Ποιοτικά ελαττώματα και πρόληψη σωλήνων πετρελαιοπηγών

Τα ποιοτικά ελαττώματα των σωλήνων πετρελαιοπηγών προέρχονται κυρίως από τρεις πτυχές:
Πρώτον, τα ποιοτικά ελαττώματα του ίδιου του σώματος του σωλήνα πετρελαίου, όπως οι μηχανικές ιδιότητες, η εσωτερική σύνδεση και το ζύγισμα του σώματος του σωλήνα δεν πληρούν τις απαιτήσεις.
Δεύτερον, τα ποιοτικά ελαττώματα που προκαλούνται από τον σωλήνα πετρελαιοπηγής κατά τη διαδικασία επεξεργασίας, όπως οι παράμετροι του σπειρώματος (κωνικότητα, βήμα, ύψος δοντιού, σχήμα Ken και ομοκεντρότητα και κοντινή απόσταση των σπειρωμάτων στα δύο άκρα της ζεύξης) που υπερβαίνουν το πρότυπο, μαύρη πόρπη σπειρώματος, σπασμένη πόρπη, απόκλιση σπειρώματος, ροπή βίδας που υπερβαίνει το πρότυπο, διαρροή, ζημιά σπειρώματος (γρατσουνιές, χτυπήματα), ποιότητα συγκόλλησης σωλήνα διάτρησης που δεν πληροί τις απαιτήσεις κ.λπ.
Τρίτον, η απόδοση του σωλήνα πετρελαίου, συμπεριλαμβανομένης της απόδοσης κατά της συμπίεσης, της αντιδιαβρωτικής απόδοσης, της απόδοσης διάτρησης και της αντικολλητικής απόδοσης, απέτυχε να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις.

1. Ποιοτικά ελαττώματα και πρόληψη της επεξεργασίας νημάτων σωλήνων πετρελαιοπηγής
Κατά την επεξεργασία του νήματος των σωλήνων πετρελαιοπηγών, το νήμα μπορεί να έχει ποιοτικά ελαττώματα όπως μαύρη πόρπη, απόκλιση σπειρώματος, σπασμένη πόρπη, γρατσουνιά νήματος (χτύπημα) και παράμετρος σπειρώματος που υπερβαίνει το πρότυπο.

(1) Πόρπη μαύρου νήματος: Η πόρπη μαύρου νήματος προκαλείται από το γεγονός ότι η τοπική ποσότητα επεξεργασίας του νήματος είναι πολύ μικρή, με αποτέλεσμα την "απαλότητα", η οποία σχετίζεται με την ακρίβεια της εξωτερικής διαμέτρου και του πάχους τοιχώματος, την ωοειδότητα και την ευθύτητα του άκρου του σωλήνα . Η μαύρη πόρπη στο σώμα του σωλήνα προκαλείται συχνά από το γεγονός ότι η εξωτερική διάμετρος του σώματος του σωλήνα είναι πολύ μικρή, το άκρο του σωλήνα δεν είναι αρκετά ίσιο ή το οβάλ είναι πολύ μεγάλο. Η μαύρη πόρπη στη σύζευξη προκαλείται γενικά από την εξωτερική διάμετρο του χαλύβδινου σωλήνα που υπερβαίνει τη θετική ανοχή, το τοίχωμα υπερβαίνει την αρνητική ανοχή ή η ωοειδής μορφή είναι πολύ μεγάλη.

