譚天斌 牛小靜(中國石油化工股份有限公司西北油田分公司, 新疆 庫爾勒 841600)
淺析油管螺紋粘扣因素分析與措施
譚天斌 牛小靜(中國石油化工股份有限公司西北油田分公司, 新疆 庫爾勒 841600)
油管是連通地下原油與地面采油樹的通道,當油井發生故障時,就需要起出油管進行修井等維護作業。為完成某項工藝措施,需要頻繁的起下油管作業,油套管因為多次的起出和下入,且工作環境較為惡劣,接箍與管體管端的螺紋連接容易出現粘扣的情況。本文主要分析了油管螺紋粘扣的原因以及應對措施。
油管螺紋;粘扣;措施
原油集輸主要通過油管完成,油管之間的連接是通過螺紋連接,而只要有任何一支接箍或油管出現問題,都會導致整口井報廢,出現重大損失。在頻繁的起下作業過程中,如果操作不當或違章操作,都會造成油管螺紋粘扣故障。本文分析了作業過程中產生的油管螺紋粘扣的影響因素,指出了如何改善油管螺紋粘扣的幾點措施,可以有效延長油井生產周期,提高油井經濟效益。
現階段,油井作業引起的油管螺紋粘現象,主要體現在三個方面:一是使用液壓鉗作業不正確,二是不按標準加工螺紋,三是作業人員未按標準進行操作施工。
(1)油管液壓鉗分析 ①液壓鉗過扭矩的問題。一方面,現場使用的電源不同,油泵的輸出壓力也就不同,在實際操作過程中液壓鉗的扭矩很難得到控制,及其容易造成轉矩過大的情況;另一方面,國內產的液壓鉗安裝壓力上限是25MPa,在實際操作過程中有時壓力表指針啟動就可能超過螺紋扭矩,很容易就會導致過扭矩的問題。②液壓鉗夾緊力的問題。 上下螺紋作業主要是通過液壓動力鉗夾緊接箍實現的。但液壓鉗鉗口的夾緊力較大,易產生耦合變形。同時,螺紋在加工過程中由于外夾緊力的約束,使其不易擴展的彈性變形,導致接觸到的螺紋多。因此,需要更大的扭矩才可讓螺紋旋合到位,如果齒面接觸應力大于規定扭矩的應力,就極易造成粘扣現象。
(2)螺紋脂、螺紋鍍層不到位 螺紋密封脂改變了螺紋的接觸面狀態,螺紋接觸面上的應力狀態也得到改善,并能有效地防止螺紋連接。但作業現場是開放的建筑工地,其條件惡劣復雜,密封脂露天存放容易引起油脂變質固結,泥沙顆粒、防砂石英砂及井內油層砂混合在油桶中,很容易使油品變質。涂油時如不采用專用工具,人工涂油作業不規范,會造成涂油不勻稱,甚至出現偷工減料及不涂抹螺紋脂的情況發生。這種情況下,內外螺紋嚙合處于一種干摩擦狀態下,必然會導致螺紋旋合增加摩擦系數,如要達到無外露螺紋就必須施加更大的扭矩。
(3)違章操作 現場作業人員不按標準規范作業,是造成油管螺紋卡扣的主要原因之一。主要體現在以下幾個方面:一是油管抬送過程中沒有使用特殊工具,導致螺紋絲扣損壞。二是混雜使用一些材質不同、質量不同的油管作業,新舊的油管混用造成損壞。三是拉送油管時未按要求使用螺紋保護器或小滑輪,造成絲扣與滑道的摩擦,損害油管絲扣。四是作業過程中由于天車游動滑車造成井口不對中,如左右誤差在2cm以上,前后誤差在5cm以上,直接造成斜拉操作,從而引起螺紋錯位。
(1)持續改進液壓鉗 ①采用液壓鉗的慢檔功能。根據需要,應該恢復使用液壓鉗的慢檔扭矩功能,通過采用整體更換式扭矩閥,在系統壓力10MPa的情況下,使液壓鉗額定扭矩達到3.5KN·m,這樣就可完成常規的套銑、鉆塞、對扣及打撈作業工序。 ②采用可更換式液壓鉗扭矩閥。通過更詳細的廣泛分類,按照不同的管材卸扣要求,任何時間都可以更換扭矩閥,以更好地滿足現場要求。通過更及時有效的校對,實現三個月一更換,從而徹底改變了修復扭矩閥不校對的問題。
(2)使用絲扣涂油設備 這套設備主要將壓縮空氣進入氣流換向裝置,讓空氣進入氣缸活塞或活塞下端的上端。在彈簧壓力作用下,氣缸內的油被壓在油面上,并且通過輸送泵的嘴可充分吸收油。該泵密封件被傳遞到噴嘴,通過按鈕即可將密封脂噴到油管螺紋上。
使用絲扣涂油設備后,不僅能提高管道連接件的密封質量,還能有效減少管道螺紋損壞,防止油管損壞引起的故障。
(3)強化現場規范操作 制定現場質量監督管理體系,建立監督管理制度,規范井下作業規則,全方位的監督管道作業質量,細化找出控制點,分解到具體責任人。嚴格制定并執行獎懲制度,強化監理現場管理。從而進一步提高現場作業質量,以保持良好的運行效果,控制生產成本,提高整體經濟效益和經營效率,延長油井的生命周期。
總而言之,油管螺紋粘扣問題是當前石油企業急需解決的問題之一,螺紋粘扣不僅會造成螺紋表面損壞,降低油管的使用壽命,還有可能導致整口油井報廢。由此可見,深入探析油管螺紋粘扣現象,找到油管螺紋粘扣的應對措施,減少事故發生的概率,具有非常重要的現實意義。雖然現有的措施能起到很好的防治作用,但依舊滿足不了石油行業的快速發展,因此,有必要加強新的防粘扣技術的研制。
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