ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИХРЕТОКОВЫХ ДЕФЕКТОСКОПОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ И  НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Ефимов А.Г., Шубочкин А.Е.

ЗАО «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ИНТРОСКОПИИ МНПО «СПЕКТР»

Развитие современной нефтедобывающей промышленности наряду с экономическими выгодами часто приводит к негативным последствиям в случае выхода из строя нефтепромыслового оборудования. Предотвратить такие аварии возможно только путем эффективного использования методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики. Выбор метода и оборудования неразрушающего контроля для решения задач дефектоскопии, толщинометрии, структуроскопии и технической диагностики зависит от параметров контролируемого объекта и условий его обследования.

В настоящее время, в связи с все усложняющимися задачами по повышению качества выпускаемой продукции и надежности ее эксплуатации, требуется дальнейшее совершенствование методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики, поскольку ни один из методов не является универсальным. В связи с этим все большее предпочтение сейчас отдается комплексной диагностике, позволяющей получить как можно больше информации о контролируемом объекте. Применение систем неразрушающего контроля и технической диагностики на всех циклах производственного процесса от выпуска продукции до ее эксплуатации позволит избежать не только всевозможных катастроф и аварий, но и привести в итоге к экономическому выигрышу.

Так, с целью предотвращения аварий в нефтедобывающей промышленности и выхода из строя нефтепромыслового оборудования, создаются, например, цеха по ремонту труб нефтяного сортамента в составе различных трубных баз, задачей которых являются не только восстановительные работы, но и определение возможности дальнейшей эксплуатации ремонтируемых объектов. К числу таких объектов относятся, в частности, насосные штанги, насосно-компрессорные трубы (НКТ) и т.д.

Ремонтный цех представляет собой технологическую линию по ремонту НКТ или насосных штанг, работающую в автоматическом режиме. Производительность таких линии составляет, например, 45 – 55 труб в смену (в расчете на 8 часов). К числу оборудования, работающего в составе трубной базы относятся: механизированные установки для очистки и транспортирования труб, стеллажи-накопители, установки для свинчивания и навинчивания муфт, отрезные станки, а также целые комплексы средств неразрушающего контроля и технической диагностики, включающие такие методы контроля, как магнитный, электромагнитный, радиационный, ультразвуковой и др.

К числу разработок ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр» совместно с организациями, занимающимися производством средств по ремонту нефтепромыслового оборудования относятся: установка для определения номинальной величины толщины стенки насосно-компрессорных труб в технологическом потоке, установка определения группы прочности металла НКТ, установка для неразрушающего контроля концевых частей НКТ, а также установка неразрушающего контроля концевых частей насосных штанг.

Установки построены на базе известных методов неразрушающего контроля с использованием современных технических решений, средств и приборов, имеющих соответствующее метрологическое обеспечение. Все оборудование работает в автоматическом режиме и требует вмешательства оператора только при первичной настройке системы, подготовке к работе или в процессе технического обслуживания.

Неразрушающий контроль глубинно-насосных штанг является актуальной задачей дефектоскопии нефтепромыслового оборудования с точки зрения снижения числа подземных ремонтов, связанных с обрывом колонн насосных штанг. Дефектоскопия штанг может использоваться как для выходного контроля на предприятиях-изготовителях, так и для входного контроля на нефтедобывающих предприятиях, а также для планового контроля в цехах по ремонту насосных штанг.

Установка представляет собой комплекс двухканальной вихретоковой аппаратуры, включающей вихретоковый дефектоскоп с проходным или накладными преобразователями по каждому каналу, функционирующий под управлением аппаратно-программного комплекса. Настройка установки производится по контрольным образцам насосных штанг с искусственными дефектами. Минимальный выявляемый дефект на образце-имитаторе, мм (Г х Д х Ш): (1,0±0,1) х (10±0,5) х (0,05…0,25), производительность 250 штанг/смену

Работа установки основана на вихретоковом методе контроля с использованием вихретокового дефектоскопа ВД-87НСт, выпускаемого ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр». К достоинству метода относится то, что диагностику можно проводить без контакта преобразователя с контролируемой поверхностью. В связи с этим были разработаны две конструкции преобразователей накладного и проходного типа.

Особенностью контроля концевых частей насосных штанг является наличие переходной зоны, упорного и подэлеваторного буртов и т.д., приводящих к тому, что конструкция преобразователя должна быть самооткидывающейся при использовании накладного варианта исполнения или с большим диаметром по отношению к телу штанги — в случае использования преобразователя проходного типа (рис. 1).

Рис. 1. Схема контроля концевой части штанги преобразователем проходного типа (1 – преобразователь в исходном положении;

2 – преобразователь в положении компенсации)

Конструкция преобразователя накладного типа представляет собой три сектора, расположенных под углом 120 градусов по диаметру штанги (рис. 2).