Αξιολόγηση εξοπλισμού επιφανείας τσιμέντωσης για τις συνθήκες οξέος αερίου και διαβρωτικών πηγών

Οι εξοπλισμοί αιωρούμενου τσιμέντου για πηγάδια οξέος αερίου πρέπει να αξιολογούνται βάσει του πλήρους περιβάλλοντος λειτουργίας, όχι μόνο βάσει των ονομαστικών πιέσεων και θερμοκρασιών.Η NACE MR0175 και το ISO 15156 καθορίζουν όρια υλικών που αποτρέπουν τη ρωγμάτωση υπό πίεση από θειικόΈνα κολάρο ή ένα παπούτσι πλωτή που αποτυγχάνει σε αυτές τις συνθήκες μπορεί να χάσει την σφραγίδα αντίστροφης πίεσης,επιτρέπουν την επιστροφή της ροής του τσιμέντουΕπομένως, η αξιολόγηση θα πρέπει να καλύπτει τη μεταλλουργία κάθε φορτισμένου μέρους, την σκληρότητα και τη θερμική επεξεργασία των ελαστικών και των συσσωρευτών,τη συμβατότητα των σφραγίδων από ελαστομερές με H2S, CO2 και θερμοκρασία, καθώς και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά που επαληθεύονται σύμφωνα με τις μεθόδους δοκιμής API Spec 10F και ISO 10427-2.γιατί μια δομημένη αξιολόγηση προστατεύει την ακεραιότητα του πηγάδι και το κόστος του έργου, και πώς οι αγοραστές μπορούν να προσδιορίσουν, να επαληθεύσουν και να τεκμηριώσουν τον εξοπλισμό που λειτουργεί για τη διάρκεια ζωής του πηγάδι.

Τι διαφοροποιεί την εξυπηρέτηση με οξύ αέριο για τον εξοπλισμό πλωτών;

Ένα πηγάδι θεωρείται γενικά όξινο όταν τα υγρά του περιέχουν θειικό υδρογόνο σε μερικές πιέσεις αρκετά υψηλές ώστε να προκαλούν ρωγμάτωση ευαίσθητων υλικών.Η NACE MR0175 και το ISO 15156 εφαρμόζονται συνήθως όταν η μερική πίεση H2S υπερβαίνει περίπου το 0Το διοξείδιο του άνθρακα είναι συνήθως παρόν και διαλύεται στο νερό για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ, οδηγώντας στη διάβρωση απώλειας βάρους.Επομένως, τα εργαλεία από τα υπόγεια σημεία αντιμετωπίζουν δύο ξεχωριστές επιθέσειςΗ διάσπαση που προκαλείται από το H2S, η οποία είναι ξαφνική και καταστροφική, και η διάβρωση που προκαλείται από το CO2, η οποία είναι σταδιακή και σωρευτική.

Τα υψηλής αντοχής χάλυβα, συμπεριλαμβανομένων των σκληρυμένων ελαστικών, κλειδαριών και στερεωτικών μέσα στις βαλβίδες πλεύσης, είναι τα πιο επικίνδυνα είδη αποτυχίας.απορροφούν το υδρογόνο που παράγεται από διάβρωση και ρωγμή H2S υπό πίεσηΗ κλασική θεραπεία δεν είναι η επικάλυψη αλλά η επιλογή υλικών: χάλυβες με ελεγχόμενη σκληρότητα,συνήθως κάτω από 22 HRC για χάλυβα άνθρακα και χαμηλής κράμασης σύμφωνα με την NACE MR0175 και το ISO 15156Τα κράματα ανθεκτικά στη διάβρωση καθορίζονται όταν οι συνθήκες υπερβαίνουν τα όρια αυτά.

Ο εξοπλισμός πλεύσης προσθέτει μια επιπλοκή, επειδή ένα μεγάλο μέρος του είναι σχεδιασμένο για να μπορεί να τρυπηθεί χρησιμοποιώντας χυτοσίδηρο, αλουμίνιο και θερμοστεγόντα πλαστικά.Από το σώμα στην άνοιξη στην σφραγίδα, πρέπει να αξιολογηθούν ξεχωριστά: ένα περίβλημα που πληροί το πρότυπο δεν προστατεύει ένα ελατήριο που δεν πληροί το πρότυπο.Τα μη μεταλλικά δορυφορικά υλικά, όπως τα θερμοανθεκτικά πλαστικά, αποφεύγουν εντελώς τη ρωγμάτωση από την πίεση του θειού, επειδή δεν διαβρώνουν, αλλά οι ελαστομερές σφραγίδες τους πρέπει να αντιστέκονται στην επίθεση του H2S και του CO2, στις υψηλές θερμοκρασίες και την ταχεία αποσυμπίεση αερίων.

