Тема номера
Научный консультант
Пышминцев Игорь Юрьевич
Ученый номера
Дж. Малколм Грей
Сведения об авторах
Аннотации статей и ключевые слова
Перспективы применения высокопрочных труб для проектов дальнего транспорта газа
Русакова В.В., Лобанова Т.П.
УДК 621.644.029.073
Ключевые слова: новые газотранспортные проекты, повышение рабочего давления, эффективность, безопасность
Успешная реализация стратегических проектов ОАО «Газпром» – освоение ресурсов полуострова Ямал и Арктического шельфа, создание газотранспортной системы в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, строительство газопроводов, реализующих стратегию по диверсификации маршрутов поставок российского газа в Европу – обеспечивается внедрением инновационных технологий транспортировки газа, включая строительство газопроводов нового поколения высокого давления. Рассмотрены задачи, связанные с созданием труб повышенной прочности, хладостойкости и трещиностойкости, рассчитанных на высокое давление и имеющих увеличенную толщину стенок, обладающих рядом специфических свойств, таких как повышенная деформируемость. Выполненные комплексные исследования позволили научно обосновать технические требования к трубам и подтвердить их выполнимость в ходе приемочных испытаний.
Разработка и освоение производства труб для сухопутных газопроводов особо высокого давления
Арабей А.Б., Есиев Т.С., Егоров В.А., Маханев В.О., Яковлев С.Е.
УДК 621.78
Ключевые слова: электросварные трубы, трубы большого диаметра, химический состав, геометрические параметры, механические испытания, механическое старение
Для обеспечения строительства сухопутного участка Северо-Европейского газопровода на рабочее давление 22,15 МПа, включая КС «Портовая», были разработаны «Технические требования к трубам и соединительным деталям для участка Северо-Европейского газопровода от КС «Портовая» до границы морского участка газопровода «Северный поток» и «Технические требования к трубам и соединительным деталям для КС «Портовая» Северо-Европейского газопровода».
Производство опытных партий труб размером 812,8х32,5 и 812,8х39,0 мм категории Х70 было освоено на ОАО «ВМЗ» по технологии JCO формовки. Приемочные испытания показали полное соответствие химического состава, геометрических параметров труб, механических свойств основного металла и сварного соединения разработанным Требованиям. Были продемонстрированы высокая хладостойкость и большой запас по ударной вязкости металла труб.
Разработка и внедрение в производство труб категории прочности Х80, изготовленных в условиях ОАО «ВМЗ», для сооружения магистрального газопровода «Бованенково – Ухта» и перспективы разработки высокопрочных труб для объектов ОАО «Газпром»
Степанов П.П., Гришин С.А., Кузьмин А.А., Митин А.С., Эфрон Л.И., Арабей А.Б.
УДК 621.644.029.073
Ключевые слова: трубы большого диаметра, высокопрочные трубные стали
В настоящей статье подводятся итоги работы ОАО «Выксунский трубный завод» (ОАО «ВМЗ) по освоению производства высокопрочных труб большого диаметра для проекта магистрального газопровода «Бованенково – Ухта». Обсуждаются основные этапы технологического процесса изготовления труб диаметром 1420 мм класса прочности К65 для ОАО «Газпром», проводится оценка потребительских свойств. Представлен анализ результатов комплексных испытаний труб большого диаметра в рамках аттестаций, осуществляемых постоянно действующей Комиссией ОАО «Газпром» по приемке новых видов трубной продукции.
Опыт производства труб K65 для проекта «Бованенково – Ухта»
К. Кальва, В. Шлейх, А. Лиссем, И. Шредер,
УДК 621.643 621.774
Ключевые слова: проект «Бованенково – Ухта», трубы К65
Настоящая статья дает представление о результатах промышленных разработок для этого проекта. В статье показано, что такой высокопрочный материал, как К65, может успешно использоваться в условиях низких температур и обеспечивает необходимую устойчивость к распространению вязких трещин. Также демонстрируется, что технологический процесс высокопроизводительного стана для производства сварных труб большого диаметра процессом UOE обеспечивает соответствие труб всем предъявляемым требованиям.
Полномасштабные испытания на изгиб сварного кольцевого соединения высокопрочных труб из марки стали Х80
Хиденори Шитомото, Нобуаки Таканаши, Иосиюки Мацухиро, Масахико Хамада, Макото Нагасе, Шизуке Фуджита
УДК 669.14.017:539.42
Ключевые слова: сталь Х80, высокопрочные трубы
Высокопрочные газопроводные трубы были разработаны, чтобы справиться с работой под высоким давлением. Исходной целью для обеспечения безопасности при высоком давлении является прочность в окружном направлении трубы. Далеко не просто найти критерии предотвращения утечки или разрушения трубопровода в подобных обстоятельствах, поскольку следует учитывать не только свойства самой трубы, но и взаимодействие между трубой и грунтом. Магистральные газопроводы сооружаются путем кольцевой сварки отдельных труб. Для проектирования с учетом деформации необходимо исследовать деформативность трубопровода с кольцевым сварным швом. Были проведены промышленные испытания на изгиб труб с кольцевым сварным швом и на базе метода конечных элементов разработана модель (модель FEA) для оценки деформативности трубопровода с кольцевым швом.
