供熱管道補償器的作用

文章來(lái)源：http://www.csqw007.com 發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 瀏覽次數：62

供熱管道補償器的作用有哪些，在稠油的開(kāi)采油田中，由于得到的原油具有高粘度、高密度、高凝固點(diǎn)、高膠質(zhì)瀝青含量、原始地層溫度低的特點(diǎn)，所以通常需要進(jìn)行高溫高壓注蒸汽開(kāi)采。

金屬的管道遇熱膨脹、遇冷收縮是管材的基本物理特性，若溫度變化時(shí)管道不受外界的限制而完全自由地膨脹或收縮，

管壁內則不會(huì )產(chǎn)生熱應力。但如果管道受到約束，管道就產(chǎn)生熱應力。為了避免管道被熱應力破壞，

可在管線(xiàn)中每隔一定的距離設置波紋補償器來(lái)補償管道由于溫度的變化而引起的膨脹或收縮變形。

熱應力補償裝置就是應用在采油井口、尤其是稠油熱注熱采井口的熱應力消除裝置，能夠解決油井的管道移位、井下竄層、漏汽和管道固井受損等一系列的問(wèn)題。

對于單層管道，理論上熱力管道的補償設計過(guò)程和方法都是比較簡(jiǎn)單和清晰的，比如彈性中心法及相應的圖表被廣泛地采用。

實(shí)際管道項目中，還常將補償器在未受熱時(shí)置于拉伸位置，以便運行時(shí)吸收更大的溫度變形。

如果熱采井設計使用的蒸汽溫度過(guò)高，又缺乏高強度的管材，這種情況下要滿(mǎn)足管道柱強度設計的安全條件，可能發(fā)生困難。

解決這種困難的有效措施在于設法吸收部分熱脹變形，降低管道柱上高應力部位的應力值，為了解決這一困難就需要應用到熱力管道補償器了。

當管道受熱產(chǎn)生熱應力變化時(shí)，生產(chǎn)管道就會(huì )有微量伸縮的產(chǎn)生，這是管道損壞的主要因素，而在油井完井時(shí)，在管路中的合適位置安裝一個(gè)熱力套筒補償器，

就可以對這種微量伸縮進(jìn)行熱應力補償了，從而能夠保護管道不至于損壞。如果把熱應力補償器接到管道損壞最嚴重的油層頂部，亦可起保護井口的作用。

熱采油過(guò)程中，管道的設計必須考慮到怎樣吸收或是消除熱應力，使得管道具有足夠的伸縮性，從而使管道達到相應的受力要求。

一般利用自然補償和管道熱應力波紋管補償器作為管道的熱補償。其中自然補償是利用井下彎曲管段中，管道自身的撓曲進(jìn)而補償熱管道的位移，但其熱補償范圍有限。

當自然補償不能滿(mǎn)足要求時(shí)，通常選用補償器吸收熱位移。熱力補償裝置在實(shí)際的應用過(guò)程中的特點(diǎn)表現為是通過(guò)克服管道、油管和采油樹(shù)的膨脹變形和移動(dòng)來(lái)彌補其不足的，

它可以有效的對這些不足之處加以排除，其提高稠油熱注熱采的效益明顯，且實(shí)際所需的資金投入較小，適宜大力推廣和使用。

目前，現場(chǎng)應用最多的是剪切式管道熱應力補償器，通過(guò)補償器上的剪切銷(xiāo)釘來(lái)控制補償動(dòng)作，

即當管柱受熱應力發(fā)生軸向位移時(shí)，補償器切斷銷(xiāo)釘，工具補償部位收縮實(shí)現補償功能。這樣的熱應力補償器技術(shù)性能要求為：

熱應力補償器是完井中管道柱的一部分，需要一定的強度性能；熱應力補償器的內徑與其配合使用的管道內徑必須一致，

其外徑要求與鉆井的井徑相適應，從而保證有足夠固井所需的環(huán)空間隙，能夠確保固井質(zhì)量；熱應力補償器要求有良好的氣密性，

確保固井、熱注、熱采以及時(shí)不發(fā)生泄漏；熱應力補償器需要有相應的熱化學(xué)穩定性和耐腐燭的性質(zhì)，以確保油井管道的使用壽命。

管道熱應力補償器是在石油熱采、熱注工藝過(guò)程中，用于消除或減輕管道內應力，避免管道損壞的一種井下工具。

上述所講的剪釘式，它是利用剪釘把內外筒進(jìn)行連接，當管道受熱膨脹時(shí)，由于管道受熱應力從而剪釘被剪斷，內外套筒就可以相對移動(dòng)，

這樣以消除管道內應力但這樣的熱應力補償器有著(zhù)一些不足之處：一是在下管柱過(guò)程中遇阻后，補償器上的剪釘會(huì )提前剪斷，致使補償器失效；二是這種補償器懸重能力較差.