Технології гідростатичних випробувань у металургійній промисловості

Abstract

Розробка нових випробувальних пресів обґрунтована вимогами сучасних технологій видобутку нафти з надглибоких свердловин і сланцевого газу до перевірки міцності труб в бік збільшення випробувального тиску. Алгоритм гідростатичних випробувань полягає в тому, що на кінці труби насувають випробувальні голівки, які герметизують внутрішню порожнину труби. Потім трубу наповнюють водяною емульсією і збільшують тиск цієї емульсії до величини, встановленої нормативними документами. Для гідростатичного випробування труб нафтогазового сортаменту високим тиском найбільше переваг має спосіб зовнішньої герметизації труб за допомогою сегментних манжет. Механічне обладнання для випробування має враховувати компенсацію осьових зусиль від дії тиску випробувальної рідини в середині труби, для цього рама преса має бути силовою. Розглянуто найбільш розповсюджену силову схему випробувальних пресів, в яких всі осьові сили, які виникають внаслідок дії тиску рідини всередині труби на випробувальні голівки, компенсуються силами реакції в силових колонах. Передню голівку роблять жорстко зв'язаною з колонами, а задню голівку розміщують на рухомій каретці для компенсації немірності довжини труби. В робочому положенні задня каретка фіксується на колонах спеціальними замковими механізмами. Підвищення якостіпроведення випробування доцільно розглядати за рахунок удосконалення конструкції елементів гідравлічної системи та дослідження процесів при підйомі та утриманні високого тиску. Випробувальний тиск в середині труби створюється переважно за допомогою гідромультиплікатора тиску. Параметри мультиплікатора: коефіцієнт мультиплікації, діаметр поршня та робочий хід вибирають в залежності від потрібного випробувального тиску, довжини та діаметрів труб, що піддаються випробуванню. Дослідження гідросистем високого тиску мультиплікаторного типу наразі представляють особливий інтерес.

The development of the new test presses is based on the requirements of modern technologies for the extraction of oil from ultra-deep wells and shale gas to test the strength of pipes up to higher test pressures. The hydrostatic test algorithm involves pushing test heads onto the ends of the pipe to seal the internal cavity of the pipe. Then the pipe is filled with a water emulsion and the pressure of this emulsion is increased to the value specified in regulatory documents. For high-pressure hydrostatic testing of oil and gas pipes, the most advantageous method is the external sealing of pipes using segmental sleeves. The mechanical testing equipment should take into account the compensation of axial forces from the pressure of the test fluid inside the pipe, for which purpose the press frame should be power-operated. The most common power scheme of test presses is considered, in which all axial forces arising from the action of the fluid pressure inside the pipe on the test heads are compensated by reaction forces in the power columns. The front head is rigidly connected to the columns, and the rear head is placed on a movable carriage to compensate for uneven pipe lengths. In the working position, the rear carriage is fixed to the columns with special locking mechanisms. It is advisable to improve the quality of the test by improving the design of the hydraulic system elements and studying the processes during the rise and retention of high pressure. The test pressure inside the pipe is created mainly by means of a hydraulic pressure multiplier. The parameters of the multiplier: multiplication factor, piston diameter and stroke are selected depending on the required test pressure, length and diameters of the pipes to be tested. Research on high-pressure hydraulic systems of the multiplier type is of particular interest at present.