RU2021090C1 - Method of rebuilding pump and compressor tubes with worn threaded connections - Google Patents

Abstract

FIELD: deep-hole drilling. SUBSTANCE: method involves unscrewing coupling and screwing worn part of coupling on worn threaded part end of tube; providing permanent connection between coupling and tube body; conducting heating of end and coupling seated onto tube to hardening temperature, at which stresses are relaxed into connection to facilitate easy unscrewing of coupling. Prior to screwing worn part of coupling on worn threaded end of tube, their threads are coated with epoxy adhesive. EFFECT: increased processability of rebuilding and enhanced reliability in operation of worn threaded connections.

Description

Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к ремонту и восстановлению нарезных труб нефтяного сортамента. The invention relates to deep drilling, in particular to the repair and restoration of threaded pipes of oil assortment.

Известен способ ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ) с поврежденной резьбой, который предусматривает отрезку изношенных резьбовых концов, нарезку новой резьбы и навинчивание новых муфт [1]. К недостаткам данного способа относится необходимость использования большого количества металлорежущего оборудования и мерительного инструмента, а также нерациональное использование металла из-за списания в металлолом большого количества бывших в эксплуатации, но годных к дальнейшему использованию соединительных элементов. A known method of repair of tubing with tubing with a damaged thread, which includes a segment of worn threaded ends, cutting a new thread and screwing on new couplings [1]. The disadvantages of this method include the need to use a large number of metal-cutting equipment and measuring tools, as well as the irrational use of metal due to the decommissioning of a large number of used but suitable for further use connecting elements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ восстановления НКТ с изношенными резьбовыми соединениями путем разворота муфты, при котором отвинчивают муфту с изношенной резьбой, затем наворачивают ее изношенной частью на тот конец трубы, резьба которого также сработана, и прикрепляют муфту к телу трубы [2]. Однако восстановление НКТ по указанному способу представляет чрезвычайные трудности, поскольку прикрепление муфты к телу трубы предусматривается сваркой, в то же время высокоуглеродистые стали (например, Ст.45, 36Г2С и др. ), из которых изготавливаются нарезные трубы нефтяного сортамента, в частности НКТ, относятся к сталям с ограниченной или плохой свариваемостью и в соответствии с отраслевым стандартом ОСТ 92-1177-77 при их сварке требуют специальной термической обработки и подогрева до температур 150-300^оС. Кроме того, для получения надежных сварных соединений труб, изготовленных из сталей с повышенным содержанием углерода, необходима специальная усложненная технология сварки, предусматривающая облицовку кромок труб и муфт путем наплавления электродной проволоки марки СВО8Г2С, диаметром 1,2-1,6 мм или углеродами марки УОНИ 13/45 с местным предварительным подогревом до 200-250^оС. Нарушение технологии приварки приводит к трещинообразованию сварного шва и, следовательно, непригодности восстановленной трубы к дальнейшему использованию. Кроме того, такой способ не предполагает улучшение качества восстановленных труб, а преследует лишь цель получить прежний качественный уровень. При отвинчивании муфт наблюдается большой процент повреждаемости резьб.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of restoring tubing with worn threaded joints by turning the sleeve, in which the sleeve with the worn thread is unscrewed, then the worn part is screwed onto the pipe end, the thread of which is also worked out, and the sleeve is attached to the body pipes [2]. However, the restoration of the tubing by the specified method presents extreme difficulties, since the coupling to the pipe body is provided for by welding, while high-carbon steels (for example, St. 45, 36G2S, etc.), of which threaded oil-grade tubes, in particular tubing, are made, relates to a steel with limited or poor weldability and in accordance with industry standard CMP 92-1177-77 when welding require special heat treatment and heating to a temperature ^of 150-300 C. in addition, to obtain a reliable For pipe joints made of steels with a high carbon content, a special complicated welding technology is required, providing for lining the edges of pipes and couplings by deposition of an electrode wire of the SVO8G2S grade, 1.2-1.6 mm in diameter or UONI 13/45 carbon with local preliminary heated to 200-250 ^C. Report welding technology leads to weld cracking, and hence, the recovered pipe unusable for further use. In addition, this method does not imply an improvement in the quality of reconditioned pipes, but only aims to obtain the previous quality level. When unscrewing the couplings, a large percentage of damage to the threads is observed.