Η θερμοκρασία αναδιαμορφώνει την εικόνα: η συμπεριφορά της ρωγμάτωσης με ανθρακικό άγχος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία, η διάβρωση του CO2 επιταχύνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και της μερικής πίεσης του CO2,και τα ελαστομερή αποσυντίθενται ταχύτερα σε υψηλές θερμοκρασίες κάτω από την τρύπαΗ αξιολόγηση δεν αποτελεί επομένως έναν ενιαίο έλεγχο υλικού, αλλά μια μήτρα υλικών, περιβάλλοντων και θερμοκρασιών.που δοκιμάζουν τη σφραγίδαΗ επιλογή της οξείας υπηρεσίας προσθέτει την περιβαλλοντική διάσταση σε αυτές τις λειτουργικές δοκιμές.

Γιατί η Αξιολόγηση της Αξιόδοτης Υπηρεσίας Δεν Μπορεί να Είναι Αργή Σκέψη

Οι συνέπειες του να τοποθετηθεί κανονικός εξοπλισμός πλεύσης σε ένα ξινό πηγάδι είναι σοβαρές.μετατροπή του κολαστήρα πλεύσης σε ανοιχτό αγωγό για την επιστροφή της ροής τσιμέντου μετά την εκτόπισή τουΣε ένα πηγάδι με H2S, η αποκατάσταση είναι επικίνδυνη.Και μια απλή βλάβη μπορεί να εκθέσει το πλήρωμα και το περιβάλλον σε τοξικό αέριο.Ο εξοπλισμός πλεύσης είναι ένα μονόδρομο φράγμα που δεν μπορεί να επιθεωρηθεί ή να επισκευαστεί μόλις το τσιμέντο είναι στη θέση του.

Το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται στο παραγόμενο νερό για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ το οποίο επιτίθεται σε περιβλήματα, καθίσματα και επιφάνειες σφράγισης για μήνες ή χρόνια.Το πρώτο σύμπτωμα μπορεί να είναι ένα κολάρο που δεν θα αντέξει κατά τη διάρκεια μιας δοκιμής πίεσης ρουτίνας, αναγκάζοντας μια εργασία που μια σωστή επιλογή υλικού θα είχε αποτρέψει.

Τα οξέα πηγάδια διέπονται συνήθως από προδιαγραφές έργου που απαιτούν τη συμμόρφωση με την NACE MR0175 και το ISO 15156 και από τα πρότυπα εταιρειών εκμετάλλευσης για την υπηρεσία H2S.Η τεκμηρίωση προμηθειών πρέπει να αποδεικνύει ότι κάθε μέρος που περιέχει πίεση και υποφέρει φορτίο είναι κατάλληλο για το καθορισμένο περιβάλλον.Μια δομημένη αξιολόγηση δημιουργεί αυτά τα στοιχεία πριν από την παραγγελία του εξοπλισμού, όχι μετά από μια βλάβη.

Η αξιολόγηση έναντι του συνολικού περιβάλλοντος αποφέρει τέσσερα οφέλη:

• Η ακεραιότητα του πηγάδι και η ασφάλεια του πληρώματος: τα υλικά που επιλέγονται σύμφωνα με τα πρότυπα NACE MR0175 και ISO 15156 διατηρούν τη βαλβίδα αντίστροφης πίεσης λειτουργική, αποτρέποντας την ροή του τσιμέντου, τη μετανάστευση αερίων και την ανεξέλεγκτη απελευθέρωση H2S.
• Συμμόρφωση με τις απαιτήσεις του έργου: η τεκμηριωμένη επιλογή υλικού και τα αποδεικτικά στοιχεία δοκιμών ικανοποιούν τις προδιαγραφές της υπηρεσίας προμήθειας και παρέχουν στις ομάδες προμηθειών και ελέγχου ποιότητας την απαραίτητη ιχνηλασιμότητα.
• Προβλέψιμη μακροχρόνια απόδοση: η αντιστοίχιση των μετάλλων, των ελαστομερών και των χαρακτηριστικών με την πραγματική σύνθεση και θερμοκρασία του αερίου αποτρέπει τόσο τις ξαφνικές αποτυχίες ρωγμάτωσης όσο και την σταδιακή βλάβη από τη διάβρωση.
• Λιγότερο συνολικό κόστος: η αξιολόγηση, οι δοκιμές και η τεκμηρίωση στο στάδιο του σχεδιασμού κοστίζουν ένα κλάσμα από μια εργασία αποκατάστασης τσιμέντου, μια εργασία ή μια παράκαμψη μετά από βλάβη του εξοπλισμού.

