«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

Повреждения насосно-компрессорных труб в сероводородсодержащей нефтегазовой среде

УДК: [622.32+622.24]:658.152
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Оренбург, Россия
² Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
³ Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия
⁴ Самарский государственный технический университет, Самара, Россия

Ключевые слова: разрушение, повреждение, сероводородсодержащие нефтегазовые среды, сероводородное растрескивание, насосно-компрессорная труба (НКТ)

Аннотация:

Исследование повреждений насосно-компрессорных труб (НКТ) в процессе эксплуатации является актуальной тематикой. Проблемы технологической безопасности металлических деталей и конструкций, обусловленные сероводородной коррозией, а также качеством проектирования, строительства и эксплуатации, требуют внимания. Важность данного вопроса связана с необходимостью оценки влияния этих факторов на надежность и безопасность эксплуатации НКТ [1–7]. В статье рассмотрены повреждения НКТ, а также исследованы фрагменты поврежденных труб НКТ Ø73×5,51 мм и НКТ Ø73×5,5 мм. По результатам спектрального анализа химического состава металла, металлографических исследований металла и определения твердости определены основные причины повреждения НКТ сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений. Причиной повреждения НКТ Ø73×5,51 мм стало сероводородное растрескивание металла в условиях агрессивной сероводородсодержащей нефтегазовой среды. В зоне концентраторов напряжений, в месте расположения рисок от ключа, на поверхности НКТ возникли микротрещины, которые со временем превратились в макротрещину, вызвавшую сквозное повреждение трубы. Причиной повреждения НКТ Ø73×5,5 мм стал отпечаток маркировки на трубе. В области этого отпечатка, при работе НКТ в условиях воздействия наводороживающей сероводородсодержащей нефтегазовой среды как от концентратора напряжений, образовались микротрещины, объединившиеся затем в макротрещину, приведшую к разрушению трубы.

Список литературы:

1. Разрушение элементов конструкций, контактирующих с коррозионными средами / В.М. Кушнаренко, С.В. Пастухов, Ю.А. Чирков, Е.В. Кушнаренко // Прочность и разрушение материалов конструкций: материалы 4-й Междунар. науч. конф., М., 15–17 февр. 2005 г. – М.: РАЕ, 2005. – С. 82–84.
2. Мамбетов Р.Ф., Кушнаренко В.М., Ганин Е.В. Разрушения деталей и конструкций нефтегазового оборудования скважин в сероводородсодержащих средах // Безопасность труда в пром-сти. – 2018. – № 1. – С. 61–65. – DOI: 10.24000/0409-2961-2018-1-61-65
3. Анализ причин отказов оборудования / В.П. Моисеев, Р.Ф. Мамбетов, В.М. Кушнаренко [и др.] // Нефтегазовое дело. – 2017. – Т. 15, № 1. – С. 181–185.
4. Повреждения трубопроводов ОНГКМ и определение интенсивности их отказов / Ю.А. Чирков, Е.В. Кушнаренко, А.А. Бауэр, Д.Н. Щепинов // Территория Нефтегаз. – 2008. – № 12. – С. 46–49.
5. Мамбетов Р.Ф. Сероводородное растрескивание штока вентиля манометра // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2019. – № 1(109). – С. 34–42. – DOI: 10.33285/1999-6934-2019-1(109)-34-42
6. Weight loss corrosion with H2S: using past operations for designing future facilities / M.R. Bonis, R.R. MacDonald, M.R. Girgis, K.R. Goerz. – Houston, Texas: NACE Int., 2006.
7. Smith S.N., Joosten M.W. Corrosion of Carbon Steel by H2S in CO2 Containing Oilfield Environments // NACE – Int. Corrosion Conf. Series. – Houston, Texas: NACE, 2006. – March.
8. РД 50-672-88. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Классификация видов изломов металлов. – Введ. 1989–07–01. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 21 с. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200059223
9. Феллоуз Дж. Фрактография и атлас фрактограмм: справ. изд. – М.: Металлургия, 1982. – 489 с.
10. Corrosion Products of Mild Steel in Hydrogen Sulfide Environments / F.H. Meyer, O.L. Riggs, R.L. McGlasson, J. Sudbury // Corrosion. – 1958. – Vol. 14, No. 2. – P. 109–115. – DOI: 10.5006/0010-9312-14.4.62
11. ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. – Введ. 1960–01–01. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 7 с. – URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/18434
12. Dugstad A. Fundamental Aspects of CO2 Metal Loss Corrosion – Part 1: Mechanism // NACE – Int. Corrosion Conf. Series. – Houston, Texas: NACE, 2015.
13. NACE MR0175/ISO 15156. Petroleum and natural gas industries – Materials for Use in H2S–containing Environments in Oil and Gas Production. – NACE/ISO, 2015. – 164 p.
14. Rogers W.F., Rowe A. Corrosion effects of hydrogen sulphide and carbon dioxide in oil production // 4th World Petroleum Congress, Rome, Italy, June 6–15, 1955. – Rome, 1955. – P. 479–499.
15. Потак Я.М. Хрупкие разрушения стали и стальных деталей. – М.: Оборонгиз, 1955. – 389 с.