谭天斌 牛小静(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司, 新疆 库尔勒 841600)
浅析油管螺纹粘扣因素分析与措施
谭天斌 牛小静(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司, 新疆 库尔勒 841600)
油管是连通地下原油与地面采油树的通道,当油井发生故障时,就需要起出油管进行修井等维护作业。为完成某项工艺措施,需要频繁的起下油管作业,油套管因为多次的起出和下入,且工作环境较为恶劣,接箍与管体管端的螺纹连接容易出现粘扣的情况。本文主要分析了油管螺纹粘扣的原因以及应对措施。
油管螺纹;粘扣;措施
原油集输主要通过油管完成,油管之间的连接是通过螺纹连接,而只要有任何一支接箍或油管出现问题,都会导致整口井报废,出现重大损失。在频繁的起下作业过程中,如果操作不当或违章操作,都会造成油管螺纹粘扣故障。本文分析了作业过程中产生的油管螺纹粘扣的影响因素,指出了如何改善油管螺纹粘扣的几点措施,可以有效延长油井生产周期,提高油井经济效益。
现阶段,油井作业引起的油管螺纹粘现象,主要体现在三个方面:一是使用液压钳作业不正确,二是不按标准加工螺纹,三是作业人员未按标准进行操作施工。
(1)油管液压钳分析 ①液压钳过扭矩的问题。一方面,现场使用的电源不同,油泵的输出压力也就不同,在实际操作过程中液压钳的扭矩很难得到控制,及其容易造成转矩过大的情况;另一方面,国内产的液压钳安装压力上限是25MPa,在实际操作过程中有时压力表指针启动就可能超过螺纹扭矩,很容易就会导致过扭矩的问题。②液压钳夹紧力的问题。 上下螺纹作业主要是通过液压动力钳夹紧接箍实现的。但液压钳钳口的夹紧力较大,易产生耦合变形。同时,螺纹在加工过程中由于外夹紧力的约束,使其不易扩展的弹性变形,导致接触到的螺纹多。因此,需要更大的扭矩才可让螺纹旋合到位,如果齿面接触应力大于规定扭矩的应力,就极易造成粘扣现象。
(2)螺纹脂、螺纹镀层不到位 螺纹密封脂改变了螺纹的接触面状态,螺纹接触面上的应力状态也得到改善,并能有效地防止螺纹连接。但作业现场是开放的建筑工地,其条件恶劣复杂,密封脂露天存放容易引起油脂变质固结,泥沙颗粒、防砂石英砂及井内油层砂混合在油桶中,很容易使油品变质。涂油时如不采用专用工具,人工涂油作业不规范,会造成涂油不匀称,甚至出现偷工减料及不涂抹螺纹脂的情况发生。这种情况下,内外螺纹啮合处于一种干摩擦状态下,必然会导致螺纹旋合增加摩擦系数,如要达到无外露螺纹就必须施加更大的扭矩。
(3)违章操作 现场作业人员不按标准规范作业,是造成油管螺纹卡扣的主要原因之一。主要体现在以下几个方面:一是油管抬送过程中没有使用特殊工具,导致螺纹丝扣损坏。二是混杂使用一些材质不同、质量不同的油管作业,新旧的油管混用造成损坏。三是拉送油管时未按要求使用螺纹保护器或小滑轮,造成丝扣与滑道的摩擦,损害油管丝扣。四是作业过程中由于天车游动滑车造成井口不对中,如左右误差在2cm以上,前后误差在5cm以上,直接造成斜拉操作,从而引起螺纹错位。
(1)持续改进液压钳 ①采用液压钳的慢档功能。根据需要,应该恢复使用液压钳的慢档扭矩功能,通过采用整体更换式扭矩阀,在系统压力10MPa的情况下,使液压钳额定扭矩达到3.5KN·m,这样就可完成常规的套铣、钻塞、对扣及打捞作业工序。 ②采用可更换式液压钳扭矩阀。通过更详细的广泛分类,按照不同的管材卸扣要求,任何时间都可以更换扭矩阀,以更好地满足现场要求。通过更及时有效的校对,实现三个月一更换,从而彻底改变了修复扭矩阀不校对的问题。
(2)使用丝扣涂油设备 这套设备主要将压缩空气进入气流换向装置,让空气进入气缸活塞或活塞下端的上端。在弹簧压力作用下,气缸内的油被压在油面上,并且通过输送泵的嘴可充分吸收油。该泵密封件被传递到喷嘴,通过按钮即可将密封脂喷到油管螺纹上。
使用丝扣涂油设备后,不仅能提高管道连接件的密封质量,还能有效减少管道螺纹损坏,防止油管损坏引起的故障。
(3)强化现场规范操作 制定现场质量监督管理体系,建立监督管理制度,规范井下作业规则,全方位的监督管道作业质量,细化找出控制点,分解到具体责任人。严格制定并执行奖惩制度,强化监理现场管理。从而进一步提高现场作业质量,以保持良好的运行效果,控制生产成本,提高整体经济效益和经营效率,延长油井的生命周期。
总而言之,油管螺纹粘扣问题是当前石油企业急需解决的问题之一,螺纹粘扣不仅会造成螺纹表面损坏,降低油管的使用寿命,还有可能导致整口油井报废。由此可见,深入探析油管螺纹粘扣现象,找到油管螺纹粘扣的应对措施,减少事故发生的概率,具有非常重要的现实意义。虽然现有的措施能起到很好的防治作用,但依旧满足不了石油行业的快速发展,因此,有必要加强新的防粘扣技术的研制。
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