管道水泥砂浆衬里失效机理的探讨

阐述了水泥砂浆衬里的防腐原理,提出了使钢铁管道水泥砂浆衬里失效的主要因素是机械破坏、腐蚀失效、衬里下金属腐蚀引起的衬里破坏,讨论了这三种失效的机理,提出了保证衬里耐久性的途径。     

衬里破坏程度对衬里-金属结构温度分布的影响撤回

隔热衬里是一种复合非均质材料,在MTO/FCC反应器内集气室等高温高压设备中广泛使用,当隔热衬里发生局部开裂或破碎时,该部分衬里将保持全部或部分隔热功能。将衬里的破坏厚度和破坏高度作为控制变量,研究衬里破坏程度对衬里-金属结构温度分布的影响,为衬里结构的选材、设计提供理论和数据支撑。研究结果表明:设计温度750℃、衬里破坏高度分别为96,288和480 mm时,衬里破坏厚度从0增大到100%的过程中衬里-金属结构温度逐渐升高,且每种衬里破坏厚度和破坏高度均存在相应的温度上限;当衬里设备存在"施工缝"缺陷时,随着衬里破坏厚度的增加,衬里-金属结构的温度增高,温度上限为546℃;当衬里破坏厚度超过80%时,金属壳体温度最高为346℃,建议进行高温衬里设备金属壳体设计时选取350℃作为设计极限温度。     

衬里破坏程度对衬里-金属结构温度分布的影响

隔热衬里是一种复合非均质材料,在MTO/FCC反应器内集气室等高温高压设备中广泛使用,当隔热衬里发生局部开裂或破碎时,该部分衬里将保持全部或部分隔热功能。将衬里的破坏厚度和破坏高度作为控制变量,研究衬里破坏程度对衬里-金属结构温度分布的影响,为衬里结构的选材、设计提供理论和数据支撑。研究结果表明:设计温度750℃、衬里破坏高度分别为96,288和480 mm时,衬里破坏厚度从0增大到100%的过程中衬里-金属结构温度逐渐升高,且每种衬里破坏厚度和破坏高度均存在相应的温度上限;当衬里设备存在"施工缝"缺陷时,随着衬里破坏厚度的增加,衬里-金属结构的温度增高,温度上限为546℃;当衬里破坏厚度超过80%时,金属壳体温度最高为346℃,建议进行高温衬里设备金属壳体设计时选取350℃作为设计极限温度。     

玻璃鳞片衬里在化肥造粒塔防腐蚀中的应用

本文对化肥造粒塔防腐衬里的腐蚀破坏机理进行了分析,指出传统防腐衬里的破坏原因和不足之处,进而提出造粒塔防腐的可靠技术——玻璃鳞片衬里,并进行论证。     

换热器搪玻璃管子的耐热性分析

换热器的搪玻璃管(玻璃衬里),在使用过程中,由于温度的急剧变化,在衬里层内会引起超过玻璃强度极限的应力,从而导致玻璃层的破坏。大多数情况下,衬里层由于玻璃的耐热性不够而产生的破坏要比化学作用、磨损和其它因素所产生的破坏来得快。 根据非金属衬里耐热性计算法的分析结果,获得用于确定搪玻璃管耐热性的解析关系式:     

耐磨层衬里表面疏松脱皮问题的解决方法

用国产材料做重油催化裂化再生器和反应器的耐磨衬里,其表面容易产生疏松脱皮问题。经过分析、实验,认为主要是碱性物质对衬里起破坏作用,并提出了除碱方法,保证了衬里质量。     

重油催化裂化装置设备衬里破坏原因分析及修复

催化裂化装置设备衬里的损坏原因是多方面的。作者结合自身工作，分析了几个典型部位衬里破坏的原因和所采取的修复措施。衬里修复后，连续运行４年，未出现问题，取得了较好的效果。     

准脆性高温设备衬里材料热固耦合应力研究及计算

采用弹性理论研究高温设备衬里结构传热规律和热-机械应力求解方法,提出基于最大线应变理论的衬里材料破坏判定准则.考虑准脆性衬里材料拉压不对称性和拉压许用应力不同,建立符合工程实际的衬里-金属复合结构线性随动有限元模型,在此基础上对衬里-金属复合结构数值模型进行热固耦合应力分析,得到在温度和内压载荷下衬里结构的拉、压应力分布及量化规律,并通过衬里材料破坏判定准则进行强度判定.研究衬里材料破坏的主要影响因素,得到内压、温度、衬里脱落程度和隔热能力失效程度对衬里-金属复合结构温度场分布及强度的影响规律:内压从0.25 MPa增大到0.45 MPa、温度从550℃升至950℃及导热系数从3.45 ×10-4 W/(mm·K)增大至2.76×10-3 W/(mm·K)过程中,金属应力增幅分别为63％,78％和300％;衬里脱落厚度达到60％以后,金属层应力呈迅速增加趋势.提出的基于材料力学强度准则的拉压非对称衬里材料强度研究方法合理实用,在相关衬里结构设计和强度校核中具有良好的适用性.     

