УДК:
DOI:

Изготовление муфт для насосно-компрессорных труб из трубы, бывшей в употреблении

Manufacturing couplings for tubing pipes from used pipes

R.M. MALIKOV,
E.N. BABIN
Management Company
"TMС group", LLC
Almetyevsk,
Republic of Tatarstan, 423458,
Ob’ezdnoy trakt 1A
Russian Federation

Резкое повышение стоимости металлов и сохраняющийся на это тренд обуславливает необходимость создания ресурсосберегающих технологий производства изделий, в том числе, и нефтепромыслового назначения. Рециклинг, т.е. повторное использование отработавших изделий путем их восстановления или использования в качестве заготовок для изготовления других деталей, является эффективным направлением ресурсосбережения. В качестве объекта рециклинга могут рассматриваться отработавшие насосно-компрессорные трубы (НКТ), которые при разработке соответствующих технологий пригодны для изготовления муфт.

Насосно-компрессорные трубы и муфты работают в исключительно тяжелых условиях повышенных нагрузок, температур и агрессивных сред. Высокое содержание углекислого газа и сероводорода в скважине приводит к их коррозии. Для обеспечения эксплуатационной надежности изделия и поддержания высокого ресурса его работы разрабатываемая технология рециклинга НКТ при производстве муфт должна учитывать указанные условия. Другой проблемой является создание достаточно производительных технологических процессов, инструмента и оборудования для этих целей. Поэтому возникает необходимость проведения теоретических и экспериментальных исследований в направлении определения рациональных методов получения муфт, режимов обработки, а также технологических нагрузок на инструмент.

Целью работы является оценка возможностей создания технологии рециклинга отработанных НКТ в поковки для изготовления муфт, соответствующих ГОСТ 31446-2017.

The sharp increase in the cost of metals and the continuing trend towards this necessitate the creation of resource-saving technologies for the production of products, including those for oil field purposes. Recycling, i.e. reuse of used products by restoring them or using them as blanks for the manufacture of other parts is an effective area of resource saving. Used tubing can be considered as a recycling object, which, with the development of appropriate technologies, are suitable for the manufacture of couplings.
Tubing pipes and couplings operate under extremely difficult conditions of increased loads, temperatures and aggressive environments. The high content of carbon dioxide and hydrogen sulfide in the well leads to their corrosion. To ensure the operational reliability of the product and maintain a high service life, the technology being developed for recycling tubing in the production of couplings must take into account the specified conditions. Another problem is the creation of sufficiently productive technological processes, tools and equipment for these purposes. Therefore, there is a need to conduct theoretical and experimental research in the direction of determining rational methods for producing couplings, processing modes, as well as technological loads on the tool.
The purpose of the work is to evaluate the possibilities of creating a technology for recycling used tubing into forgings for the manufacture of couplings that comply with GOST 31446-2017.

Межгосударственным стандартом ГОСТ 633-80 регламентируется изготовление стальных бесшовных насосно-компрессорных гладких труб с высаженными наружу концами и гладких высокогерметичных муфт к ним, а также безмуфтовых труб с высаженными наружу концами, применяемых для эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Межгосударственным стандартом ГОСТ 31446-2017 регламентируется изготовление (помимо обсадных и насосно-компрессорных труб) коротких труб с резьбой, переводников, муфт, труб без резьбы, трубных заготовок для муфт и заготовок для соединительных деталей. Исходным сырьем для выпуска муфт НКТ служат горячекатаные бесшовные трубы-заготовки, что позволяет получать высоконадежное и долговечное муфтовое соединение.
Технологический процесс получения муфт НКТ из трубы достаточно распространен и не требует дополнительного описания. Однако, стоимость материала (заготовки трубы), а также стоимость доставки играет существенную роль в формировании себестоимости муфты при крупносерийном производстве.
На сегодняшний день имеются остатки трубы НКТ, ожидающей списания и передачи в металлолом. Наша компания планирует изготовление заготовок муфт из насосно-компрессорной трубы, бывшей в употреблении или отбракованной по тем или иным показателям.
Было разработано техническое задание и УК ООО «ТМС групп» провела предварительную оценку выбора рациональных технологических схем изготовления заготовок муфт НКТ с применением моделирования в программном комплексе QFORM, используемой для расчета больших пластических деформаций, на примере заготовки для муфты НКТ 73. Основная идея заключается в деформации трубы НКТ наружным диаметром 73 мм с условной толщиной стенки 5,5 мм в трубную заготовку наружным диаметром 89,5 мм с условной толщиной стенки 11 мм за счет изменения длины с последующей механической обработкой. В результате были разработаны математические модели, расчетные схемы, обоснованы допущения для решения тепловой, деформационной и совместной задачи моделирования методом МКЭ сгенерированных технологических схем горячей объемной штамповки поковок муфт. Проведено численное моделирование в программном комплексе QForm получения поковок муфт в открытых и закрытых штампах при варьировании геометрических параметров инструмента, заготовки, температурно-скоростных и контактных (смазки) условий деформирования.
При решении тепловой и деформационной задачи в процессе моделирования были установлены рациональные технологические схемы штамповки муфт; температурно-скоростные режимы штамповки; смазки; уточненная форма и размеры поковок с техническими условиями; 3D-модель поковки; определены энергосиловые параметры процесса штамповки.
В результате моделирования полученная поковка по своим размерам, технологии изготовления, материалу заготовки соответствует ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия». Технологических дефектов, связанных с формообразованием в теле поковки, не обнаружено. Это позволяет сделать вывод, что использование в качестве заготовок труб, бывших в эксплуатации, не повлияет на прочностные характеристики готового изделия.
Полученные результаты достаточны для проведения дальнейших исследований и разработок, предусмотренных в последующих этапах технического задания и связанных с проектированием штампового инструмента с рациональными параметрами, подбором оборудования, а также проведения дополнительного моделирования в QForm для оценки служебных свойств поковок.
Расчет технико-экономического обоснования показал экономическую эффективность необходимых капитальных вложений в специализированное оборудование, в первую очередь, горизонтально-ковочную машину, отрезной станок, индукционную печь, дробеметную машину и создание специализированного участка в условиях серийного производства.


Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей

    Авторизация


    регистрация

    Маликов Р.М.

    Маликов Р.М.

    руководитель службы управления проектами

    УК ООО «ТМС групп»

    Бабин Е.Н.

    заместитель начальника отдела развития новых бизнес-направлений

    УК ООО «ТМС групп»

    Просмотров статьи: 538

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru