Известно, что при бурении нефтедобывающих и газодобывающих скважин большинство буровых растворов готовится на водной основе, в которой растворяются соли и агрессивные компоненты пластового грунта. Для снижения воздействия коррозионных сред на внутреннюю поверхность бурильных труб Бугульминский механический завод ОАО «Татнефть» с 2007 г. использует в своем производстве технологию нанесения износостойкого и термостойкого покрытия.
Внутреннее покрытие, состоящее из порошка ТК-34 Р по праймеру ТК 8007, – высокотемпературное покрытие бурильных труб (БТ), обладает улучшенными характеристиками и устойчивостью к воздействию температуры, кислот и абразивному износу. Покрытие в виде тонкой пленки, специально разработанное для повышения гибкости с сохранением повышенной стойкости к коррозии в широких диапазонах pH. Конструкция покрытия такова, что сохраняет прочность даже в условиях переменных нагрузок во время бурения. Покрытие останавливает точечную коррозию, которая может привести к коррозионному растрескиванию под нагрузкой, эрозии и излому трубы при скручивании. Зарегистрировано увеличение срока службы буровой трубы в три-четыре раза по сравнению с БТ без покрытия.
Без использования правильной технологии нанесения даже самые лучшие покрытия не будут обеспечивать получение ожидаемых характеристик, так как сцепление с поверхностью трубного изделия является одним из наиболее критически важных факторов для обеспечения длительной работы покрытия.
Цех БМЗ
Этап 1. Тщательная термическая очистка трубных изделий с целью удаления любых остатков углеводородов. Для этой цели используется предварительный обжиг трубы при температуре ~ 400°С, продолжительностью до 8 часов.
Этап 2. Абразивоструйная обработка оксидом алюминия, создающая структуру неровностей, которая является оптимальной для адгезии. В качестве стандарта абразивоструйной обработки используется получение белой металлической поверхности по NACE № 1, что позволяет обеспечить самый высокий уровень качества.
Этап 3. Для нанесения покрытия используется специальная система вращения и распыления, позволяющая равномерно наносить соответствующее покрытие на поверхность трубного изделия. После нанесения каждого слоя жидкого покрытия производится спекание композиции, происходит частичное затвердевание слоя.
Этап 4. Окончательным этапом является отверждение внутреннего покрытия трубного изделия, которое вызывает образование поперечных связей в термореактивных полимерах между слоем (слоями) грунтовки с верхним слоем (слоями), вследствие чего образуется однородное покрытие, которое затем подвергается стандартным методам контроля качества.
Рис. 1. Срок службы буровых труб в ft проходки
Рис. 2. Стоимость бурения в $/ft
Покрытие устойчиво ко всем типам буровых растворов и успешно используется в геотермальных скважинах высокого давления с температурой до 200°С. По данным, предоставленным фирмой «Тюбоскоп-Ветко», за счет применения бурильных труб с внутренним покрытием в процессе бурения скважин можно получить следующие технологические эффекты:
1) увеличение среднего срока службы бурильных труб более чем в два раза (рис.1);
2) уменьшение гидравлических потерь более чем на 10% за счет малого гидравлического сопротивления внутренней поверхности покрытой трубы;
3) уменьшение энергетических затрат при бурении (особенно при глубине более 1000 м), экономия составляет более 20%;
4) уменьшение количества спуско-подъемных операций за счет уменьшения отказов бурильных колонн более чем в два раза;
5) увеличение межремонтного периода бурильных труб в 1,5 раза.
Бурильная труба с антикоррозионным покрытием
График на рис. 2 доказывает экономическую выгоду применения бурильных труб с внутренним покрытием, особенно при повторном нанесении покрытия на внутреннюю поверхность. Даже через 7 лет напряженной работы при бурении в осложненных скважинах и в условиях агрессивных сред бурильная колонна с внутренним покрытием остается работоспособной.
