3.5.2. Покрытия из стекла

Стекло – наиболее доступный их этих материалов, его покрытие обладает высокой теплостойкостью и достаточно прочно при небольших деформациях труб. Перед нанесением стекла внутренняя поверхность трубы зачищается до матового блеска, после чего внутрь НКТ помещается несколько стеклянных дроитов – баллонов, диаметр которых несколько меньше внутреннего диаметр трубы, а длина около 1500 мм. Внутри дроита находится воздух. После этого труба в горизонтальном положении помещается в печь, где нагревается до температуры, близкой к температуре плавления стекла (970 К). Под действием внутреннего давления нагретого воздуха баллоны раздуваются и стекло плотно связывается с металлом.

Однако покрытие стеклом имеет ряд недостатков. Один из них – образование микротрещин в стекле при покрытии им трубы. В результате образуются очаги коррозии металла и местного отложения парафина у трещин.

Второй недостаток – разрушение стекла при деформации труб. Причиной этого служат различные модули упругости метала (0,26 10⁶ МПа) и стекла (0,057 10⁶ МПа). В следствии этого при растяжении металла труб тонкого слоя стекла передаются большие усилия, нарушающие его целостность. Чтобы в стекле не возникали напряжения выше допустимого, необходимо соблюдать следующие условие:

(21)

где Р – допускаемая нагрузка на трубы, определенная по условному сохранению прочности стекла, Н;

– предел прочности стекла, МПа;

, – площади соответственно диаметрального сечения слоя стекла и труб, мм²;

- коэффициент запаса прочности (1,3- 1,5).

Расчеты показывают, что при наиболее прочных марках стекла допустимые нагрузки на трубы 73х5,5 мм равны примерно 20 кН. Это означает, что длина колонны от верхних остеклованных труб до нижней трубы ограничивается прочностью стекольного покрытия.

3.5.3 Покрытия из эмали

Эмаль – это специальным образом подготовленная и сплавленная смесь (шихта) песка, полевого шпата, буры, соды и других компонентов. Получают в виде гранул, которые затем размалывают.

Перед нанесением шихты на трубы наносят грунт – вещество, надежно сцепляющееся с металлом. Затем наносят шихту (покровную эмаль), приготовленную в виде пасты. Образование эмалированной поверхности происходит нагревом трубы до температуры плавления шихты с последующим её затвердеванием.

Эмалевые покрытия более прочны, чем стеклянные, однако и они разрушаются при изгибах труб свыше 2 .

Наиболее приемлемыми для условий скважин следует считать эпоксидные эмалевые покрытия.

3.6. Зарубежные конструкции нкт

За рубежом применяются насосно-компрессорные трубы с гладкими концами (без высадки), с высаженными концами и раструбными диаметрами от 26,7 до 114,3 мм. Для соединения труб используют коническую резьбу с треугольным закруглённым профилем, а так же используют специальные трапецеидальные профили резьб для повышения прочности и герметичности соединения. По длине трубы изготавливают двух размеров: 6,10 7,32 м и 8,53 9,75 м и из сталей следующих групп прочности (см. таблицу 2).

Таблица 2 – Механические свойства сталей, из которых изготавливают трубы согласно стандарту 5АС АНИ

Параметры		Группа прочности
	Н - 40	J -55	N - 80	P - 105	C - 75	L -80	G – 95
Временное сопротивление разрыву не менее, МПа	413	516	689	827	654	654	723
Предел текучести, МПа: Наименьший наибольший	275 -	379 552	552 758	723 930	516 620	552 654	654 758

Кроме указанных, выпускаются также нестандартизованные трубы С-90, Q-125, V-150 с наименьшим пределом текучести соответственно 621, 662, 1034 МПа.

Насосно-компрессорные трубы выпускают фирмы «Армко», «Хайдрил», «Атлас Бредфорд», «Валурек» и др.

Фирма «Хайдрил» применяет для труб безмуфтовые соединения с двухступенчатой цилиндрической резьбой. Прочность соединения CS и РН-6 выше прочности тела трубы. Для борьбы с коррозией в агрессивных средах внутренняя поверхность труб покрывают пластмассовым покрытием. С целью обеспечения высокой герметичности трубы выпускают с безмуфтовым соединением, с упорной резьбой, с упорными торцами и уплотнительными кольцами из тефлона. Для соединения НКТ применяют также резьбу Батрес, отличающуюся высокой прочностью и герметичностью. Резьба имеет трапецеидальный профиль, боковые стороны которого имеют угол наклона 10 и 3 , а шаг резьбы 5,08 мм.

Фирма «Валурек» выпускает муфтовые НКТ с соединением VAM, в котором использована резьба Батрес. Высокая герметичность достигается дополнительными уплотнительными поверхностями на торце трубы . Форма этих поверхностей также обеспечивает высокую прочность соединения при изгибающих нагрузках. Высокая герметичность обеспечивается тефлоновым концом, устанавливаемом в середине или конце нарезного участка муфты. Это трубы типа DS и DSS.

Стандартом АНИ предусмотрены также трубы с приваренными соединительными концами, которые привариваются по утолщенному концу трубы, причем конструкция соединения раструбная. Выпускаются трубы размерами 26,7; 33,4; 42,2 и 48,3 мм, которые имеют замковые резьбовые соединения с шагом 4,233 мм и конусностью 1:8.