鄭州補償器廠(chǎng)家講解熱力補償器的基本原理,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)生熱力。但如果管道補償器受到約束,管道就產(chǎn)生熱力。為了避免管道被熱力破壞,可在管線(xiàn)中每隔一定的距離設置補償器來(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,理論上熱力管道波紋補償器設計過(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補償器了。當熱力套筒補償器受熱產(chǎn)生熱力變化時(shí),生產(chǎn)管道就會(huì )有微量伸縮的產(chǎn)生,這是膨脹節損壞的主要因素,而在油井完井時(shí),在管路中的合適位置安裝一個(gè)熱力補償器,就可以對這種微量伸縮進(jìn)行熱力補償了,從而能夠保護管道不至于損壞。如果把熱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力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軸向型內壓式波紋補償器,通過(guò)補償器上的剪切銷(xiāo)釘來(lái)控制補償動(dòng)作,即當管柱受熱力發(fā)生軸向位移時(shí),不銹鋼波紋管補償器切斷銷(xiāo)釘,工具補償部位收縮實(shí)現補償功能。這樣的熱力補償器技術(shù)性能要求為:
熱力軸向外壓式波紋補償器是完井中管道柱的一部分,需要一定的強度性能;熱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;法蘭式波紋補償器報價(jià)熱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;二是這種不銹鋼補償器懸重能力較差。