«Нефтепро-
мысловое дело»

Повышение надежности резьбовых соединений насосно-компрессорных труб на основе комплексных стендовых и трибологических исследований резьбовых смазок

УДК: 622.276.5.054.3
DOI: -

Авторы:

¹ Белорусский научно-исследовательский и проектный институт нефти, РУП "Производственное объединение "Белоруснефть", Гомель, Республика Беларусь

Ключевые слова: момент развинчивания, критическая нагрузка, ресурсные испытания, четырехшариковая машина трения, тепловизионный контроль, резьбовые соединения, резьбовая смазка, трибологические испытания, насосно-компрессорные трубы (НКТ), износ

Аннотация:

Представлены результаты комплексных стендовых и лабораторных испытаний 12 образцов резьбовых (резьбоуплотнительных) смазок российского производства, предназначенных для соединений насосно-компрессорных труб (НКТ) В-73×5,5 группы прочности N80 (Q). Цель работы – обоснование выбора смазочного материала, обеспечивающего снижение момента развинчивания, увеличение допустимого числа циклов свинчивания/развинчивания и повышение эксплуатационной надежности резьбовых соединений. Ресурсные испытания выполнены на муфтонаверточном станке МНС-2000 при контролируемом моменте свинчивания 3120 Н·м с регистрацией момента развинчивания, температуры муфты (тепловизор FLIR i7) и визуальным контролем дефектов. Лабораторные испытания проведены на четырехшариковой машине трения ЧШМ-К1М по ГОСТ 9490-75 (критическая нагрузка Р_к, нагрузка сваривания Р_с, индекс задира, диаметр износа D’_и) и по методике определения коллоидной стабильности. Установлено, что локализация первичных дефектов вне зависимости от типа смазки возникает в зоне 9–12 витков муфты, а рост момента развинчивания коррелирует с повышением температуры муфты до 58,2 °C. Наилучшие комплексные характеристики показал состав Вальма-APINorm 1,7 г/см³: средний момент развинчивания – 4271 Н·м, ресурс – 4 цикла до появления дефектов на резьбовых поверхностях, критическая нагрузка – 1304,3 Н (в 2,1 раза выше, чем у базовой смазки РУСМА-1), диаметр износа – 0,96 мм, коллоидная стабильность – 5,08 %. Для условий предельного числа спускоподъемных операций рекомендован РУСМА Zn-50 (7 циклов до дефекта, коллоидная стабильность – 3,36 %). Полученные результаты позволяют обоснованно заменить штатную смазку на более эффективные составы с прогнозируемым повышением ресурса резьбовых соединений НКТ и провести апробацию полученных результатов в рамках опытно-промысловых испытаний.

Список литературы:

1. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. – М.: Машиностроение, 1990. – 368 с.

2. Емельянов А.В., Токарев А.В. Новое решение проблемы герметичности резьбовых соединений обсадных колонн с использованием "Технологии чистого свинчивания" (Clear Make Up Technology или CMT) // Бурение и нефть. – 2012. – № 2. – С. 46–49.

3. Погрешности обработки резьбовых соединений труб нефтяного сортамента / М.З. Хвостикоев, В.А. Тимирязев, Д.Н. Левитский, И.Н. Карелин // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2018. – № 3. – С. 32–35. – DOI: 10.30713/1999-6934-2018-3-32-35

4. Козаев С.О., Киреев С.О., Корчагина М.В. Проблемы, возникающие при эксплуатации резьбовых соединений НКТ // Точная наука. – 2017. – № 10. – С. 109–112.

5. Повышение износостойкости резьбового соединения стальных насосно-компрессорных труб при нанесении минерального покрытия / С.В. Кислов, В.Г. Кислов, П.В. Балаш [и др.] // Нефтегазовое дело. – 2015. – № 4. – С. 216–230.

6. Фукс И.Г. Добавки к пластичным смазкам. – М.: Химия, 1982. – 248 с.

7. Богданович П.Н., Прушак В.Я., Богданович С.П. Трение, смазка и износ в машинах: учебник. – Минск: Тэхналогiя, 2011. – 527 с.

8. СТП 09100.17015.044-2025. Эксплуатация насосно-компрессорных труб: утв. и введ. в действие приказом РУП "ПО "Белоруснефть" от 23.07.2025 № 803. – Гомель, 2025. – 99 с.

9. Крагельский И.В. Трение и износ. – М.: Машиностроение, 1968. – 480 с.

10. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. – М.: Наука, 2001 – 478 с.

11. Галеев А.С., Миндиярова Н.И., Сулейманов Р.Н. Применение ультразвукового поля для повышения ресурса резьбового соединения НКТ // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море. – 2009. – № 1. – С. 31–35.

12. Вадигуллин А.Д., Галеев А.С. Применение теплового воздействия для снижения страгивающих моментов при развинчивании насосно-компрессорных труб // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2011. – № 2. – С. 39–41.

13. Резьбовые смазки для бурильных труб на основе отходов нефтепроизводства / А.З. Бахтигареев, В.Р. Рахматуллин, Г.В. Рахматуллина, О.А. Заляев // Нефтегазовое дело. – 2024. – № 4(22). – С. 239–246. – DOI: 10.17122/ngdelo-2024-4-239-246