用复合衬里结构设防加热炉腐蚀环境的尝试

在部分石化企业，由于燃料油气中携带硫物质在燃烧时所造成的腐蚀，会破坏加热炉衬里，并直接危害到钢结构的安全。因此，优化衬里结构形式就成为保证加热炉长周期运行的当务之急。优化衬里结构主要强调了在保持原有各项性能之外，需要有良好的耐腐蚀性能。     

金属纤维磷酸铝刚玉衬里

一、概述磷酸铝刚玉耐热耐磨衬里在催化裂化装置旋风分离器上已使用近二十年.由于磷酸铝刚玉衬里是脆性材料,热稳定性不佳,导热性差,因此当温度变化时,没有塑性变形,而产生很大的热应力;此时在流速很大的催化剂的冲刷下,衬里被破坏冲出龟甲网.为了改变这种衬里性能,提高使用寿命,我们将0.1×0.4毫米18-8钢丝(即破沫网18-8不锈钢丝)剪成10～30毫米的短纤维加到磷酸铝刚玉耐热耐磨衬里中去,使衬里的性能得     

国内尾管固井完井技术现状

介绍了小井眼固井、尾管先期防砂完井、尾管回接固井、旋转尾管固井、膨胀套管完井和尾管钻井等6种新兴的尾管技术.分析了特殊卡瓦式悬挂器、尾管回接装置和膨胀式悬挂器等3大类尾管完井工具研究现状.建议在尾管完井中采用特殊尾管和新兴的完井方式,并采用多手段提高尾管固井质量.指出尾管悬挂器应向多功能化、简单化和可靠性方向发展.     

深井、超深井短尾管安全丢手关键技术研究

为提高深井、超深井短尾管固井施工的可靠性,针对深井、超深井摩阻大、短尾管固井悬挂尾管短和质量轻等原因造成的丢手不易判断的问题以及摩阻大造成的丢手困难的问题,通过采用尾管牵制技术及尾管悬挂器卡瓦内嵌技术,使尾管具有反向锚定锁紧及解锁功能,为短尾管提供附加载荷,便于现场施工安全丢手;制定了现场施工工艺流程,通过合理设计各级动作启动压力值,最终形成了适合于深井、超深井的短尾管安全丢手关键技术。该项技术已在塔河油田、青海油田及冀东油田等地区累计应用了72井次,成功率100%,应用最深井深为7271 m,最小规格为177.8 mm×Ф101.6 mm,尾管质量最轻仅为4.4 t。应用结果表明,该项技术有助于实现尾管悬挂器坐挂、丢手操作一次性成功,提高了短尾管固井施工的可靠性,为深井、超深井短尾管固井提供了有力的技术支持和施工保障。     

薄壁尾管液压脱手装置的研制及应用

根据油气田勘探开发中钻深井、复杂结构井、大斜度井、大位移井等复杂井尾管固井作业的需要,研制了薄壁尾管液压脱手装置。装有薄壁尾管液压脱手装置的尾管串,可循环和承受旋转扭矩,脱手完成后即可进行尾管注水泥固井和对尾管重叠段早期挤水泥作业。薄壁尾管液压脱手装置的外筒壁厚与常规尾管壁厚相近,易于套铣沟通多底分支井眼与下部主井眼。应用结果表明,所研制的薄壁尾管液压脱手装置安全可靠、灵活实用,有利于提高尾管固井的质量和效率,并可以降低作业风险。     

尾管悬挂器在三维定向井中的应用分析

在ø215.9 mm井眼中下入ø177.8 mm尾管是渤海油田常用的井身结构之一,不但节约钻井材料及成本,而且上部井眼的ø244.475 mm套管有利于修井、增产等作业的实施。但是,在复杂井眼轨迹的三维定向井中,由于坐挂过程中的摩阻大、尾管悬挂器居中效果差等因素,对尾管悬挂器坐挂产生较大的影响。以渤中油田某A13井为例,进行坐挂过程的问题分析,根据井眼轨迹、尾管悬挂器的结构等影响因素,优化作业程序,有效地将坐挂力传递至尾管悬挂器,顺利完成了该井尾管悬挂器坐挂作业,避免了起出尾管悬挂器等复杂的处理措施。为同类型井的尾管悬挂器坐挂作业提供借鉴。     

