Weatherford. Технический справочник. Section 17 - насосные штанги

Citation preview

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

РАЗМЕРЫ НАСОСНОЙ ШТАНГИ

НД ШТАНГИ

Диаметр штанги не превосходит размер «F»

Размер штанги

«A» Длина ниппельной части

«F» Наружный диаметр заплечика

«N» Выточка под ключ

«P» Наружный диаметр ниппеля

«C» Наружный диаметр полноразмерного соединения 1″

«L» Минимальная длина

2-3/4″

«W» Резьба Ширина выточки соединителя под ключ Резьба 3/4″ 3/4″ 10

1″

1″

5/8″

3/4″

5/8″

1-1/8″

1-1/4″

7/8″

15/16″

1-1/2″

4″

1-3/8″

Резьба 15/16″ 10

3/4″

1-3/8″

1-1/2″

1″

1-1/16″

1-5/8″

4″

1-1/2″

Резьба 1-1/16″ 10

7/8″

1-3/8″

1-5/8″

1″

1-3/16″

1-13/16″

4″

1-5/8″

Резьба 1-3/16″ 10

1″

1-3/4″

2″

1-5/16″

1-3/8″

2-3/16″ или *2″

4″

1-7/8″

Резьба 1-3/8″ 10

1-1/8″

2″

2-1/4″

1-1/2″

1-9/16″

2-3/8″

4-1/2″

2-1/8″

Резьба 1-9/16″ 10

* Используется при спуске штанг диаметром 1″ в НКТ 2-7/8″ Стандартный размер 2-3/16″. 17-1

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

1/2″

17-2

РАЗМЕРЫ НАСОСНОЙ ШТАНГИ

Размер штанги 5/8″

Номинальный НД ниппельной части 15/16″

НД заплечика Наружный и муфтовой диаметр части соединения 1-3/8″ 1-1/2″

Длина ниппельной части 1-1/8″

Минимальная длина квадратной шейки под ключ 1-1/4″

Ширина квадратной шейки штанги под ключ 7/8″

Ширина выточки соединения под ключ 1-3/8″

Минимальная длина соединения 4″

3/4″

1-1/16″

1-1/2″

1-5/8″

1-3/8″

1-1/4″

1″

1-1/2″

4″

7/8″

1-3/16″

1-5/8″

1-13/16

1-3/8″

1-1/4″

1″

1-5/8″

4″

1″

1-3/8″

2″

2-3/16″ или 2″

1-3/4″

1-1/2″

1-5/16″

1-7/8″

4″

1-1/8″

1-9/16″

2-1/4″

2-3/8″

2″

1-5/8″

1-1/2″

2-1/8″

4-1/2″

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

Штанги 25 футов

Штанги 30 футов

5/8″

114 фунтов

5/8″

111 фунтов

3/4″

160 фунтов

3/4″

158 фунтов

7/8″

215 фунтов

7/8″

212 фунтов

1″

290 фунтов

1″

285 фунтов

1-1/8″

367 фунтов

1-1/8″

361 фунтов

МИНИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НАСОСНЫХ ШТАНГ Предел текучести фунтов/ дюйм2

Прочность на растяжение фунтов/ дюйм2

Удлинение в 8″ %

Сокращение площади сечения %

Число твердости по Бринелю

Ударная прочность фут-фунт

70 000

85 000

18,0

65

166

90

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

ВЕСОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСНЫХ ШТАНГ НА 100 ФУТОВ ДЛИНЫ – С СОЕДИНЕНИЯМИ

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

Момент затяжки, футо-фунт Размер штанги (дюймы)

Для нагрузки на штангу 35 000 фунтов/дюйм2

Рабочий объем насосной штанги

Для нагрузки на штангу более 35 000 фунтов/дюйм2

Размер

НД соединения

Рабочий объем/1 000 футов Куб. футов

Баррелей

5/8″

1-1/2″

2,24

0,339

1/2

110

121

3/4″

1-5/8″

3,19

0,566

5/8

220

242

7/8″

1-15/16″

4,34

0,773

3/4

350

385

1″

2-3/16″

5,67

1,01

7/8

520

572

1 1-1/8

800

880

1 100

1 210 Данные насосной штанги Заплечик

Длина ниппеля

Диаметр ниппеля

Резьба/дюйм

Муфта

1″

2,92 фунтов

1-15/16″

1-13/16″

1-3/8″

10V

2″ × 4″

7/8″

2,25 фунтов

1-11/16″

1-3/8″

1-3/16″

10V

1-13/16″ × 4″

3/4″

1,62 фунтов

1-1/2″

1-3/8″

1-3/8″

10V

1-5/8″ × 4″

17-3

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

Размер

Вес/фут с муфтами

17-4

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИВОДНЫХ ШТАНГОВЫХ КЛЮЧЕЙ BJ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИВОДНЫХ ШТАНГОВЫХ КЛЮЧЕЙ BJ MARK V