(2) Απόκλιση τοιχώματος νήματος: Η απόκλιση τοιχώματος νήματος είναι το ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος του χαλύβδινου σωλήνα μετά το σπείρωμα, με τη μία πλευρά λεπτή και την άλλη πλευρά παχιά. Ο λόγος για την απόκλιση του τοιχώματος του σπειρώματος είναι παρόμοιος με αυτόν για την πόρπη μαύρης κλωστής, η οποία προκαλείται από ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος, κάμψη ή υπερβολική ωοειδοποίηση στο άκρο του χαλύβδινου σωλήνα. Μερικές φορές, όταν παρουσιάζεται απόκλιση του τοιχώματος του σπειρώματος ή η ποσότητα επεξεργασίας δεν ελέγχεται σωστά, το πάχος του τοιχώματος του πυθμένα με σπείρωμα μπορεί να υπερβεί την αρνητική ανοχή, γεγονός που θα επηρεάσει σοβαρά την αντοχή σύνδεσης του σωλήνα πετρελαίου.

(3) Σπάσιμο νήματος: Όταν ο κόφτης της χτένας κλωστής κόβει το νήμα με μεγάλη ταχύτητα και με δύναμη, μόλις σπάσει το νήμα ή «χαθεί» το νήμα, θα προκαλέσει το σπάσιμο του νήματος. Γενικά, το σπάσιμο του νήματος προκαλείται κυρίως από μεγάλα μη μεταλλικά εγκλείσματα στον χάλυβα και σχετίζεται επίσης με την ποιότητα του κοπτικού χτενίσματος νήματος και τη σταθερότητα της διαδικασίας κλωστής.

(4) Βλάβη νήματος: Η ζημιά του νήματος των σωλήνων πετρελαιοπηγής περιλαμβάνει μώλωπες και εκδορές, που προκαλούνται κατά την παραγωγή, τη μεταφορά και την αποθήκευση των τελικών προϊόντων. Για να αποφευχθεί ο μώλωπας, η σύνθλιψη ή η σκουριά των εκτεθειμένων σπειρωμάτων των σωλήνων πετρελαιοπηγής, εκτός από τη διασφάλιση ότι τα σπειρώματα δεν συγκρούονται με σκληρά αντικείμενα (όπως κυλίνδρους μεταφοράς, κεκλιμένες ράβδους σχάρας κ.λπ.) κατά την παραγωγή, ένα εξωτερικό προστατευτικό ο δακτύλιος με εσωτερικά σπειρώματα πρέπει να βιδωθεί στα σπειρώματα του σώματος του σωλήνα πετρελαίου και ένας εσωτερικός προστατευτικός δακτύλιος με εξωτερικά σπειρώματα θα πρέπει να βιδωθεί στα σπειρώματα του συνδέσμου.

Το πρότυπο API Spec 5CT ορίζει:
① Το εργοστάσιο επεξεργασίας νημάτων πρέπει να βιδώσει εσωτερικούς και εξωτερικούς προστατευτικούς δακτυλίους σπειρώματος. Ο σχεδιασμός, το υλικό και η μηχανική αντοχή του δακτυλίου προστασίας σπειρώματος απαιτούνται για την προστασία των σπειρωμάτων και των άκρων των σωλήνων για την αποφυγή ζημιών κατά τη διάρκεια της κανονικής φόρτωσης και εκφόρτωσης και μεταφοράς.
② Κατά τη μεταφορά και την κανονική αποθήκευση λαδιού και περιβλήματος, απαιτείται ο σχεδιασμός και το υλικό του δακτυλίου προστασίας νήματος για την απομόνωση των νημάτων από βρωμιά και νερό. Η κανονική περίοδος αποθήκευσης είναι περίπου 1 έτος.
③ Η επιλογή υλικού του δακτυλίου προστασίας νήματος δεν πρέπει να περιέχει συστατικά υλικού που μπορεί να προκαλέσουν διάβρωση του νήματος ή να προκαλέσουν την προσκόλληση του δακτυλίου προστασίας του νήματος στο νήμα και μπορεί να είναι κατάλληλη για θερμοκρασία λειτουργίας από -46℃ έως +66℃:
④ Οι προστατευτικοί δακτύλιοι με σπείρωμα από γυμνό χάλυβα δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε σώματα σωλήνων από χάλυβα ποιότητας L80 9Cr και 13Cr.