Η οξεία λειτουργία συχνά συμπίπτει με υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία, γεγονός που περιορίζει περαιτέρω τις επιλογές υλικών: οι χάλυβες υψηλότερης αντοχής που αντέχουν στην κατάρρευση μπορεί να υπερβαίνουν τα όρια σκληρότητας,Ενώ τα ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα αλλάζουν την εικόνα κόστουςΣε τέτοια πηγάδια, το πλωτό παπούτσι και το κολάρο πλωτή θα πρέπει να επανεξεταστούν ως σύστημα, με μια διπλή διάταξη βαλβίδων που παρέχει εφεδρικότητα σε περίπτωση που η κύρια βαλβίδα καταστραφεί κατά τη διάρκεια της γεώτρησης ή από συντρίμμια..

Η προσπάθεια αξιολόγησης πρέπει να είναι ανάλογη με το περιβάλλον: ένα πηγάδι με ίχνη CO2 χρειάζεται λιγότερη ανάλυση από ένα πηγάδι με υψηλή περιεκτικότητα σε H2S HPHT με στοιχειώδες θείο.Αλλά κάθε ξινό πηγάδι αξίζει μια τεκμηριωμένη υλική απόφαση, διότι το κολάρο και το παπούτσι δημιουργούν ένα εμπόδιο που θα κριθεί μόνο όταν είναι πολύ αργά για αλλαγή.

Πώς να αξιολογείται ο εξοπλισμός πλεύσης για οξέα αέρια και διαβρωτικά πηγάδια

Η πρακτική αξιολόγηση ακολουθεί πέντε στάδια, καθένα από τα οποία μετατρέπει το περιβάλλον του πηγάδι σε συγκεκριμένες απαιτήσεις εξοπλισμού και επαληθεύσιμη τεκμηρίωση.Έτσι η τελική επιλογή μπορεί να υπερασπιστεί στην αναθεώρηση των προμηθειών και στο πεδίο.

Καθορίστε το Πλήρες Περιεχόμενο Υπηρεσίας

Αρχίστε με το περιβάλλον, όχι με τον κατάλογο, συλλέξτε τις μέγιστες μεικτές πιέσεις H2S και CO2 που αναμένονται στο παπούτσι, τη θερμοκρασία και την πίεση της κάτω τρύπας,το pH και τη σύνθεση του νερού σχηματισμού και των υγρών ολοκλήρωσηςΣημειώστε το εύρος θερμοκρασίας κατά την ενυδάτωση του τσιμέντου, επειδή η θερμότητα της ενυδάτωσης μπορεί να αυξήσει την τοπική θερμοκρασία στην βαλβίδα.Περιλαμβάνουν πιέσεις επεξεργασίας και δοκιμήςΤο υλικό πρέπει να αντέχει στο περιβάλλον σε πλήρη διαφορική πίεση, συνήθως 5.000 έως 15.000 psi σε πηγάδια υψηλής πίεσης.Το φάκελο υπηρεσιών είναι η αναφορά με την οποία ελέγχεται κάθε ουσιαστική απόφαση.

Ελέγχος κάθε υλικού σύμφωνα με τα πρότυπα NACE MR0175 και ISO 15156

Εξετάστε τη μεταλλουργία κάθε φορτωτικού εξαρτήματος: σώματα, καθίσματα, ελατήρια, μεντεσέδες, συνδέσμους και δαχτυλίδια κλειδώματος.Οι χάλυβες άνθρακα και χαμηλής κράμασης πρέπει να πληρούν τα όρια σκληρότητας και θερμικής επεξεργασίας της NACE MR0175 και του ISO 15156Για τις περισσότερες εφαρμογές, αυτό σημαίνει ελεγχόμενη σκληρότητα, κατάλληλη θέρμανση και καμία ψυχρή επεξεργασία με υψηλή σκληρότητα των μερών υπό ελαστική πίεση.Έτσι επιβεβαιώστε το υλικό της άνοιξηςΣε περίπτωση που οι συνθήκες υπερβαίνουν τα όρια του χαμηλής κράμασης χάλυβα, προσδιορίστε ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα ή πλήρως μη μεταλλικά δομήματα που μπορούν να τρυπηθούν.Ζητήστε από τον προμηθευτή τα πιστοποιητικά υλικών και τη βάση της δήλωσης συμμόρφωσης.