ПРИВОДНОЙ ШТАНГОВЫЙ КЛЮЧ

MARK IV MARK II

MARK I

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

MARK IV MARK II и V MARK I

– ДВИГАТЕЛЬ DENISON TMC – 35 – ДВИГАТЕЛЬ DENISON TMC – 3 – ДВИГАТЕЛЬ DENISON TMC – 2

ДАВЛЕНИЕ МАСЛА (ФУНТ/ДЮЙМ2) — X100

Одинаковые номера деталей означают их взаимозаменяемость между оборудованием разных размеров или с другими типами оборудования, оснащенного аналогичными деталями.

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (ФУТО-ФУНТ)

ЗАДАННЫЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДАВЛЕНИЯ МАСЛА

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ ТЯГОВЫХ УСИЛИЙ НА НАСОСНУЮ ШТАНГУ

Изготовитель

Обозначение

Предел текучести, фунтов/дюйм2

Тяговое усилие при ближайшем значении предела текучести 100 фунтов

Размер

СОРТАМЕНТ С по стандарту API Bethlehem Jones National Norris Stelco

X-2 2 40 30 C

65 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

19 900 28 700 39 100 51 100 64 600

Continental-Emsco Oilwell USI Axelson

1

60 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

18 400 26 500 36 100 47 100 59 600

Liberty

RA

80 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

24 500 35 300 48 100 62 800 79 500

Oilwell

B-22

95 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

29 100 42 000 57 100 74 600 94 400

USI-Axelson

S-60

100 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

30 700 44 200 60 100 78 500 99 400

Bethlehem

X-mayari

60 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

18 400 26 500 36 100 47 100 59 600

Oilwell USI-Axelson

L 80

65 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

19 900 28 700 39 100 51 500 64 600

N+ C-60

Сорт для особых условий работы

(Продолжение на стр. 17-6)

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

17–5

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ ТЯГОВЫХ УСИЛИЙ НА НАСОСНУЮ ШТАНГУ (Продолжение, начало на стр. 17-5) Сортамент К по стандарту API Bethlehem USI-Axelson

46 S-59

100 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

30 700 44 200 60 100 78 500 99 400

Continental-Emsco

5

70 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

21 500 30 900 42 100 55 000 69 600

Jones Norris

7 40

68 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

20 900 30 000 40 900 53 400 67 600

Liberty

RM

82 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

25 200 36 200 49 300 64 400 81 500

National Stelco

81 K

65 000

5/8 3/4 7/8 1 1-1/8

19 900 28 700 39 100 51 100 64 600

Oilwell

T

73 000

17–6

22 400 32 300 43 900 57 300 72 600

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ ПРОЧНОСТИ НАСОСНЫХ ШТАНГ Размер штанги (дюймы) Площадь сечения штанги (кв. дюймы)

1/2

5/8

3/4

7/8

1

0,196

0,306

0,442

0,601

0,785

J&L тип 7 с предельной прочностью на разрыв 86 000 фунтов/дюйм2 и пределом текучести 2 70 000 фунтов/дюйм

Предел текучести

13 700

21 400

30 900

42 100

55 000

Предельная прочность на разрыв

16 800

26 300

38 000

51 700

67 500

140

171

381

570

J&L тип 2 с предельной прочностью на разрыв 100 000 фунтов/дюйм2 и пределом текучести 2 65 000 фунтов/дюйм

Предел текучести

19 900

28 700

39 100

51 000

Предельная прочность на разрыв

30 600

44 200

60 100

78 500

130

159

353

530

J&L тип 1 с предельной прочностью на разрыв 100 000 фунтов/дюйм2 и пределом текучести 68 500 фунтов/дюйм2

Предел текучести

20 900

30 300

41 200

53 800

Предельная прочность на разрыв

30 600

44 200

60 100

78 500

136

168

372

660

J&L тип 12 с предельной прочностью на разрыв 120 000 фунтов/дюйм2 и пределом текучести 96 000 фунтов/дюйм2

Предел текучести

29 400

42 300

57 700

75 300

Предельная прочность на разрыв

37 700

53 000

72 000

94 200

192

235

476

783

Крутящий момент*

Крутящий момент*

Крутящий момент*

Крутящий момент*

70

65

68-1/2

96

*Значения крутящего момента (фут-фунт) рассчитаны на основании величины НД штанги при данном пределе текучести.