Роль структурных составляющих в формировании свойств современных высокопрочных сталей для магистральных трубопроводов
Пышминцев И.Ю., Мальцева А.Н., Смирнов М.А.
УДК 669.018.298.3
Ключевые слова: низкоуглеродистая трубная сталь, феррито-бейнитная структура
Исследованы механические свойства после охлаждения из аустенитной области со скоростями 1–32 град./с, позволяющие получить феррито-бейнитную структуру с различным соотношением структурных составляющих. Показано, что формирующаяся при больших скоростях охлаждения преимущественно бейнитная структура обеспечивает меньшую трещиностойкость при статическом нагружении, чем структура, в которой преобладает полигональный феррит. В то же время такая структура эффективней при динамическом нагружении. Отрицательное влияние на критическое раскрытие трещины, температуру вязкохрупкого перехода и сопротивление водородному охрупчиванию оказывает обработка, приводящая к образованию в феррито-бейнитной структуре крупных островков МА-составляющей.
Металловедческое обоснование производства толстолистового проката, предназначенного для перспективных проектов магистральных трубопроводов ОАО «Газпром»
Настич С.Ю., Морозов Ю.Д., Чевская О.Н., Изотов В.И.
УДК 669.14
Ключевые слова: магистральные газопроводы, микроструктура, игольчатый феррит, бейнит
Выполнен анализ влияния основных факторов химического состава стали и технологии производства проката на процесс структурообразования в низколегированной стали типа Х80. С применением электронной микроскопии выявлены структурные составляющие, характерные для сталей. Предпочтительным вариантом структуры стали с учетом результатов натурных пневматических испытаний является сочетание дисперсных продуктов блочной морфологии (игольчатого и гранулярного феррита) и углеродсодержащей фазы в виде мелких островков верхнего бейнита и МА-составляющей. Для сталей с низкой сопротивляемостью протяженным вязким разрушениям характерно наличие в структуре стали протяженных областей бейнитного феррита и выделений цементита вдоль границ зерен (блоков) феррита.
Энергоемкость разрушения трубных сталей класса прочности К65 (Х80)
Пышминцев И.Ю, Арабей А.Б., Есиев Т.С., Струин А.О., Валов М.А., Насыбулина Е.Р.
УДК 669.14
Ключевые слова: сталь класса прочности К65
В статье описаны особенности деформирования труб класса прочности К65 (Х80) при распространении вязкого разрушения. Показано, что сопротивление вязкому разрушению основного металла труб зависит от способности материала пластически деформироваться вблизи вершины распространяющейся трещины. Предложен метод лабораторных испытаний образцов, позволяющий определить и нормировать сопротивление вязкому разрушению сталей класса прочности К65 (Х80).
Особенности микроструктуры и текстуры труб К65 (X80), влияющие на способность материала трубы останавливать протяженное вязкое разрушение
Пышминцев И.Ю., Гервасьев А,М., Мальцева А.Н., Струин А.О.
УДК 669.017:539.67
Ключевые слова: высокопрочные трубные стали, трещиностойкость, микроструктура, текстура
Полноразмерные пневматические испытания опытных партий труб категории прочности К65 (X80) для газопровода «Бовненково – Ухта» выявили особенности распространения вязкой трещины в основном металле. Разрушение в трубах, не способных остановить магистральную трещину, сопровождалось интенсивным расщеплением поверхности разрушения, что привело к снижению степени деформации прилегающего к поверхности разрушения объема металла и, как следствие, к недостаточной энергоемкости распространения трещины. Установлено, что наличие кристаллографической текстуры, обеспечивающей преимущественное расположение плоскостей скола {001} параллельно плоскости прокатки, не обязательно приводит к повышенной склонности к расщеплению в изучаемых сталях. Образование вторичных хрупких трещин при разрушении может быть объяснено морфологией микроструктурных составляющих и распределением по ним кристаллографических ориентировок, что может быть показано с помощью EBSD-карт. Проанализирован градиент характеристик микроструктуры и текстуры в изучаемых сталях по толщине стенки трубы.
Особенности разрушения трубных сталей класса прочности Х80 (К65)
Арабей А.Б., Пышминцев И.Ю., Фарбер В.М., Хотинов В.А., Струин А.О.
УДК 669.018.298.3
Ключевые слова: магистральный газопровод, высокопрочные стали, трещиностойкость
Изучены количество и морфологические особенности (форма, размер, распределение) расщеплений – вторичных трещин на поверхности разрушения образцов Шарпи после построения сериальных кривых и полнотолщинных образцов, испытанных на статическую трещиностойкость. Сопоставление характеристик расщеплений и энергетических параметров разрушения образцов позволило установить их роль в трещиностойкости сварных трубных сталей класса прочности Х80 (К65).
