連續(xù)油管邊門式自封盒的失效機理及修復(fù)方法

（中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司，四川 成都 610213）

連續(xù)油管邊門式自封盒的失效機理及修復(fù)方法

馬勝吉

（中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司，四川 成都 610213）

自封盒是連續(xù)油管作業(yè)中的重要井控設(shè)備，它是由連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備液壓系統(tǒng)提供壓力實現(xiàn)遠程控制的。在連續(xù)油管入井后，自封盒被用來對井內(nèi)帶壓流體實施有效封隔。由于其工作時間長，工況惡劣，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)失效的情況。通過對美國NOV公司生產(chǎn)的3.06″、10M自封盒失效機理的研究和歸納，提出相應(yīng)的解決方法，使自封盒能夠處于有效工作狀態(tài)，避免作業(yè)風(fēng)險。

連續(xù)油管；自封盒；故障；修理

連續(xù)油管技術(shù)是一項具有廣闊前景的實用性技術(shù)，其最大的優(yōu)點就是能在不壓井的情況下從事各項作業(yè)，因此受到各大油氣技術(shù)服務(wù)商的青睞。連續(xù)油管之所以能夠在不壓井的情況下進行帶壓作業(yè)，就是因為它使用了能夠?qū)崿F(xiàn)動密封的自封盒。美國NOV公司生產(chǎn)3.06″、10M邊門式自封盒內(nèi)通經(jīng)3.06″，最高工作壓力10000psi，結(jié)構(gòu)圖如圖1。它是利用車載液壓系統(tǒng)提供控制動力，并在操作室實現(xiàn)遠程控制。其工作原理：

（1）高壓液壓油通過對油孔2進入油腔，使密封液缸向上移動，然后裝好銅套及上下銅補芯，再在上下銅補芯之間裝入非擠壓環(huán)和自封膠芯。

（2）高壓液壓油通過對油孔1進入油腔，使密封液缸向下移動，封住自封膠芯。

（3）在施工過程中，高壓液壓油通過對油孔4進入油腔，使工作液缸向上移動擠壓自封膠芯，使自封膠芯產(chǎn)生變形并緊緊地“抱住”連續(xù)油管從而實現(xiàn)密封。

圖1

1 自封盒失效的原因

自封盒失效就是自封盒不能對井內(nèi)高壓流體實施有效封隔，從而使井內(nèi)流體串出自封盒造成環(huán)境污染、設(shè)備及人員傷害等安全隱患。該自封盒的失效原因通常有以下幾個方面。

（1）液缸密封件失效。

（2）自封膠芯磨損嚴重。

（3）銅套及銅補芯內(nèi)通孔磨損嚴重。

（4）液壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

（5）工作液缸不動作。

2 自封盒失效的解決方法

2.1 液缸密封盤根失效

液缸密封件失效常體現(xiàn)在密封液缸下部邊緣出現(xiàn)漏失現(xiàn)象，這種失效發(fā)生頻率很高，控制方法也很簡單，就是在每次閉合密封液缸前，仔細檢查盤根是否有損壞現(xiàn)象，如果被損壞，更換新的密封件即可。

2.2 自封膠芯磨損嚴重

連續(xù)油管在起下過程中，自封膠芯要在液壓系統(tǒng)的作用下，緊緊地“抱住”連續(xù)油管，以實現(xiàn)密封，由于連續(xù)油管表面比較粗糙，自封膠芯內(nèi)表面承受摩擦力也是很大的，這就不可避免地造成膠芯被磨損，當膠芯被磨損到一定程度（如圖2），它將會因失去密封能力而失效。這時，就必須更換新的自封膠芯。

