Závěsy pažnic a závěsy hadic ve vysokotlakých{0}}vysokoteplotních{1}}teplotních (HPHT) vrtech musí obsahovat rezervoárové kapaliny po dobu životnosti, která běžně přesahuje dvacet let, avšak těsnicí prvky, na kterých jsou závislé, čelí dvěma protichůdným požadavkům. Elastomery nabízejí přizpůsobivost potřebnou k uzavření mikroskopických únikových cest, zatímco kovové struktury musí odolávat vytlačování, když se mezery součástí otevírají pod tlakem. Konvenční konstrukce O-kroužků často selhávají v důsledku explozivní dekomprese nebo poškození vytlačováním, když jsou vrty zabity, tlakově-testovány a vráceny do výroby. To je důvod, proč se průmysl postupně posunul směrem k těsnění z hybridního elastomeru-k-kovu, která kombinují obě chování uvnitř jediné zkonstruované součásti, a proč se kovová těsnění koncových uzávěrů stala klíčovým řešením v moderním hardwaru vrtu.
Lepená konstrukce a antiextruzní-design
Kovové těsnění koncovky je vyrobeno vulkanizací přesného -tvarovaného elastomerového jádra na korozi{1}}odolné kovové koncovky, takže elastomer dodává těsnící sílu, zatímco krytky vytvářejí kladný kov -k-kovu při montáži s protilehlým hardwarem. Když na těsnění působí tlak studny, koncové uzávěry se vychylují a přizpůsobují se vytlačovací mezeře, čímž chrání elastomerové tělo před vytlačením do vůle. Analýza konečných prvků (FEA) se používá během fáze návrhu k mapování rozložení napětí v objemu elastomeru a zajišťuje, že nejvíce zatížená oblast zůstane v rámci přípustných limitů směsi v rámci celé tlakové-teplotní obálky, která je ověřena až do 20 000 psi pro službu HPHT.
Kovové koncovky navržené speciálně pro závěsy pláště a závěsy trubek
FEA-optimalizované rozložení napětí zabraňuje předčasnému selhání elastomeru
Odolnost proti explozi při dekompresi v plynárenském provozu
K poškození při rychlé dekompresi plynu (RGD) dochází, když plyn absorbovaný do elastomeru při vysokém tlaku prudce expanduje během náhlého úniku tlaku-, puchýřů nebo prasknutí těla těsnění. Sloučeniny kvalifikované pro RGD-, ověřené testovacími postupy, jako je NACE TM0297 a NORSOK M-710, omezují absorpci plynu a šíření trhlin tak, aby těsnění přežilo opakované cykly odkalování bez ztráty tlakové hranice, přičemž kvalifikační testy se obvykle provádějí při 150 stupních . Tato schopnost je rozhodující pro plynové vrty, dostavby plynových výtahů a podmořské stromy, kde je tlak během rutinních operací často rychle vypouštěn. Směsi vybrané pro kyselý provoz navíc vykazují zdokumentovanou tvrdost a odolnost vůči aminům, přičemž si zachovávají své mechanické vlastnosti, když jsou vystaveny působení sirovodíku a kapalinám stimulujícím kyseliny.
Výběr materiálu napříč třídami materiálů API
Těsnící směsi a kovové komponenty jsou spárovány tak, aby odpovídaly třídám materiálů API 6A od AA po HH, a to jak v sladkých, tak kyselých podmínkách. V korozivních vrtech jsou kovové koncovky vyrobeny ze slitin odolných proti korozi tvrzených přibližně na 35 HRC, které si zachovávají svou pevnost v solných roztokech, oxidu uhličitém a H2S-ložiskových kapalinách, zatímco elastomerové jádro je vybráno pro chemickou kompatibilitu s vyráběným proudem. Toto párování umožňuje přizpůsobení jedné geometrie těsnění napříč hlavicemi pouzdra, hlavicemi trubek, šoupátkem a zařízením zabraňujícím profouknutí bez narušení tlakové hranice, což zjednodušuje inventář a kvalifikaci pro operátory provozující několik konfigurací ústí vrtu.
Kvalifikace prostřednictvím cyklování tlaku a teploty
Kovová těsnění koncovek jsou kvalifikována prostřednictvím testování výkonu podle API 6A, dodatku F, včetně testování tlakového a teplotního cyklu na úrovni výkonnostního požadavku 2 (PR-2). PR-2 podrobuje těsnění opakovaným cyklům mezi minimálním a maximálním jmenovitým tlakem a teplotními podmínkami, simuluje spektrum zátěže, ke kterému dochází během instalace, výroby,{11}}zapínání a restartu. V praxi se tato těsnění používají ve studnách s uzavřenými-tlaky nad 15 000 psi a teplotami nad 350 stupňů F, což jsou podmínky, za kterých by těsnění pouze z elastomeru vytlačovala nebo předčasně degradovala. Spojená architektura také zjednodušuje instalaci, protože koncovky fungují jako integrální součásti proti vytlačení, než aby vyžadovaly samostatné záložní kroužky.
Downhole aplikace technologie lepeného těsnění
Stejná technologie lepeného těsnění přesahuje povrchové vybavení ústí vrtu do nástrojů pro dokončování hlubinných vrtů, včetně pěchů, regulačních ventilů průtoku a podpovrchových bezpečnostních ventilů. Sady těsnění jsou dimenzovány podle vnějšího vnějšího pláště nástroje s geometrií drážky přizpůsobenou očekávané diametrální vůli a v nejhorším-případě nesouososti těsnicích ploch. Protože kovové uzávěry poskytují nepřetržitou podporu proti vytlačování, těsnění zůstává stabilní během provozu, tuhnutí a výroby, i když jsou nástroje dopravovány přes vychýlené vrty s úzkými vůlemi a formovacími teplotami až do 175 stupňů . Záznamy v terénu naznačují, že sestavy lepeného těsnění běžně přežívají běžné elastomerové sady v ekvivalentním provozu, což snižuje frekvenci pracovních zásahů.
Závěr
Integrita vrtu nakonec spočívá na těsnicích prvcích, které mohou obsahovat extrémní tlak, teplotu a kyselé tekutiny po celou dobu životnosti vrtu. Lepená kovová těsnění koncovek poskytují odolnost kovu proti vytlačování a přizpůsobivost elastomeru v rámci jedné součásti, kvalifikované podle uznávaných průmyslových standardů pro povrchové i spádové služby. Portfolio technických těsnění společnosti China Vigor uplatňuje tuto filozofii designu napříč svými produktovými řadami ústí vrtu a kompletace.
Pro více informací kontaktujte China Vigor na čísle info@vigorpetroleum.com nebo volejte +0086 29 81161513.