Микроструктура и дисперсные фазы в высокопрочных сталях газопроводных труб большого диаметра
Арабей А.Б., Фарбер В.М., Пышминцев И.Ю., Глебов А.Г., Селиванова О.В, Лежнин Н.В.
УДК 669.017:539.67
Ключевые слова: дисперсные фазы, низкоуглеродистые стали, микролегирование, трубы большого диаметра
Изучены микроструктура, фазовый и химический состав основного металла сварных газопроводных труб большого диаметра двух производителей. Электронно-микроскопически на тонких фольгах и экстракционных репликах исследованы размер и форма зерен феррита и упрочняющей структурной составляющей (бейнита/мартенсита), их относительное количество, распределение дислокаций в феррите, бейните (мартенсите). По расчету электронограмм и микрорентгеноспектральным анализом химического состава показано присутствие дисперсных частиц двух типов: карбонитридов Ti, Nb (С, N) с различным отношением Nb/Ti и ε-фазы (меди); изучены их морфология и связь с дефектами кристаллического строения матрицы.
Разработка технологии изоляции сварных стыков СМГ «Бованенково – Ухта. Подводный переход через Байдарацкую губу
Латышев А.В., Петрусенко Е.В., Сазонов А.П., Рыжов С.А.
УДК 622.691.4-049.7
Ключевые слова: изоляция сварных стыков, подводные трубопроводы, полимерные покрытия
Байдарацкая губа характеризуется суровым арктическим климатом с большой годовой амплитудой температуры, частыми штормами и метелями и высокой относительной влажностью в течение всего года. С учетом всех обстоятельств для изоляции сварных стыков подводного перехода трубопровода через Байдарацкую губу было предложено использовать технологию нанесения термореактивных покрытий в комбинации с битумно-полимерными материалами и заполнением зоны сварного стыка пенополиуретановой пеной. В статье рассматриваются особенности данной технологии и формулируются требования к системе покрытия.
Виртуальная модель для исследования температурных режимов в скважинах подземных хранилищ газа
Коникевич Е.И., Проселков Ю.М.
УДК 622.243.13
Ключевые слова: подземное хранение газа, виртуальная модель
Приведены уравнения для расчета температуры газа в зависимости от глубины скважины в процессе его закачки и извлечения для условий подземных хранилищ газа. Представлены результаты численного анализа полученных зависимостей. Дано описание виртуальной модели, позволяющей проводить расчет распределения температуры в эксплуатационной скважине.
Применение водо- и углеводородорастворимых составов для увеличения продуктивности скважин
Егурцов С.А., Поликарпов А.Д., Юркив Н.И.
УДК 622.279.5
Ключевые слова: месторождение, поздняя стадия, водо- и углеводорастворимые реагенты, нефть, обводненность, коэффициент нефтеотдачи
Рассмотрен комплексный физико-химический метод повышения нефтеизвлечения для поздней стадии разработки месторождения с помощью закачки большеобъемных водо- и углеводородорастворимых реагентов. Формирующийся поток собирает остаточную нефть и создает устойчивый вал нефти непосредственно у забоя нагнетательной скважины. Метод высокоэффективный при обводненности продукции и выработки извлекаемых запасов до 98 %. Метод применим на месторождениях с заводнением.
Энергетика пласта и релаксационные эффекты при разработке газоконденсатных месторождений
Меженин О.М., Николаев В.А., Николаев О.В.
УДК 622.279.5
Ключевые слова: газоконденсатный пласт, разработка месторождений, релаксация пластовой системы, состав газоконденсатной смеси
Эффективность разработки газоконденсатного месторождения анализируется с точки зрения затрат упругой энергии пласта на добычу углеводородов (УВ). Подобный подход позволяет оценить энергетику процессов извлечения газа, этан-пропан-бутановой фракции и стабильного конденсата при реализации как режима истощения, так и режима поддержания пластового давления.
Показано, что сравнение ожидаемых текущих затрат закачиваемого газа при реализации сайклинг-процесса с затратами пластового газа на добычу УВ в режиме истощения дает возможность прогнозировать оптимальные сроки перехода от закачки газа к доизвлечению остаточных запасов УВ для минимизации потребного суммарного объема закачки газа. Демонстрируется влияние релаксационных эффектов в пласте на повышение затрат газа.
Результаты экспериментальных исследований процесса выноса шлама в стволе наклонно направленной скважины
Лихушин А.М.
УДК 622.691.24 622.279
Ключевые слова: стендовая труба, угол наклона, шламовая дюна, скорость восходящего потока
В ряде случаев бурение скважин с горизонтальным окончанием ствола является единственно возможным способом разбуривания площадей, недоступных для размещения вертикальных скважин (вблизи и на территории населенных пунктов и т.п.). Сложность решения возникающих при этом ряда проблем, как, например, неполный вынос шлама при бурении и формы его скоплений на нижней стенке скважины, условия лавинного обрушения скоплений, поведение неустойчивых пластов в наклонном стволе и т.д., связана с принципиальным отличием процессов, происходящих при бурении НН и горизонтальных скважин, в отличие от аналогичных вертикальных.