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

17–7

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

НАСОСНЫЕ ШТАНГИ FIBERFLEX ИЗ СТЕКЛОВОЛОКНА ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Размер штанги

3/4″

7/8″

1″

1,2″

1,25″

1,5″

0,740″

0,865″

0,990″

1,175″

1,240″

1,465″

25'

0,5316

0,6617

0,8845

1,3001

1,3963

2.0980

30'

0,5073

0,6362

0,8516

1,2424

1,3421

2.0010

37,5'

0,4831

0,6108

0,8188

1,1846

1,2879

1.9050

5/8″

3/4″

7/8″

1,0″

1,0″

1-1/8″

1,245″

1,490″

1,615″

1,990″

1,990″

2,360″

Диаметр корпуса штанги (+0,005) (-0,005) Длина штанги/ вес на фут длины.

Размер ниппеля по API Диаметр концевого фитинга (1+0,005) (-0,000)

РАЗМЕР ИНСТРУМЕНТА ПО СТАНДАРТУ API Ключ гаечный

7/8″

1,0″

1,0″

1-1/8″

1-1/8″

Специальный

Элеваторы

7/8″

1,0″

1,0″

Специальный

Специальный

Специальный

Инструмент для перемещения

7/8″'

1,0″

1,0″

1-1/8″

1-1/8″

Специальный

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Предел прочности при растяжении и предел текучести (фунт/дюйм2)

115 000

115 000

115 000

115 000

115 000

115 000

Макс. рабочая нагрузка (фунты)

15 000

20 500

27 000

38 000

42 000

59 000

Макс. рабочее напряжение (фунт/дюйм2)

35 000

35 000

35 000

35 000

35 000

35 000

Максимальная кратковременная нагрузка (фунты)

23 000

31 500

41 000

57 000

65 000

91 000

Максимальное кратковременное напряжение (фунт/дюйм2)

53 000

53 000

53 000

53 000

53 000

53 000

Макс. проектная температура (°F)

240°

240°

240°

240°

240°

240°

17–8

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

ДИАГРАММА ДИАПАЗОНА НАПРЯЖЕНИЙ ИЗДЕЛИЙ ПРОИЗВОДСТВА КОМПАНИИ FIBERFLEX, INC. МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

МАКС. ДОПУСТИМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЛИНИЯ 45 ГРАДУСОВ

Номинальные значения диаметра корпусов штанг из ряда 3/4″, 7/8″, 1″, *1,2″, 1,25″, *1,50″ Сортамент концевого фитинга: А Модуль упругости: 7 200,000 фунтов/дюйм2 (Включает концевой фитинг) Количество циклов до ожидаемого первого отказа

Модификатор допустимого диапазона

Рабочая температура штанг (°F)

Модификатор допустимого диапазона

5,0 миллионов

104%

RT

105%

7,5 миллионов

100%

160°

100%

10,0 миллионов

92%

180°

98%

15,0 миллионов

85%

200°

95%

30,0 миллионов

80%

220° 240°

88% 80%

ПРИМЕЧАНИЕ. Данная диаграмма применима для стандартных штанг производства компании Fiberflex, Inc. Данная диаграмма приведена для случая эксплуатации колонны насосных штанг при температуре 160°F и для значения 7,5 миллионов циклов до первого отказа. * Диаметры, не соответствующие стандарту API, но применимые для использования диаграммы диапазона напряжений.

