РАЗРАБОТАНО В РОССИИ

В последние годы нефте- и газодобывающие компании все чаще имеют дело с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов, поскольку базовые месторождения выработаны практически на 50–70%. Чтобы обеспечить стабильное развитие отрасли, сегодня приходится осваивать новые, в основном многокомпонентные месторождения газа и трудноизвлекаемых ресурсов с большим количеством сероводорода и двуокиси углерода в присутствии воды и абразивных частиц, а также месторождения углеводородов на морском шельфе и в условиях Крайнего Севера. Нефте- и газодобывающие предприятия сталкиваются с крайне сложным геологическим строением зоны вечной мерзлоты, с наличием высокольдистых пород и жильных льдов, когда необходимо развивать горизонтальный и наклонный способы бурения. Все это требует разработки технологии производства бесшовных труб с повышенными эксплуатационными свойствами, создания новых конструкций труб и резьбовых высокогерметичных соединений, не имеющих аналогов в отечественной практике и за рубежом. Долгое время потребность в таком оборудовании удовлетворялась за счет импорта из стран Западной Европы и Японии.

Инициаторами разработки и освоения отечественной технологии массового производства специальных видов бесшовных высокопрочных труб в сероводородостойком и хладостойком исполнении с новыми конструкциями высокогерметичных резьбовых соединений для полного замещения импорта стали специалисты предприятий Трубной металлургической компании (ТМК) при активном участии ученых Российского научно-исследовательского института трубной промышленности и Института металлургии УрО РАН.

На предприятиях Трубной металлургической компании — российского лидера по производству труб — была проведена кардинальная реконструкция мощностей для изготовления стальных бесшовных труб. Они полностью перешли на выплавку высококачественной стали в дуговых сталеплавильных печах, непрерывную разливку трубной заготовки и используют современные трубопрокатные агрегаты. На сегодняшний день освоен полный цикл производства труб всех групп прочности в хладостойком и сероводородостойком исполнении. Внедрены новые конструкции и технологии изготовления резьбовых соединений, превосходящих мировой уровень. Впервые выпускаются новые виды труб, стойких к углекислотной коррозии, высокопрочные трубы из никелевых сплавов и специальные виды теплоизолированных труб, соответствующие требованиям международных стандартов.

О том, что было сделано учеными для стабильного развития нефтегазовой отрасли страны, рассказывает доктор технических наук Анатолий Бабенко.

— Мы выполнили комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на решение двух основных задач — разработку составов стали для производства высококачественных нарезных труб для нужд ПАО «Газпром» и улучшение технологических и технико-экономических показателей процессов электросталеплавильного производства и ковшевой металлургии. Первая задача была решена сотрудниками Российского НИИ трубной промышленности во главе с генеральным директором, доктором технических наук Игорем Пышминцевым, а вторая — специалистами Института металлургии УрО РАН совместно с сотрудниками Российского НИИ трубной промышленности и ПАО «ТМК».

Проведены исследования, включающие математическое моделирование влияния температуры и химического состава шлака на концентрацию насыщения оксидом магния, изучение термодинамики дефосфорации металла под магнезиальными шлаками, вязкости и фазового состава магнезиальных шлаков. Фундаментальные результаты были положены в разработку технологии выплавки стального полупродукта под магнезиальными шлаками в дуговой сталеплавильной печи. Внедрение разработанной технологии обеспечило рекордную стойкость огнеупорной футеровки печи, превышающую 1650 плавок, с сохранением высоких технологических и технико-экономических показателей. 

В ковшевой металлургии для улучшения механических, технологических, эксплуатационных свойств и снижения себестоимости металлопродукции необходимы глубокая десульфурация металла и микролегирование стали бором. Ученые ИМЕТ УрО РАН провели теоретические и экспериментальные исследования физико-химических свойств основных борсодержащих шлаков, результаты которых были использованы при разработке технологии их формирования на установках ковш-печь. Освоение этой технологии обеспечило глубокую десульфурацию металла и прямое микролегирования стали бором. Благодаря этому были достигнуты сверхнизкие, не более 0,004%, содержания серы в готовом металле, высокие механические свойства борсодержащей стали, сократился расход марганцевых ферросплавов и решены экологические проблемы за счет отказа от использования плавикового шпата при формировании шлаков на установке ковш-печь и исключения процесса силикатного распада твердых основных шлаков. 

И в заключение несколько цифр. Производство бесшовных труб из непрерывнолитой заготовки в Трубной металлургической компании возросло в 3,2 раза, доля ТМК на внутреннем рынке высокотехнологичных нарезных труб увеличилась до 80%, а поставки в Россию сероводородостойких и хладостойких труб в период с 2007 по 2016 г. снизились в 4,3 раза. Освоение производства новых видов труб с резьбовыми соединениями класса «Премиум» позволило предприятиям Газпрома полностью отказаться от импорта.