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连续油管寿命影响因素和解决措施

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  摘要:结合实际,总结了连续油管使用过程中出现的故障问题,问题包含疲劳失效引起的故障问题、腐化失效与人为因素损害引起的故障问题,同时,在问题提出时,针对性的给出了解决连续油管故障问题的办法,仅供参考。
  关键词:连续油;管寿;命影响因素;解决措施
  1 连续油管失效的多重形式及剖析
  1.1 疲劳失效的形式
  因连续油管运动产生的内压,连续油管会重复发生物理弯曲,这是连续油管疲劳失效的主要原因。连续油管的每一个拉伸作业,均有6次物理弯曲变形产生在滚筒和鹅颈管处。在向下沉入时,连续油管接受头链条力量沉离滚筒,期间会产生变形;当连续油管抵至鹅颈管,也会产生弯曲与拉伸变形;而当其回归注入头时,再次产生变形。同样的,无论连续油管下沉或者上升,均会产生3次变形,累积上下周期为6次。连续油管的每一次运动作业均会导致其产生连续、不间断的重新塑型,这也是连续油管作业的必要过程。经过连续、不间断的塑形后,连续油管的循环性大大降低,逐渐产生内部高消耗损伤,此类损伤日积月累之后最终形成连续油管的失效,从而成为连续油管应用与发展的根本问题,产生连续油管硬件不可持续性问题,增加能耗、成本。
  1.2 腐化失效的形式
  在多种作业环境下,诸如高温、氧化等化学因素影响下产生的连续油管消耗,称为腐蚀失效。连续油管的腐蚀主要分为局部腐化、整体腐化和焊缝腐化等3种形式,经实验,在连续油管总体消耗事故中,腐化失效的比重最大,约为1/3,其中特别是局部腐化情况最为多见。腐化消耗情况的出现由以下几种情况导致:①连续油管由于作业性质,长期作业及不作业时处于大气中,无法得到有效的化学护养;②连续油管的材质与自身环境的相互化学作用;③焊接时未经过有效、合理的热处理,焊缝处留有未熔口或化学斑。
  1.3 人为因素损害失效的含义
  人为因素造成的连续油管消耗是指多由人为选择的连续油管自身材质缺陷、作业过程中的不规范操作、不合理运输导致的机械损伤、库存不谨慎、后期未经过良好的化学保养等因素导致的问题。管线消耗、过载消耗、外部消耗、机械式消耗等是连续油管消耗的主要问题。
  2 增强连续油管可持续性的主要方法
  2.1 跟踪疲劳法
  当前,人工跟踪法及软件跟踪法是我国应用量和发展最为广泛的两种方式。人工跟踪法是出于理想化的计算结果,其要求将人为因素暂时剥离在外,从而计算连续油管持续作业周期中所担负的整体承载力,其在实际工作中大多无法以此种理想状态估算,所以人工跟踪法的实际应用与推广较为艰难。软件跟踪法主要是通过电脑实时监测下入深度、速度、质量、井口压力和泵压、管柱压力等物理数据,以智能代替人工的计算形式,精准确定管线段上的疲劳数据。工作人员在实时观测管线段上的累积疲劳寿命数据后,可以快速、有效的降低疲劳管线段重复作业率,以此增强连续油管的可持续性应用作业。但软件跟踪法对于软件等智能设施的要求过于严格,其设施费用巨大,对连续油管的作业成本有昂贵的限制,也未被市场大力推广应用。
  2.2 作业截断法
  作业截断法一般分为常规截断法和具体作业截断法等两种。常规作业截断法,即作业人员在连续油管每次作业后必须检测从下井端是否存在失效管柱,同时截取至部分失效管柱,以此降低连续油管整体损耗度,有效增强连续油管的可持续性作业。
  在持续性较强的作业中,为改善重复作业的作业段出现管柱大面积失效的状况,在具体作业过程中往往采用具体作业截断法,即是工作人员每次作业后,首先通过管柱疲劳分析和下口井的作业深度的有效分析,只有通过这些分析才能确保连续油管的长度是否合适。先前通过实验证明,对于连续油管疲劳控制的有效力来说,具体作业截断法相对于常规截断法更高效,数据表明两种方法可分别使连续油管循环作业寿命提高17.3%和42.4%。并且尤其在作业井深相等或深差不大的作业区域,作业截断法会更有效的延长连续油管疲劳寿命。例如目前冀东油田井下作业公司通常是在3000米左右的连续油管作业深度中进行作业,其控制管柱疲劳的方式也时常表现为常规截断法。
  2.3 循环连续油管法的表现形式及作用
  连续油管在作业时,其可缠绕面积由滚筒决定,也就允许连续油管拥有反转使用作业的能力,而连续油管反转会使内层损耗相对较小的连续油管得到重复利用,以此增强连续油管作业的可持续性。
  据实验表明,多数公司将两种可持续性方法一起使用后,连续油管的可持续性作业周期大大增强。
  3 结论
  连续油管失效的主要原因:①硬件自身的物理力导致循环弯曲疲劳;②带内压作业产生的不间断损耗;③腐化作用;④人为因素。在连续油管的作业中,多样的、复杂的失效形式时常存在,管柱腐蚀和操作失误是连续油管的前期应用中连续油管失效的通常表现形式,由于内压和腐蚀性弯曲循环产生的物理及化学作用问题,是其中后期作业中最主要的形式。为了增强连续油管的可持续性作业。
  参考文献:
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