(5) Οι παράμετροι σπειρώματος υπερβαίνουν το πρότυπο: Η επεξεργασία νήματος είναι η πιο σημαντική διαδικασία στην παραγωγή σωλήνων πετρελαιοπηγής και είναι επίσης η βασική διαδικασία που καθορίζει την ποιότητα του νήματος των σωλήνων πετρελαιοπηγών. Επί του παρόντος, οι περισσότεροι σωλήνες πετρελαιοπηγών επεξεργάζονται με ειδικές εργαλειομηχανές CNC. Κατά την επεξεργασία των νημάτων, το τεμάχιο εργασίας κεντραρίζεται αυτόματα και αιωρείται με σύσφιξη. Το εργαλείο για την επεξεργασία νημάτων χρησιμοποιεί ένα εργαλείο καρβιδίου και η περιστροφή του άξονα είναι αδιάκοπη. Υπάρχουν δύο τρόποι επεξεργασίας νημάτων: ο ένας είναι ότι το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται και το εργαλείο κάνει μια επίπεδη κίνηση τροφοδοσίας. το άλλο είναι ότι το τεμάχιο εργασίας δεν κινείται και το εργαλείο περιστρέφεται και κάνει μια κίνηση τροφοδοσίας. Αυτοί οι δύο τύποι εργαλειομηχανών έχουν τα χαρακτηριστικά τους. Το πρώτο είναι ευέλικτο στη χρήση. Δεν έχει μόνο υψηλή παραγωγικότητα κατά την επεξεργασία γενικών κωνικών νημάτων, αλλά μπορεί επίσης να επεξεργαστεί κλωστές απευθείας και ειδικά συνδεδεμένες με καλή αεροστεγανότητα (ειδικές πόρπες). Η τελευταία έχει υψηλότερη παραγωγικότητα στην επεξεργασία γενικών κωνικών νημάτων από την πρώτη, αλλά απαιτείται μια εργαλειομηχανή προεπεξεργασίας για την επεξεργασία ειδικών πόρπες. Οι διάφορες παράμετροι του νήματος (μέση διάμετρος, ύψος δοντιού, κωνικότητα, βήμα, γωνία προφίλ δοντιού, κοντινή απόσταση κ.λπ.) θα επηρεάσουν την αντοχή σύνδεσης και την απόδοση στεγανοποίησης του νήματος. Η κοντινή απόσταση του νήματος είναι η συνολική τιμή της διακύμανσης κάθε μεμονωμένης παραμέτρου του νήματος. Ακόμα κι αν οι επιμέρους παράμετροι του νήματος είναι αναγνωρισμένες, η κοντινή του απόσταση μπορεί να μην είναι κατάλληλη. Η ακρίβεια των διαφόρων παραμέτρων του νήματος, εκτός από το ότι σχετίζεται με την ποιότητα του τυφλού σωλήνα, σχετίζεται επίσης με τη μέθοδο επεξεργασίας νήματος, τον τύπο εργαλειομηχανής και τη σταθερότητα της διαδικασίας επεξεργασίας, καθώς και με την ακρίβεια διαστάσεων και αντοχή στη φθορά της χτένας του νήματος. Όταν οι άλλες συνθήκες είναι ίδιες, η ακρίβεια διαστάσεων της χτένας του νήματος καθορίζει την ακρίβεια του μεγέθους του νήματος. Γενικά, η ανοχή διαστάσεων της χτένας κλωστών απαιτείται να είναι μόνο το 1/3 έως το 1/4 της ανοχής του προϊόντος ή ακόμη υψηλότερη.

