Ткаченко М.В.

(ПолтНТУ, м. Полтава)

Біметалеве виконання насосно-компресорних труб ЯК СПОСІБ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ корозійноЇ стійкоСТІ

В даний час існує проблема передчасного руйнування насосно-компресорних труб (НКТ) в умовах видобутку нафти та газу в Україні. Причиною цього, є наявність у продукції, що видобувається, агресивних компонентів, таких як сірководень H₂S, вуглекислий газ CO₂, кисень О₂, високомінералізована вода, різних типів бактерій в (основному сульфатвідновлювальних бактерій (СВБ)) й інших агресивних компонентів, що характерно для свердловин на завершальній стадії освоєння.

Залежно від поєднання таких факторів, як вміст сірководню H₂S, вуглекислого газу СО₂ у видобутій продукції, ступіня обводнення нафти, активності СВБ, напружень, що виникають у НКТ від власної ваги і навантаження, температури, швидкісті потоку, обсягу механічних домішок може протікати загальна корозія (рівномірний потоншення стінки), виразкова корозія (локальне утворення виразок, аж до утворення наскрізних отворів), водневе розтріскування (ВР) та сульфідне корозійне розтріскування під напруженнямт (СРН) [1].

Як показує практика найбільш небезпечними видами корозійного руйнування труб є ВР і СКР під напруженням. Причина обох видів корозійного ураження є проникнення атомарного водню (Н) всередину сталі. Різниця цих процесів полягає в тому, що BP виникає незалежно від наявності або відсутності напружень, в той час як для виникнення процесу за механізмом СРН необхідна наявність напружень і зовнішніх навантажень.

Специфічний характер впливу агресивних компонентів і силових навантажень вимагає відповідних особливих заходів щодо захисту металу. Ці заходи пов’язаны з розробкою й освоєнням виробництва високохромних сталей із вмістом хрому більше 13%, що задовільно протистоять корозійному розтріскуванню, освоєнням виробництва низьколегованих сталей із низьким вмістом неметалевих включень, а також термообробкою труб, що забезпечує структуру металу з підвищеною корозійною стійкістю [1]. Однак слід мати на увазі, що підвищення міцності металу труб знижує їх стійкість проти сульфідного розтріскування. Звідси випливає висновок, що НКТ, виготовлені за традиційною технологію в монометалевому варіанті не можуть забезпечити одночасно і високі міцності, та високу корозійну стійкість.

Світова практика показує високу ефективність застосування біметалевих і композиційних труб замість труб, виконаних у монометалевому варіанті. За рахунок використання двох різнорідних матеріалів вдається задовольнити всім висунутим вимогам, тоді як при застосуванні монометалевих труб це вкрай важко. Стосовно до нафтовидобувної галузі використання біметалевих труб дозволяє використовувати вуглецеву сталь, що має невисокий опір корозійного руйнування, як основу, а дорогу корозійностійку сталь в якості внутрішнього плакуючого шару. В результаті термін експлуатації істотно зростає при незначному збільшенні вартості труб.

Досвід виготовлення та використання біметалевих труб мають такі підприємства, як Ltd Kawasaki Heavy Industries (Японія) при тісному співробітництві з NAM (Нідерланди), Shell Oil (США) та Ltd Kuroki Tube & Pipe Co [2] і в Росії.

Розробку технології та впровадження власного виробництва біметалевих труб в Україні вважаю актуальним і першочерговим завданням у боротьбі з передчасним руйнуванням НКТпри видобутку нафти та газу.

Література:

1. Шидгер М. А. Коррозия и защита металлов / М. А. Шиндер, Ф. Ф. Ашогин, Е. А. Ефимов. – М.: Металлургия, 1981. – с. 358.
2. Corrosion-Resistant Lined Pump and Compressor Pipe / N. A. Bogatov, A. A. Bogatov and D. R. Salikhyanov // Steel in Translation. – 11, 2014. – Vol. 44. – pp. 867 – 869.