Цель изобретения - повышение технологичности восстановления и износостойкости резьбы. The purpose of the invention is to improve the manufacturability of the restoration and wear resistance of the thread.

Достигается это тем, что в способе восстановления НКТ с изношенными резьбовыми соединениями, включающем отвинчивание муфты, навинчивание ее изношенной частью на изношенной резьбовой конец трубы, соединение неразъемного соединения муфты с телом трубы, перед отвинчиванием муфты конец трубы вместе с муфтой нагревают до температуры закалки, выдерживают при этой температуре время релаксационного и закалочного режима, а неразъемное соединение муфты с телом трубы образуют путем нанесения на изношенный резьбовой конец трубы и резьбу муфты перед их свинчиванием слоя эпоксидного клея и выдерживают соединение после свинчивания до отверждения клея. This is achieved by the fact that in the method of recovering tubing with worn threaded connections, including unscrewing the sleeve, screwing the worn part onto the worn threaded end of the pipe, connecting the integral connection of the sleeve to the pipe body, before unscrewing the sleeve, the pipe end together with the sleeve is heated to the hardening temperature, maintained at this temperature, the relaxation and quenching conditions, and the permanent connection of the coupling with the pipe body are formed by applying to the worn threaded end of the pipe and the thread of the coupling ed their screwing epoxy adhesive layer and maintained connection after screwing up the adhesive curing.

Отличительные признаки предлагаемого способа, образующие новую совокупность, приводят к неожиданному результату: если новые и отремонтированные НКТ выдерживают до 5-ти свинчиваний-развинчиваний, то восстановленные по предлагаемому изобретению выдерживают до 20-ти свинчиваний-развинчиваний. Такой результат нельзя объяснить только ожидаемым вкладом закалки резьб, так как использование закалки для повышения износостойкости известно (Лачинян Л.А. Работа бурильной колонны. - М.: Недра, 1979), но эксплуатационный эффект от этой операции значительно ниже нашего. По этому способу свободную резьбу подвергают поверхностной закалке индукционным нагревом. При этом неминуемо искажается профиль резьбы. По предлагаемому же способу релаксацию и закалку резьбы проводят в свинченном состоянии, когда витки нипелль-муфты образуют естественные ложементы по отношению друг к другу, что исключает коробление резьбы, улучшает профиль ее (за счет релаксации) и вносит в итоге свой вклад и повышение износостойкости резьбы. На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию существенные отличия. Distinctive features of the proposed method, forming a new population, lead to an unexpected result: if new and repaired tubing can withstand up to 5 screwing-unscrewing, then restored according to the invention withstand up to 20 screwing-unscrewing. This result cannot be explained only by the expected contribution of hardening of threads, since the use of hardening to increase wear resistance is known (L. Lachinyan, Work of a drill string. - M .: Nedra, 1979), but the operational effect of this operation is much lower than ours. According to this method, the free thread is subjected to surface hardening by induction heating. In this case, the thread profile is inevitably distorted. According to the proposed method, the relaxation and hardening of the thread is carried out in a screwed-up state, when the turns of the nipple coupling form natural lodges with respect to each other, which eliminates warping of the thread, improves its profile (due to relaxation), and ultimately contributes to an increase in the wear resistance of the thread . Based on the foregoing, we can conclude that the proposed technical solution meets the criterion of significant differences.