Αξιολόγηση της συμβατότητας των ελαστομερών και των σφραγίδων

Οι σφραγίδες ελαστομερών αντιμετωπίζουν μια τριπλή πρόκληση: χημική επίθεση από H2S και CO2, υψηλή θερμοκρασία και ταχεία αποσυμπίεση αερίων όταν η πίεση αιμορραγεί γρήγορα.Το τυπικό νιτρικό καουτσούκ είναι συχνά ανεπαρκές για την οξεία εξυπηρέτηση σε υψηλές θερμοκρασίεςΗ θερμοκρασία του συστήματος σφραγίδωσης πρέπει να επαληθεύεται σε σχέση με τη μέγιστη θερμοκρασία της κάτω τρύπας.μέχρι περίπου 350 έως 400 βαθμούς Φαρενάιτ για τα τυποποιημένα σχέδια και υψηλότερα για ειδικό εξοπλισμό• Ρωτήστε τον προμηθευτή αν έχει ορίσει το συμπλέγμα σφραγίδας για την εξυπηρέτηση των οξέων αερίων και την ταχεία αποσυμπίεση αερίων και επιβεβαιώστε τις απαιτήσεις αποθήκευσης και διάρκειας ζωής.

Επιβεβαίωση των λειτουργικών βαθμολογιών και των αποδεικτικών στοιχείων δοκιμών

Η συμμόρφωση του υλικού από μόνη της δεν αποτελεί βαλβίδα πλεύσης.ικανότητα διαφορικής πίεσης σε ονομαστική πίεσηΓια την κακή εξυπηρέτηση, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα σύστημα που θα σας βοηθήσει να διατηρήσετε την ασφάλεια.Ερώτηση σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο προμηθευτής επαληθεύει τις επιδόσεις υπό αντιπροσωπευτικές συνθήκες και εάν υπάρχουν διαθέσιμα πιστοποιητικά δοκιμώνΕπιβεβαιώστε ότι η ονομαστική πίεση καλύπτει το χειρότερο διαχωρισμό κατά τη διάρκεια της μετατόπισης, όταν μια στήλη τσιμέντου 15,8 έως 20 ppg ισορροπείται με ελαφρύτερο υγρό δακτυλίου και ότι το μέγεθος,σύνδεση, και η ροπή συνδυασμού ταιριάζει με το μέγεθος του περιβλήματος.

Έγγραφα ελέγχου, ιχνηλασιμότητα και χειρισμός

Ζητήστε ένα πακέτο τεκμηρίωσης που περιλαμβάνει εκθέσεις δοκιμών υλικών με αριθμούς θερμότητας, επαλήθευση σκληρότητας, δεδομένα σύνθετων ελαστομερών, πιστοποιητικά λειτουργικών δοκιμών,και σαφή δήλωση συμμόρφωσης με την NACE MR0175 και το ISO 15156 για το καθορισμένο φάσμα υπηρεσιώνΕπιβεβαιώστε ότι ο προμηθευτής λειτουργεί σύμφωνα με τα συστήματα ποιότητας API Spec Q1 ή ISO 9001.ηλιακό φως, και θερμότητα, να χρησιμοποιούν προστατευτικά νήματα και να αποφεύγουν ζημιές από τις συγκρούσεις που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν συγκεντρώσεις άγχους σε εξαρτήματα που πρέπει να αντιστέκονται στην ρωγμάτωση από άγχος θειού.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποιο επίπεδο H2S κάνει ένα πηγάδι πικρό για την επιλογή εξοπλισμού πλεύσης;

Δεν υπάρχει καθολικό όριο, αλλά η NACE MR0175 και το ISO 15156 εφαρμόζονται συνήθως όταν η μερική πίεση του H2S στη αέρια φάση υπερβαίνει περίπου 0,05 psi (0,3 kPa).Η μερική πίεση εξαρτάται τόσο από τη συγκέντρωση όσο και από τη συνολική πίεση του συστήματος, έτσι ώστε ένα αέριο χαμηλής συγκέντρωσης σε υψηλή πίεση μπορεί να είναι ακόμα ξινό.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξοπλισμός πλωτήματος με γεωτρήσεις σε οξέα πηγάδια;

Ναι, με τη σωστή επιλογή.Το θερμοανθεκτικό πλαστικό και άλλα πλήρως μη μεταλλικά δομικά δομικά δεν περιέχουν μεταλλικά μέρη που υπόκεινται σε ρωγμάτωση με θειικό άγχος και χρησιμοποιούνται σε οξέα.Τα εξαρτήματα αλουμινίου και χυτοσιδήρου πρέπει να ελέγχονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές της NACE MR0175 και του ISO 15156 για το συγκεκριμένο περιβάλλον., και οι σφραγίδες από ελαστομερές πρέπει να είναι κατάλληλες για τη σύνθεση και τη θερμοκρασία του αερίου.

