Проведение испытаний по стандарту СТО ИНТИ S.100.42 на машине Liangong CMT-200/H

Стандарт СТО ИНТИ S.100.42 разработан Комитетом по высокотехнологичным сервисам при бурении и заканчивании скважин АНО «Институт нефтегазовых технологических инициатив». Требования настоящего стандарта распространяются на центраторы обсадных колонн, используемые в качестве элемента технологической оснастки при цементировании скважин. 

Образцы

Данный стандарт описывает методы испытаний, применимые ко всем основным типам центраторов, используемых при строительстве нефтяных и газовых скважин.  Центраторы для обсадных колонн используются для оптимизации цементирования межтрубного пространства, обеспечивая центровку колонны в скважине и облегчая ее спуск.

Цель испытаний

Целью стандартных испытаний является подтверждение того, что производственные процессы и конструкция центратора соответствуют функциональным и техническим требованиям и критериям, установленным в настоящем документе.

Важно отметить, что для пружинных центраторов, наружный диаметр которых больше диаметра скважины, максимальная сила страгивания не должна превышать вес 12,2 метра обсадной колонны (расчет основывается на характеристиках обсадной трубы). Внутренний диаметр испытательной трубы должен соответствовать диаметру скважины. Сила, необходимая для установки центратора в расширяющуюся часть скважины, может быть выше указанного значения.

Испытания по СТО ИНТИ S.100.42 пружинных центраторов

В ходе данных испытаний определяются пусковое усилие, повторное пусковое усилие, усилие проталкивания пружинного центратора, зазор при испытательной нагрузке с учетом веса внутренней трубы и элементов оснастки. 

1. Определение пускового усилия, повторного пускового усилия, усилия проталкивания
   Определяют массу и геометрические характеристики центратора и труб. Устанавливают пружинный центратор на внутреннюю трубу, а центратор устанавливают над/под 3 и более выступами. Прилагают нагрузку и фиксируют показания прибора, расстояние перемещения и максимальное значение силы как пусковое усилие. Затем повторяют процесс при перемещении центратора и фиксируют максимальную нагрузку как повторное пусковое усилие. После снятия 5и значений, среднее значение фиксируют как усилие проталкивания. Пусковое усилие не должно превышать расчетную нагрузку, повторное пусковое усилие и усилие проталкивания должны соответствовать требованиям заказчика.
2. Испытания на определение зазора при испытательной нагрузке в случае традиционного способа установки в скважине. Испытание проводится с центратором бурильной колонны, испытанным в соответствии с п.1. Лопасти маркируются по порядку в соответствии с их количеством. Необходимо учесть, что нагрузка должна быть приложена к наружной трубе в точках контакта каждой рессоры или между ними. Перед каждым испытанием также измеряют зазор. Во время испытания к наружной трубе над каждой отдельной рессорой прикладывают трехкратную нагрузку и записывают показания прогиба, это продолжают, как правило, до полного распрямления рессоры. В протокол заносятся значения зазора и нагрузки на каждый испытательный шаг, затем выполняется расчет коэффициента смещения, а к акту регистрации данных испытаний прикладывают график зависимости среднего значения зазора и коэффициента смещения от прикладываемой нагрузки.
3. В случае если центратор устанавливается в расширяющемся интервале (в участке с расширением), его тестируют, опуская в трубу меньшего диаметра (имитация обсаженной части), а затем в трубу большего диаметра (имитация открытого ствола). В трубе каждого диаметра измеряют усилие, необходимое для первого сдвига центратора (пусковое усилие), для повторного сдвига и для проталкивания. Затем в трубе большего диаметра проверяют зазор под нагрузкой. Важно, чтобы пусковое усилие не превышало допустимую нагрузку. Повторное пусковое усилие и усилие проталкивания должны соответствовать требованиям заказчика. Показатель SOR (способность центратора поддерживать нагрузку) при полной нагрузке должен быть не менее 67%.
4. Для ресурсных испытаний рессоры центратора от каждой партии одного типоразмера отбирают не менее 2 шт. Допускается испытание центратора целиком или отдельной рессоры, закрепленной на внутренней трубе. Перед испытанием измеряют твердость рессоры по Роквеллу и проводят магнитно-порошковую дефектоскопию (при обнаружении дефектов образец заменяют). Испытательную сборку фиксируют на столе пресса горизонтально. Нагрузку прикладывают к рессоре до полного распрямления и затем снимают. Циклы повторяют с видеофиксацией до разрушения рессоры, фиксируя количество циклов в акте. Критерий соответствия: рессора должна выдержать не менее 1000 полных распрямлений до разрушения.
5. При определении усилия на сжатие и растяжение устанавливают центратор в трубу, имитирующую скважину, и фиксируют под прессом. Затем прилагают осевую нагрузку к центратору до необратимой деформации, вырезают рессору из центратора и растягивают ее до разрушения на испытательном стенде. После чего фиксируют максимальные значения усилий сжатия/растяжения и графики нагрузки в акте испытаний.

Дополнительные испытания

Также возможно проведение испытания сварных центраторов с разъемными соединениями путем сброса груза до момента деформации одного из разъемных соединений с фиксацией значений массы и высоты сброса груза,  а также кол-ва сбросов до деформации.

Кроме того, выполняются испытания удерживающих устройств (стопорных колец) центраторов. При этом закрепляется стопор/центратор на внутренней трубе, затягиваются фиксирующие винты, а наружная муфта размещается над внутренней трубой. Таким образом создается концентрическое нагружение на стопор/центратор с креплением в теле. Нагрузку увеличивают с той же скоростью, с какой колонна будет опускаться в скважину. Во время испытания фиксируют максимальное усилие, необходимое для сдвига центратора с места (страгивающее усилие). Испытания продолжаются либо до полного разрушения центратора, либо до его смещения на заданное расстояние. В акте фиксируют значение страгивающего усилия и график изменения нагрузки при перемещении.

Решение для испытаний по СТО ИНТИ S.100.42

Для всех этих видов испытаний нами была разработана специализированная улучшенная версия машины CMT-200 с увеличенными габаритами, дополнительным функционалом в программном обеспечении, особыми приспособлениями для проведения тестирования с высочайшей точностью измерения 0,5%.

Данная машина, разработанная на заказ, имеет возможность крепления технологической оснастки для труб и центраторов, а также установку дополнительных приспособлений специально для проведения исследований по СТО ИНТИ S.100.42. Она имеет датчик нагрузки с автоматической тарировкой, датчик перемещения высокой точности, систему защиты от перегрузки, а также обеспечивает блокировку при аварии.

Особое ПО обеспечивает построение графиков (см.ниже), автоматическое формирование протокола; задание программ испытаний (циклических, статических, линейных), а также удобный экспорт данных в Excel / PDF/ Word.

Диаграмма "Усилие-Время"	Диаграмма "Положение-Усилие"	Диаграмма "Усилие-Перемещение"

Обратите внимание, что ниже представлена НЕмодифицированная модель испытательной машины. Мы разрабатываем и модифицируем наши машины под нужды клиента!