(6) Οι τιμές ροπής και J υπερβαίνουν το πρότυπο: Η ροπή του λαδιού και του περιβλήματος αναφέρεται στη ροπή συμπλήρωσης που δημιουργείται όταν ο σύνδεσμος και το σώμα του σωλήνα βιδώνονται μεταξύ τους. Ο σκοπός του ελέγχου της ροπής είναι η εξασφάλιση της αντοχής σύνδεσης μεταξύ του συνδέσμου και του σώματος του σωλήνα και της πίεσης επαφής στην πλευρά του σπειρώματος και η συνεργασία με το αντίστοιχο γράσο στεγανοποίησης σπειρώματος για την επίτευξη της αντιδιαρροής του λαδιού και του περιβλήματος. Για τα τυπικά σπειρώματα API, η τιμή J αντιπροσωπεύει την απόσταση από το άκρο του σωλήνα έως το κέντρο της ζεύξης μετά τη σύσφιξη της ζεύξης και του σώματος του σωλήνα, η οποία είναι μία από τις σημαντικές παραμέτρους που καθορίζουν την ποιότητα της σύνδεσης με σπείρωμα.

(7) Διαρροή: Για να αποφευχθεί η διαρροή λαδιού και περιβλήματος που προκαλείται από ανεπαρκή πίεση επαφής μεταξύ του σώματος του σωλήνα λαδιού και του περιβλήματος και του σπειρώματος ζεύξης, το λάδι και το περίβλημα με ζεύξη υποβάλλονται σε δοκιμή υδροστατικής πίεσης σύμφωνα με το πρότυπο. Η διαρροή του σπειρώματος που συνδέει το σώμα του σωλήνα και τη σύζευξη σχετίζεται με τον τύπο και την ποιότητα του σπειρώματος, το βίδωμα του λαδιού και του περιβλήματος και την ποιότητα του γράσου στεγανοποίησης του σπειρώματος. Όσον αφορά τον τύπο του νήματος, η απόδοση σφράγισης των στρογγυλών νημάτων είναι καλύτερη από αυτή των τραπεζοειδών νημάτων και τα ειδικά νήματα είναι ακόμη καλύτερα. Το σχήμα σπειρώματος υψηλής ακρίβειας και η λογική ροπή βιδώματος λαδιού και περιβλήματος συμβάλλουν στη βελτίωση της απόδοσης στεγανοποίησης του σπειρώματος. Το γράσο στεγανοποίησης σπειρωμάτων μπορεί να παίξει ρόλο στη λίπανση, την πλήρωση κενών σπειρώματος (στεγανοποίηση) και την αντιδιαβρωτική προστασία κατά το βίδωμα των συνδέσμων και τη χρήση λαδιού και περιβλήματος.

2. Απόδοση σωλήνων πετρελαιοπηγών
Η απόδοση των σωλήνων πετρελαιοπηγών περιλαμβάνει αντικολλητική απόδοση, απόδοση κατά της κατάρρευσης, αντιδιαβρωτική απόδοση και απόδοση διάτρησης.