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

17–9

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

НЕПРЕРЫВНЫЕ НАСОСНЫЕ ШТАНГИ

Weatherford Corod® Физические характеристики изделий серии Corod® № штанги Corod

Номинальный размер

Площадь сечения

Масса

Наружный диаметр

фунты кг/м дюйм2 мм2 дюймы на фут

Внутренний диаметр

мм

дюймы

мм

дюймы

мм

8

28,6

18/16″

3,38

5,02

0,994

641

1,570

39,9

0,745

18,9

7

27,0

17/16″

3,01

4,49

0,886

571

1,430

36,3

0,745

18,9

6

25,4

16/16″

2,67

3,98

0,785

507

1,260

32,0

0,740

18,8

5

23,8

15/16″

2,35

3,50

0,690

445

1,115

28,3

0,730

18,5

4

22,2

14/16″

2,04

3,05

0,601

388

1,005

25,5

0,700

17,8

3

20,6

13/16″

1,76

2,63

0,518

335

0,940

23,9

0,650

16,5

2

19,0

12/16″

1,50

2,24

0,442

285

0,870

22,1

0,600

15,2

29,4 18,5/16″

3,57

5,32

1,050

677

1,156

29,4

Н/П

Н/П

6R

25,4

16/16″

2,67

3,98

0,785

507

1,000

25,4

Н/П

Н/П

4R

22,2

14/16″

2,04

3,05

0,601

388

0,875

22,2

Н/П

Н/П

3R

20,6

13/16″

1,76

2,63

0,518

334

0,812

20,6

Н/П

Н/П

+/-0.020 +/-0.5 +/-0.020 +/-0.5

8.5R

Физические характеристики изделий серии Corod® Сортамент На основе классификации и материалов стандарта API

Кодировка Материал

Прочность на разрыв

Предел текучести

Твердость

Прочность

Прочность

По Роквеллу/ по Бринеллю

Фунты на кв. дюйм

МПа

Фунты на кв. дюйм

МПа

Макс. (+2/+15)

Сортамент С – Углеродистая сталь

C, CR

1536M

90 000

620

60 000

410

22/237

Сортамент D – Углеродистая сталь

D, DR

1536M

115 000

790

85 000

585

26/258

Сортамент D – Хромомолибденовая сталь

DL, DLR

4130M

115 000

790

90 000

620

26/258

Сортамент D – Специальный сплав

DU, DUR DE, DER

Ultra 115 4120M

115 000

790

90 000

620

26/258

Различные хромомолибденовые сплавы для особых условий эксплуатации

SM, SMR

4130M

130 000

895

110 000

760

30/286

Специальная сталь для особых условий эксплуатации

SU, SUR SE, SER

Ultra 150 4120M

140 000

965

115 000

790

34/319

17–10

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

Изделия Weatherford Corod

®

Максимальное рекомендованное значение показаний индикатора веса при воздействии тягового усилия на непрерывную колонну насосных штанг Далее приведен расчет максимального значения показаний индикатора веса, расположенного на буровой установке, при воздействии тягового усилия на непрерывную колонну насосных штанг. Расчеты основываются на значении, составляющем 90% от минимального предела текучести, преобразованного в фунты, для колонны насосных штанг, состояние которой оценивается «как новая». Максимальная нагрузка должна достигаться путем приложения непосредственного постоянного натяжения без резких скачков. Для комбинированной колонны, состоящей из труб разного наружного диаметра, следует рассчитать общий вес (в фунтах) всех секций насосной колонны, расположенных над насосом. К полученному общему весу колонны необходимо добавить значение, взятое из приводимой ниже таблицы, для выбранного типа штанги и размера наименьшей трубы в колонне. Это значение будет представлять собой максимальную общую тяговую нагрузку, которая должна быть приложена к колонне насосных штанг. Значения в таблице являются максимальным тяговым усилием.

Рекомендованные максимальные значения тяговых усилий * (прибавить данное значение усилия к весу колонны для определения максимально допустимой тяговой нагрузки) Сортамент штанги

Тип штанги

Предел текучести Фунты/ МПа дюйм2 60 000 410

С – Углеродистая сталь

C, CR

D – Углеродистая сталь

D, DR

85 000

590

D – хромомолибденовый сплав и специальный сплав

DL, DLR, DE, DER, DO, DOR, DU, DUR

90 000

620

Дополнительные работы в особых условиях – хромомолибденовый сплав

SM, SMR

110 000

760

Дополнительные работы в особых условиях – специальный сплав

SE, SER, SO, SOR, SU, SUR

115 000

790

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

Размер по классификации Corod #8 #7 #6,6R #5 #4,4R #3,3R #2 #8.5R #8 #7 #6,6R #5 #4,4R #3,3R #2 #8.5R #8 #7 #6,6R #5 #4,4R #3,3R #2 #8 #7 #6,6R #5 #4,4R #3,3R #2 #8 #7 #6,6R #5 #4,4R #3,3R #2

