы для контроля резьбовых калибров – ручной и стационарный. Указанные средства контроля обеспечивают измерение всех нормируемых параметров резьбы, включая калибры, образцовые детали, а также важнейших параметров гладкой части резьбовых деталей.

Разработанные приборы изготавливаются специализированным цехом института и регулярно поставляются ряду трубных и машиностроительных заводов (Первоуральскому новотрубному заводу, Северскому и Волгореченскому трубному, Челябинскому трубопрокатному, Павловскому машиностроительному и др.) Изготовлены и поставлены специализированный станковый прибор для контроля резьбовых конических калибров-колец и ручной прибор для контроля конусности резьбовых калибров-колец.

Новые средства контроля резьбы позволяют повысить объективность, точность, производительность и информативность контроля, обеспечить комплексность подхода к вопросам контроля деталей резьбовых соединений и удовлетворение требований, предъявляемых государственными и международными стандартами, а также нормативными документами (в том числе Американского нефтяного института). Кроме того, наличие указанных средств контроля резьбы и резьбовых калибров позволяет создать условия для сертификации в России отечественного оборудования и калибров, международного признания ее результатов и выхода на мировой рынок.

Институтом разработан также метод автоматизированного контроля геометрических параметров резьбы НКТ и муфт для них на 75-80% поверхности резьбы. Контроль осуществляется специальными устройствами, входящими в состав либо автоматизированного цеха, либо участка и реализующими функции малолюдной технологии.

Принципиально новая технология ремонта и контроля, бывших в эксплуатации, а также новых НКТ и муфт для них, направлена на общее повышение ресурса и перевод ремонта из затратной в доходную составляющую нефтяной компании. Такая технология имеет одну из основных особенностей — автоматизированный контроль геометрических параметров резьбы на 75-80% ее поверхности. При этом применение автоматизированных устройств контроля гарантирует:

  • высокую надежность, как самого процесса контроля, так и характеристик, оцениваемых на базе объективных критериев отбраковки;
  • высокую производительность всего комплекса подготовки муфт и труб, обеспечиваемую автоматизацией всех операций по технологической схеме;
  • повышение герметичности резьбовых соединений, что обеспечивает снижение уровня потерь по текущей добычи нефти;
  • возможность автоматизированного документооборота по всем операциям и прогнозирование сроков проведения профилактических и ремонтных работ на скважинах, оборудованных подвесками из муфт и труб, прошедших цикл контрольных операций;
  • ежегодное сокращение объемов закупок муфт и труб на 30-40% по сравнению с традиционной технологией.

Необходимость автоматизированного контроля резьбовых параметров НКТ и муфт по сравнению с технологией ручного контроля связана со следующим:

  • возможностью контроля большого числа геометрических параметров резьбы (6-12) различных типоразмеров изделий на одной измерительной позиции без изменения условий базирования;
  • возможностью использования единственной измерительной головки вместо 6-12 специализированных ручных измерительных приборов;
  • высокой достоверностью и повторяемостью результатов по сравнению с ручными методами;
  • высокой производительностью контроля (не более 1,5 мин. на 1 изделие);
  • возможностью документирования и архивирования полученных данных с выдачей паспорта на резьбу;
  • высокой окупаемостью устройства за счет непрерывной работы в 1,5-2 смены (окупаемость составляет 2-3 года);
  • гибкостью встраивания в технологический процесс за счет использования как ручной, так и автоматизированной загрузки изделий на измерительную позицию;
  • возможностью асинхронного (компьютерного) анализа результатов контроля параметров резьбы с целью разбраковки по группам и подбора оптимальных пар муфта — труба.

    • В разработанных устройствах УКРТ1 и УКРМ1 для контроля резьбы НКТ и муфт соответственно применяется метод визуального бесконтактного контроля параметров с помощью промышленных видеокамер, работающих на просвет — для НКТ и на отражение — для муфт. В целом устройства УКРТ и УКРМ подтвердили достаточно надежную и устойчивую работу при двухсменном режиме в составе автоматизированного цеха НГДУ «Елховнефть» с 2003 года. В настоящее время продолжаются работы по модернизации указанных устройств с целью повышения эксплуатационных характеристик и упрощения обслуживания со стороны операторов.

    Все приборы, разработанные и изготавливаемые ОАО «НИИизмерения». снабжаются сертификатами о калибровке (имеется аккредитация Госстандарта). Технические характеристики приборов, заложенные в определенную разработку, могут быть адаптированы к условиям производства Заказчика по его техническим требованиям. Кроме того, институт разрабатывает, изготавливает и поставляет Заказчику специализированные средства контроля (после проработки чертежей деталей с указанием параметров, подлежащих контролю). Сроки разработки и изготовления новых приборов – 3-4 месяца. Институт также берет на себя сервисное обслуживание поставленных предприятию приборов.

    Рис. 1 Прибор для контроля конусности резьбы муфт мод. БВ-7599

    Рис. 2 Прибор для контроля конусности и шага конических калибров колец мод. БВ-7614