(1) Αντικολλητική απόδοση: Σύμφωνα με τις τυπικές απαιτήσεις, οι σπειροειδείς αρμοί λαδιού και περιβλήματος πρέπει να κατασκευαστούν και να αφαιρεθούν. Προβλέπεται ότι η κάθε ένωση πρέπει να γίνεται και να ξεγυμνώνεται 6 φορές η κάθε μία. Συμπληρώστε τη μέγιστη ροπή που προτείνει ο κατασκευαστής, στη συνέχεια ξεφορμάρετε και ελέγξτε τη συγκόλληση των εσωτερικών και εξωτερικών σπειρωμάτων του λαδιού και του περιβλήματος. Η συγκόλληση των νημάτων λαδιού και περιβλήματος σχετίζεται με παράγοντες όπως η ποιότητα του σπειρώματος, η σκληρότητα της επιφάνειας του σπειρώματος, η ταχύτητα μακιγιάζ, ο συντελεστής τριβής της επιφάνειας και η τάση επαφής (ροπή βιδώματος σύζευξης). Για να βελτιωθεί η αντικολλητική απόδοση των σπειρωμάτων λαδιού και περιβλήματος, το φινίρισμα, η σκληρότητα και η ομοιομορφία των σπειρωμάτων θα πρέπει να βελτιωθούν, να μειωθεί η ταχύτητα σπειρώματος και να ελέγχεται η ροπή βιδώματος. Ταυτόχρονα, ένα πιο μαλακό μεταλλικό ή μη μεταλλικό φιλμ θα πρέπει να επιστρωθεί στην εσωτερική επιφάνεια σπειρώματος του συνδέσμου για να διαχωριστεί το σώμα του σωλήνα του λαδιού και το περίβλημα από τον σύνδεσμο για να αποτραπεί η κόλληση της μεταλλικής επιφάνειας μεταξύ των δύο νημάτων και για να αποφευχθεί το σκίσιμο ή και το σκίσιμο των νημάτων. Πριν βιδωθεί ο σύνδεσμος, η επιφάνεια του σπειρώματος πρέπει να επικαλυφθεί με γράσο σπειρώματος για να αποτραπεί η κόλληση του σπειρώματος μετά το βίδωμα του συνδέσμου και να βελτιωθεί η απόδοση στεγανοποίησης του σπειρώματος. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι επίστρωσης για την επιφάνεια του νήματος σύζευξης: όπως η διαδικασία γαλβανισμού και η διαδικασία φωσφοροποίησης. για ορισμένα ειδικά υλικά και ειδικά σπειρώματα σύνδεσης, απαιτείται συχνά επιμετάλλωση χαλκού. Παράγοντες που σχετίζονται με το σπείρωμα που σχετίζεται με το εργοστάσιο: παράμετροι νήματος (βήμα, ύψος δοντιού, κωνικότητα, σφιχτή ροπή, μισή γωνία προφίλ δοντιού, κ.λπ.), ταίριασμα εσωτερικών και εξωτερικών σπειρωμάτων (επεξεργασία επιφάνειας, φινίρισμα επιφάνειας, φωσφοροποίηση, γαλβανισμός, επιμετάλλωση χαλκού, κ.λπ.), ένωση νήματος (λειτουργία: λίπανση, πλήρωση και σφράγιση κ.λπ., που αποτελείται από σκόνη μετάλλου και γράσο), έλεγχος μακιγιάζ (ροπή μακιγιάζ, ταχύτητα μακιγιάζ κ.λπ.), παράγοντες υλικού κ.λπ. Παράγοντες που σχετίζονται με το σπείρωμα που σχετίζεται με τη λειτουργία του κοιτάσματος πετρελαίου: ανύψωση χωρίς προστατευτικό σπειρώματος, λοξή άρθρωση (ο σωλήνας ταλαντεύεται στον αέρα και δεν είναι ομόκεντρος με τον σύνδεσμο του φρέατος), καθόλου ή λίγοι σύνδεσμοι, ένωση νήματος (δεν πληροί τις τυπικές απαιτήσεις, άμμος και άλλα συντρίμμια), ταχύτητα μακιγιάζ και ροπή μακιγιάζ, και δύναμη σύσφιξης μεγάλων λαβίδων κ.λπ.

(2) Απόδοση κατά της συμπίεσης (συντριβής): Με την αύξηση του βάθους γεώτρησης, η πίεση στο πετρέλαιο και το περίβλημα σε πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου αυξάνεται, ειδικά σε βαθιά πηγάδια, εξαιρετικά βαθιά πηγάδια ή πηγάδια πετρελαίου και αερίου σε σύνθετους σχηματισμούς όπως όπως αλάτι, αλατοπάστα, σχιστόλιθος και μαλακοί πετρώδεις σχηματισμοί που πρέπει να απομονώσουν τη ροή πλαστικού. Όταν η εξωτερική πίεση υπερβαίνει ένα ορισμένο όριο, το σώμα του σωλήνα πετρελαιοπηγής θα δημιουργήσει αυλακωτή ή ελλειπτική παραμόρφωση, η οποία ονομάζεται κατάρρευση σωλήνα πετρελαίου.