Γιατί οι πηγές είναι ένα ιδιαίτερο μέλημα στην ξινή υπηρεσία;

Τα ελατήρια είναι ψυχρά επεξεργασμένα, με υψηλή σκληρότητα, μέρη από χάλυβα υπό συνεχή πίεση, ακριβώς ο συνδυασμός που επιτίθεται από την σφαιρίδιο πίεση.Ένα σπασμένο ελατήριο σε μια βαλβίδα flapper αφήνει το flapper ανίκανο να καθίσειΟι βαλβίδες λειτουργίας οξέος χρησιμοποιούν επομένως ελατήρια με ελεγχόμενη σκληρότητα και θερμική επεξεργασία, εναλλακτικά κράματα ελαίων,ή χωρίς ελατήριο σχεδιασμοί που καθίστανται από βαρύτητα ή διαφορική πίεση.

Τα τυποποιημένα σφραγίσματα από ελαστομερές αποτυγχάνουν σε περιβάλλοντα με ξινά αέρια;

Το υδρογόνο και το διοξείδιο του άνθρακα επιτίθενται σε πολλά ελαστικά γενικής χρήσης, προκαλώντας πρήξιμο, σκληρότητα και απώλεια ισχύος σφραγίσματος, ενώ η υψηλή θερμοκρασία επιταχύνει τη ζημιά.Η ταχεία αιμορραγία υπό πίεση μπορεί επίσης να προκαλέσει εκρηκτική βλάβη από αποσυμπίεση στο εσωτερικό της σφραγίδαςΓια τα ξινά πηγάδια, συνήθως απαιτούνται ειδικές ενώσεις όπως HNBR και FKM, που είναι κατάλληλες για τη σύνθεση του αερίου, τη θερμοκρασία και τις συνθήκες αποσυμπίεσης.

Πώς επηρεάζουν από κοινού το CO2 και το H2S τον εξοπλισμό πλωτών;

Το H2S οδηγεί σε σφαιρίδιο σφαιρίωσης σιδήρων και μπορεί επίσης να προκαλέσει διάβρωση.προκαλώντας σταδιακή διάβρωση των καθισμάτωνΜαζί απαιτούν ανθεκτική στη ρωγμή μεταλλουργία, καθώς και υλικά ανθεκτικά στη διάβρωση, και σφραγίδες που αντέχουν και στα δύο αέρια σε θερμοκρασία κάτω από την τρύπα.

Ποιο έγγραφο πρέπει να ζητήσει ο αγοραστής για εξοπλισμό πλωτήρα οξείας υπηρεσίας;

Ζητούνται εκθέσεις δοκιμών υλικών με θερμικούς αριθμούς, αρχεία σκληρότητας και θερμικής επεξεργασίας φορτωτικών μερών, δεδομένα σύνθετων ελαστομερών και αντίγραφα πιστοποιητικών λειτουργικής δοκιμής.Ζητήστε γραπτή δήλωση συμμόρφωσης NACE MR0175 και ISO 15156 που ονομάζει το πεδίο παροχής υπηρεσιώνΗ ιχνηλασιμότητα από το πιστοποιητικό εργοστασίου μέχρι το τελικό εργαλείο είναι απαραίτητη.

Συμπεράσματα

Η υπηρεσία οξέος αερίων αλλάζει το νόημα της επιλογής εξοπλισμού πλεύσης.Ημερήσιες τιμέςΜια δομημένη αξιολόγηση, που καλύπτει τη μεταλλουργία σύμφωνα με την NACE MR0175 και το ISO 15156, τη συμβατότητα των σφραγίδων,λειτουργικές ικανότητες σύμφωνα με τις προδιαγραφές API 10F και ISO 10427-2Το κόστος της αξιολόγησης είναι μικρό, το κόστος ενός πλωτού κολάρου που αποτυγχάνει σε ένα ξινό πηγάδι δεν είναι.Όταν το επόμενο έργο σας περιλαμβάνει οξύ αέριο ή διαβρωτικά υγρά, επικοινωνήστε με τους μηχανικούς μας εφαρμογής με την ανάλυση αερίου, θερμοκρασία και πίεση δεδομένα, και το πρόγραμμα περίβλημα, έτσι ώστε το πλωτό παπούτσι και κολάρο πλωτή μπορεί να προσδιοριστεί, δοκιμάζεται,και τεκμηριωμένα για τις ακριβείς συνθήκες υπηρεσίας σας.