В сравнении с известным предлагаемый способ позволяет повысить технологичность, использовать более простое оборудование, упростить техпроцессы. Совместный нагрев под релаксацию напряжений и закалку уменьшает энергоемкость процесса, а сама же релаксация напряжений в резьбовом соединении муфта-труба позволяет облегчить отвинчивание муфты малыми крутящими моментами вплоть до отвинчивания от руки. Использование процесса склеивания для создания неразъемного соединения между трубой и муфтой также уменьшает энергоемкость и позволяет исключить воздействие высоких температур на закаленную муфту: ведь в известном способе для создания неразъемного соединения используется сварка. Кроме того, известный способ гарантирует лишь восстановление свойств НКТ, т.е. в известном способе восстановленные НКТ, как и новые, выдерживают не более 5-ти свинчиваний-развинчиваний. По предлагаемому способу восстановленные НКТ выдерживают до 20-ти свинчиваний-развинчиваний. Следовательно, предлагаемый способ обеспечивает получение положительного эффекта. In comparison with the known, the proposed method can improve manufacturability, use simpler equipment, simplify manufacturing processes. Joint heating under stress relaxation and hardening reduces the energy intensity of the process, and stress relaxation itself in the threaded coupling-pipe connection makes it easier to unscrew the coupling with small torques up to manual unscrewing. Using the bonding process to create an integral connection between the pipe and the coupling also reduces energy consumption and eliminates the effect of high temperatures on the hardened coupling: in the known method, welding is used to create an integral connection. In addition, the known method guarantees only the restoration of the properties of the tubing, i.e. in the known method, the restored tubing, like the new ones, can withstand no more than 5 screwing-unscrewing. According to the proposed method, the restored tubing can withstand up to 20 screwing-unscrewing. Therefore, the proposed method provides a positive effect.

П р и м е р. Для обработки по предлагаемому способу берут бывшие в эксплуатации НКТ 73 х 5,5 группы прочности Д по ГОСТ 633-70 с муфтами из стали 40ХН. Производят нагрев конца трубы вместе с муфтой до температуры 830^оС. Выдерживают при этой температуре время релаксационного и закалочного режима в течение 20 мин. Закалку нагретых элементов проводят в масло, замеренная твердость после этого составляет 42 НRC. Затем муфту ручным ключом отвинчивают. На изношенную часть муфты и изношенный резьбовой конец трубы наносят эпоксидный клей, свинчивают трубу и муфту по изношенным частям и ожидают затвердевания клея. Стендовые испытания показывают, что восстановленные НКТ выдерживают до 20-ти свинчиваний-развинчиваний.PRI me R. For processing by the proposed method, used tubing 73 x 5.5 strength groups D according to GOST 633-70 with couplings made of 40XH steel are taken. Produce heating of the pipe end together with the coupling to a temperature of 830 ^o C. Maintain at this temperature during relaxation and quenching mode for 20 min. Quenching of the heated elements is carried out in oil, the measured hardness after this is 42 HRC. Then the clutch is unscrewed with a hand wrench. Epoxy glue is applied to the worn part of the sleeve and the worn threaded end of the pipe, the pipe and the sleeve are screwed in to the worn parts and the adhesive is set to solidify. Bench tests show that the restored tubing can withstand up to 20 screwing-unscrewing.

Claims (1)

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ С ИЗНОШЕННЫМИ РЕЗЬБОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ, включающий отвинчивание муфты, навинчивание ее изношенной частью на изношенный резьбовой конец трубы, соединение неразъемного соединения муфты с телом трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности восстановления и износостойкости резьбы перед отвинчиванием муфты, конец трубы вместе с муфтой нагревают до температуры закалки, выдерживают при этой температуре время релаксационного и закалочного режима, а неразъемное соединение муфты с телом трубы образуют путем нанесения на изношенный резьбовой конец трубы и резьбу муфты перед их свинчиванием слой эпоксидного клея и выдерживают соединение после свинчивания до отверждения клея. METHOD FOR RESTORING PUMP AND COMPRESSOR PIPES WITH WRITED THREADED CONNECTIONS, including unscrewing the worn coupling, screwing its worn part onto the worn threaded end of the pipe, connecting the one-piece coupling of the coupling to the pipe body, characterized in that, with the purpose of increasing the durability of the repair thread, the end of the pipe, together with the coupling, is heated to the hardening temperature, the relaxation and hardening conditions are maintained at this temperature, and the integral connection Feet with the pipe body is formed by applying a layer of epoxy adhesive to the worn threaded end of the pipe and the thread of the sleeve before they are screwed up and can withstand the connection after screwing up until the adhesive has cured.