(3) Αντιδιαβρωτική απόδοση: Ορισμένα κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου περιέχουν μεγάλη ποσότητα διαβρωτικών μέσων όπως υδρόθειο, διοξείδιο του άνθρακα ή ιόντα χλωρίου, τα οποία προβάλλουν απαιτήσεις αντοχής στη διάβρωση για το λάδι και το περίβλημα, συμπεριλαμβανομένης της αντοχής στη διάβρωση με τάση σουλφιδίου. αντοχή στη διάβρωση CO2 και Cl- κ.λπ. Η αντίσταση στη διάβρωση του λαδιού και του περιβλήματος σχετίζεται κυρίως με παράγοντες όπως η χημική σύσταση του χάλυβα και η τιμή υπολειπόμενης τάσης του χαλύβδινου σωλήνα. Η μείωση της περιεκτικότητας σε μη μεταλλικά εγκλείσματα και επιβλαβών στοιχείων στον χάλυβα, η αύξηση της περιεκτικότητας σε αντιδιαβρωτικά στοιχεία όπως το Cr και το Ni, η μείωση της υπολειπόμενης τάσης στον χαλύβδινο σωλήνα και η βελτίωση της αναλογίας αντοχής στη διαρροή του χαλύβδινου σωλήνα είναι όλα ευνοϊκά για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση του λαδιού και του περιβλήματος.

(4) Απόδοση διάτρησης: Το τμήμα παραγωγής πετρελαίου του περιβλήματος του στρώματος πετρελαίου (παραγωγή πετρελαίου σε στρώσεις σε πετρελαιοπηγή πολλαπλών στρωμάτων) απαιτεί διάτρηση για να επιτρέπεται στο αργό πετρέλαιο να ρέει στο περίβλημα από το καθορισμένο στρώμα πετρελαίου άμμου που φέρει πετρέλαιο. Για το λόγο αυτό, το περίβλημα του στρώματος λαδιού απαιτείται να έχει καλή απόδοση διάτρησης, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται εργασίες διάτρησης χωρίς πιστόλι, η απόδοση διάτρησης του περιβλήματος απαιτείται να είναι υψηλότερη. Η απόδοση διάτρησης του περιβλήματος επιτυγχάνεται μέσω δοκιμών διάτρησης. Δηλαδή, το περίβλημα που πρόκειται να δοκιμαστεί κρεμιέται σε ένα προσομοιωμένο φρεάτιο και ένας ορισμένος αριθμός διαμορφωμένων σφαιρών διάτρησης με μια ορισμένη απόσταση και διαφορετικές κατευθύνσεις είναι κρεμασμένοι στο περίβλημα. Στη συνέχεια πραγματοποιείται διάτρηση. Μετά τη διάτρηση, εάν δεν υπάρχουν ρωγμές γύρω από τις οπές του περιβλήματος δοκιμής, η απόδοση διάτρησης αξιολογείται ως καλή. εάν υπάρχει μικρός αριθμός μικρών ρωγμών γύρω από τις οπές, αλλά ο αριθμός και το μήκος τους δεν υπερβαίνουν τις απαιτήσεις των τεχνικών συνθηκών, τότε η απόδοση διάτρησης αξιολογείται ως κατάλληλη. και εάν ο αριθμός ή το μήκος των ρωγμών γύρω από τις οπές υπερβαίνει τις απαιτήσεις, ειδικά εάν οι ρωγμές μεταξύ δύο παρακείμενων οπών συνδέονται, η απόδοση διάτρησης αξιολογείται ως μη κατάλληλη. Το πεδίο πετρελαίου έχει επίσης σαφείς απαιτήσεις για το μέγεθος της διαστολής του περιβλήματος μετά τη διάτρηση και το ύψος των εσωτερικών και εξωτερικών γρέζων γύρω από τις οπές.