Макс. нагрузка даН (деканьютон) 53 675 23 875 47 840 21 280 42 390 18 856 37 260 16 574 32 450 14 434 27970 12 442 23 810 10 591 80 291 35 716 76 040 33 824 67 780 30 150 60 050 26 712 52 785 23 520 45 975 20 450 39 625 17 626 33 735 15 006 85 014 37 816 80 510 35 813 71 765 31 923 63 585 28 284 55 890 24 861 48 680 21 654 41 955 18 663 35 720 15 889 98 405 43 773 87 710 39 015 77 715 34 569 68 310 30 386 59 500 26 467 51 280 22 810 43 660 19 421 102 880 45 763 91 700 40 790 81 245 36 140 71 415 31 767 62 200 27 668 53 610 23 847 45 640 20 302 Фунты

17–11

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛОВИЛЬНЫХ РАБОТ ДЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ После убирания штанги необходимо вручную переместить нижнюю часть к сварочному агрегату на автомобиле с целью создания соединения для проведения ловильных работ. Конец штанги должен быть такой длины, чтобы оставаться в захватном приспособлении, когда оно расположено на высоте, составляющей как минимум 9 футов над поверхностью земли. В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ ШТАНГА ДОЛЖНА БЫТЬ УДАЛЕНА ИЗ НАПРАВЛЯЮЩЕГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ВО ИЗБЕЖАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ТОЧКЕ А минимум 9 футов (2.7 м) от земли Поверхность земли

Для облегчения задачи подготовки ловильного инструмента необходимо взять образец штанги. Образцы должны иметь длину не менее 6 дюймов с каждой стороны разлома. На них должны быть закреплены маркировочные этикетки, после чего образцы передаются в техническую службу для анализа. Приварить вспомогательную штангу для соединения с ловильным инструментом. Следует использовать вспомогательную штангу диаметром 3/4 дюйма (ее сортамент должен совпадать с сортаментом извлекаемой штанги), если извлекаемая часть расположена в пределах 4 000 футов от дна скважины. Если расстояние превышает 4 000 футов от дна скважины, то необходимо использовать вспомогательную штангу диаметром 7/8 дюйма (если позволяет размер НКТ). При выполнении сварки необходимо подготовить ловильный инструмент, чтобы он подходил по размеру взятому образцу. Приблизительные размеры шлипсов Для штанги № 2 необходимо использовать 3/4-7/8″ реверсивные шлипсы. Для штанги № 3 необходимо использовать 3/4-7/8″ реверсивные шлипсы. Для штанги № 4 необходимо использовать 7/8-1″ реверсивные шлипсы. Для штанги № 5 следует использовать 7/8-1″ реверсивные шлипсы или шлипсы полированной штанги размером 1-1/8″. Для штанги № 6 следует использовать шлипсы полированной штанги размером 1-1/8″. Для штанги № 7 следует использовать шлипсы полированной штанги размером 1-1/4″. С коническими шлипсами необходимо всегда использовать конические гильзы. * Не допускается установка шлипсов в гильзу с противоположным направлением по отношению друг к другу. Вокруг шлипсов следует устанавливать плотно прилегающую установочную пружину. Перед вставкой пружины следует убедиться, что на верхней части шлипсов размещена плотно прилегающая шайба. Пружина должна оказывать значительное давление на шлипсы. Если это условие не выполняется, то необходимо растянуть пружину таким образом, чтобы при навинчивании на овершот было бы необходимо приложить значительное усилие для преодоления силы упругости пружины. Торцы ловильного инструмента должны затягиваться на нижнем или открытом конце

17–12

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК гильзы с помощью трубных ключей. Трубные ключи имеют тенденцию, приводящую к расплющиванию гильз или приданию им яйцеобразной формы, поэтому следует соблюдать осторожность. Там, где возможно, следует использовать трубные тиски. ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛОВИЛЬНЫХ РАБОТ ДЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ НЕ СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ МУФТЫ СО СРЕЗНЫМ ШТИФТОМ, ТАК КАК НА НАСОСЕ ТАКАЯ МУФТА УЖЕ УСТАНОВЛЕНА. Ловильные работы для срезных соединений Для срезной муфты диаметром 3/4 дюйма следует использовать приспособление захвата шейки размером 1-5/8 дюйма. Если такой захват не подходит, то при открытой части ловильной шейки следует использовать реверсивные шлипсы для полированной штанги размером 1-1/8 дюйма.

© 2002 Weatherford. Все права защищены.

17–13