Нефтяные трубы: классификация и стандарты

В статье мы постараемся разобраться, что такое нефтяные трубы, какие именно трубы используются на разных стадиях добычи и переработки нефти и по каким стандартам они изготавливаются.

Так многие представляют себе сферу их применения

А так она зачастую выглядит в реальности

К трубам, которые можно назвать нефтяными, относятся две большие категории весьма и весьма разных изделий:

• Нефтепромысловые трубы;
• Трубы для транспортировки нефти.

Первая категория, в свою очередь, включает еще несколько подвидов; для каждого из них действуют свои стандарты.

Это:

• Обсадные трубы;
• Бурильные;
• Насосно-компрессорные.

С промысловых и начнем.

Трубы для добычи нефти

Обсадные

Их функция сводится к тому, чтобы удержать стенки скважины от разрушения, смещений пластов и, соответственно, разрушения оборудование нефтедобычи и прекращения трансферта нефти.

Диаметры таких труб лежат в пределах 114 — 508 миллиметра; толщина стенок трубы — от 5 до 16 мм.

Полный список нормативных документов, по которым может производиться обсадная труба, наводит ужас и уныние:

• ГОСТ 632-80,
• Ту 39.0147016-63,
• Ту 14-162-13-95,
• Ту 14-161-175-98,
• Ту 14-157-24-92,
• Ту 14-3р-76-2004,
• Ту 14-3р-29-2007,
• Ту 1321-205-00147016-01.

Полный список размеров труб приводить в рамках этой статьи мы воздержимся; стоит упомянуть, что  при добычи нефти в качестве обсадных могут использоваться как трубы с нарезанной на обеих сторонах отрезков внутренней и внешней трубной резьбой, так и с резьбами под муфту, и с безмуфтовыми раструбными соединениями.

При транспортировке резьбы защищают от случайных повреждений

Важно: в силу специфики использования для всех обсадных труб важен минимальный внешний диаметр муфт и раструбов. Точнее, он должен минимально отличаться от внешнего диаметра трубы.

Бурильные

Эта нефтяная труба предназначена собственно для бурения: она передает вращающий момент с бурового оборудования на резцы, которые вгрызаются в почву, осадочные породы, а то и скалу.

Список нормативных документов тут не менее пугающий:

• ГОСТ Р 50278-92,
• Ту 39.0147016-63,
• Ту 14-162-13-95,
• Ту 14-161-175-98,
• Ту 14-157-24-92,
• Ту 14-3р-76-2004,
• Ту 14-3р-29-2007,
• Ту 1321-205-00147016-01.

Техусловия техусловиями, но нам, разумеется, наиболее интересен ГОСТ с содержащимися в нем сортаментом и требованиями.

Они сводятся к следующему:

• Бурильные трубы нефтяные производятся от 60,3 до 139,7 миллиметров внешним диаметром при толщине стенок 7,1-10,5 мм;
• Это исключительно бесшовные трубы (логично: огромные нагрузки требуют максимальной прочности);
• Трубы при изготовлении снабжаются наваренными замками; в зоне сварного шва не должно быть дефектов, выводящих трубу за пределы максимальных допусков по диаметру;
• Область сварного шва должна пройти термообработку (попросту говоря, она закаливается);
• Сварное соединение подвергается испытанию не только на качество шва, но и на изгиб.

Бурильные трубы выпускаются с уже приваренными замками

Суровость требований понятна: отломанный замок означает в лучшем случае длительный простой оборудования на время извлечения оставшегося в скважине бура. В худшем — необходимость бурения новой скважины…

Насосно — компрессорные

Чтобы понять, чем обусловлены требования к насосно-компрессорным трубам — нужно четко представлять, для чего именно применяется эта труба нефтяная.

Собственно, она погружается внутрь скважины, и именно через нее наружу подается нефть.

Логично предположить, что она должна быть :

• Прочной. Глубина скважины может исчисляться сотнями метров. При такой протяженности даже вес трубы без всяких дополнительных нагрузок огромен, а ведь по ней еще и качается нефть;
• Герметично соединенной с другими участками трубопровода. Думается, причины объяснять не нужно.

Иначе возможны небольшие конфузы. Вроде того, что пару лет назад стал причиной остановки Гольфстрима и климатических изменений в Европе

Список нормативных документов по прежнему погружает в депрессию:

• ГОСТ 633-80,
• Ту 14-161-150-94,
• Ту 14-161-173-97,
• Ту 14-161-158-95,
• Ту 14-161-195-2001,
• Ту 14-161-198-2002,
• ГОСТ Р 52203-204.

Диапазон размеров — 26,7 — 114,3 миллиметра при стенках толщиной от 5 до 7 миллиметров.

Трубы соединяются муфтами или прямым безмуфтовым соединением: на одной трубе внутренняя резьба, на другой наружная. Соединения и здесь должны минимально отличаться диаметром от самой трубы.

Один из типов соединений насосно-компрессорных труб

Важно: для обеспечения герметичности соединений трубы обязательно смазываются перед стыковкой.

Возможно дополнение смазки другими уплотнителями, однако именно смазка обязательна: она заодно предохраняет резьбу от задиров и коррозии.

Трубы обязательно подвергаются гидравлическим испытаниям. Опять-таки разрыв трубы создаст промысловикам серьезнейшие проблемы, так что затраты на испытания себя окупают.

Давления, которыми испытываются трубы, представлены в таблице:

Величины испытательных гидравлических давлений труб

Трубы для транспортировки нефти

Для чего служат нефтепроводные трубы  — понятно из их названия.

Что можно сказать об условиях их эксплуатации?

• Давление внутри нефтепровода не превышает 10-12 МПа. Почему так? Ведь чем больше давление в начале трубы — тем больше через нее можно прокачать?
  Потому что нефть вязкая. Потери на трение о стенки все равно замедлят ее движение.

Важно: чтобы решить эту проблему, на нефтепроводах ставят подпорные насосы. Они, если можно так выразится, подталкивают поток нефти, придавая ему дополнительный импульс.

• Внутренняя среда не провоцирует коррозию металла;
• Один трубопровод большого диаметра построить гораздо дешевле, чем 10 — маленького, а раз так — мы будем иметь дело с трубами большого размера.

Итак: трубы без особых требований к прочности — это электросварные. Бесшовные трубы для нефтепровода тоже применяются, но ощутимых преимуществ при более высокой цене они не дают.

Кроме того, трубы нефтепроводные не нуждаются во внутреннем антикоррозионном покрытии. Снаружи нефтепроводы защищаются от ржавчины зачастую простой в производстве и дешевой битумной мастикой.

Обыкновенные сварные трубы среднего и большого диаметров

Диаметры — средний и большой, от 114 до 1420 миллиметров. Толщина стенок для электросварных труб до 4 миллиметров; для бесшовных — до 32 миллиметров.

Один из стандартов (но не единственный), по которому делают трубы для нефтепроводов — ГОСТ 20295-85. Он регламентирует только производство сварных  труб.

Стоит учитывать, что по отдельным ТУ производятся и трубы для районов Крайнего Севера, которые рассчитаны на крайне низкие температуры, и трубы для подводных нефтепроводов, и куча других весьма специфических нефтяных труб.

Совет:  справочник трубы нефтяного сортамента Александра Ервандовича Сарояна содержит исчерпывающую информацию по всем видам труб, применяющихся в нефтяной промышленности, их типоразмерам и стандартам.

Запомните обложку. Трубы нефтяного сортамента — справочник, который будет полезен любому нефтянику

Заключение

Будем надеяться, что приведенная в этой статье информация достаточно общего характера вам пригодится. Удачи!