圖2

2.3 銅套及銅補芯內(nèi)通孔磨損嚴重

銅套及銅補芯一般是由材質(zhì)比連續(xù)油管更軟的黃銅加工而成的，其作用是在不對連續(xù)油管造成損傷的前提下把彎曲的連續(xù)油管變直并居中，以便自封膠芯能很好地對連續(xù)油管進行密封。隨著連續(xù)油管起下時間的增加，銅套及銅補芯的內(nèi)孔就會變大，甚至出現(xiàn)不規(guī)則的橢圓狀（如圖3），這樣，就會失去使彎曲的連續(xù)油管變直并居中的能力，使得自封膠芯無法對快速通過的彎曲的連續(xù)油管實施有效密封，從而使得自封盒失效。所以，在日常的維護保養(yǎng)中，要注意檢查銅套及銅補芯內(nèi)孔的磨損情況，當磨損達到了一定程度，就必須更換新的銅套及銅補芯。

圖3

2.4 液壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題；

該類型自封盒是遠程液壓控制，故液壓系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題的原因很多，歸納起來通常有：

（1）供油系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

（2）液壓管路漏油

（3）控制元件出現(xiàn)故障。

其解決方法為：首先觀察液壓油壓力表，看壓力是否正常，在條件允許的情況下，從低到高給自封盒加壓，觀察壓力變化情況，并根據(jù)壓力變化情況判斷出故障產(chǎn)生的原因。

2.5 工作液缸不動作

該類型自封盒就是通過工作液缸在液壓油的作用下向上運動，使自封膠芯壓縮變形，從而實現(xiàn)密封的，如果工作液缸不動作，自封盒也就會失效。產(chǎn)生這種情況的原因通常有兩種。

（1）工作液缸密封件被損壞。要判斷這種故障的方法是：連接好工作液缸的液壓管線，打開裝膠芯的液缸，給工作液缸施加工作壓力，或者使工作液缸作往復(fù)運動，當液壓值達到低于系統(tǒng)額定壓力一定數(shù)值時，工作液缸就不再上升，這時，可以觀察自封盒是否有漏油現(xiàn)象，并拆開工作液缸檢查密封件是否損壞或密封面有缺陷。

（2）工作液缸被卡住。出現(xiàn)這種情況常見的原因通常是自封盒長期在含有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中工作，工作液缸外表面和與之接觸的內(nèi)表面在腐蝕性介質(zhì)的作用下產(chǎn)生了坑蝕現(xiàn)象，而井內(nèi)的固體雜質(zhì)在隨著井內(nèi)流體返出井口的時候，堆積在被坑蝕的地方，隨著堆積的固體雜質(zhì)的增多，工作液缸就會被卡住。

判斷這種故障的辦法是：將自封盒密封液缸推至上端位置，去掉銅套、銅補芯及自封膠芯，然后由液壓系統(tǒng)提供工作壓力，正常情況下，只要供給壓力超過100psi時，工作液缸就要向上運動，如果當壓力比較高時，工作液缸都一直不動，或者是還沒有到最高點位置就不動作了，就說明液缸被卡住了。也可以取出工作液缸，檢查工作液缸外表面和自封盒對應(yīng)位置的內(nèi)表面是否有坑蝕現(xiàn)象，且坑蝕點是否有雜質(zhì)存留。

其修復(fù)方法是：先得到工作液缸外徑和自封盒與之對應(yīng)內(nèi)徑的真實值，再對其表面進行處理，消除坑蝕點即可。

3 結(jié)語

連續(xù)油管邊門式自封盒的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，其各種失效產(chǎn)生的現(xiàn)象也不盡相同，只要針對失效現(xiàn)象加以分析，并運用科學(xué)的方法予以判斷，失效的原因也就不難找到。修復(fù)自封盒的方法也非常重要，在選擇修復(fù)方法時，盡量不要改變自封盒原來的結(jié)構(gòu)，材料表面處理時，要針對其作用和工作環(huán)境選擇適當?shù)姆椒ǎ灰S護得當，自封盒就能保持較好的工作狀態(tài)。

TE21

A

1671-0711（2017）04（上）-0072-02