国内特殊尾管悬挂器研制现状与发展趋势

为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求,近几年不断有新型尾管悬挂器被研制应用。这些新型尾管悬挂器包括:可有效解决尾管重叠段封固质量差和油气水窜的集尾管悬挂器、封隔器于一体的尾管封隔悬挂器及其回接装置;具有液压、机械2种坐挂功能的双作用尾管悬挂器;用于深井钻井中的超大尺寸、重负荷尾管悬挂器;适用于老井和套管开窗侧钻井的小尺寸尾管悬挂器;防止CO2、H2S气体腐蚀的特殊尾管悬挂器以及水平井尾管悬挂完井系统等。这些特殊尾管悬挂器在国内陆上和海上油田的应用中,均取得良好效果。介绍了其研制及应用概况,并就其发展方向提出了建议。     

复杂井况下短轻尾管丢手技术研究与应用

尾管固井发生丢手失败会造成重大损失,严重时会导致油井报废。对于超深井、大斜度井中的短轻尾管固井,由于尾管短,浮重轻,摩阻大,丢手判断和丢手都非常困难,发生丢手失败的风险很大。研究了一套在超深井、大斜度井等复杂井况下,有效保证短轻尾管丢手成功的工艺技术,对降低短轻尾管固井施工风险,节约钻井成本具有重要意义。在分析影响尾管固井丢手因素的基础上,分析了非常规短尾管固井技术的适用性,提出了一整套有效保证短轻尾管固井丢手成功的技术措施,并以TP188X井短轻尾管固井施工为例,介绍了该井的丢手判断施工过程。对复杂情况下短轻尾管固井的安全操作具有指导作用。     

膨胀尾管悬挂器研究及应用

常规尾管悬挂器由于密封性能差、内通径小等问题很难满足生产需要,为此,对悬挂及密封材料、液压及机械相结合的膨胀机构、膨胀方式、爆破盘等关键技术进行了研究,研制了膨胀尾管悬挂器.介绍了其结构和工作原理,阐述了其技术优点:该技术把膨胀套管技术应用到尾管完井领域,密封悬挂机构采用高强度橡胶材料,膨胀方式采用液压和机械相结合、由上至下的膨胀方式,设计了爆破盘.为检验膨胀尾管悬挂器的性能指标,进行了膨胀尾管悬挂器室内试验,验证了膨胀尾管悬挂器的基本性能.在王102-侧54井进行了侧钻井现场试验,悬挂φ95 mm尾管901.67 m.膨胀尾管悬挂器集尾管悬挂器及上封隔器于一身,有效解决了尾管头漏失问题,且悬挂密封可靠,内通径远大于尾管内径,是尾管完井技术的最新发展方向.     

国内外高温高压尾管悬挂器技术新进展

文中介绍了国外尾管固井悬挂器的发展现状,通过对Weatherford公司的SwageHammerTM尾管悬挂器系统和Drillquip公司LS-15TM尾管悬挂器系统的结构、工作原理、性能特点和现场应用情况分析,得出高温高压尾管固井技术的发展趋势。概述了国内目前较为先进的尾管悬挂器技术,指出其相比于国外同类产品的不足之处,并探讨了我国尾管悬挂器系统的应用前景。     

渤海油田稠油水平井防砂筛管耐温能力的确定

渤海油田热采水平井防砂筛管选型时参考的耐温能力未考虑井况的影响,导致部分热采水平井选用的防砂筛管不能满足注热要求而发生破坏。为此,在分析稠油热采水平井防砂筛管注热时受力的基础上,综合考虑弯曲应力与热应力对防砂筛管破坏的影响,给出了稠油热采水平井防砂筛管耐温能力的数值模拟计算方法。利用该方法计算了渤海油田6口热采水平井防砂筛管的耐温能力,分析了单位狗腿严重度下星孔、金属网布和桥式复合3种防砂筛管的耐温能力降低幅度。研究发现:考虑弯曲应力计算出的耐温能力与现场实际较吻合;单位狗腿严重度下星孔、金属网布和桥式复合3种防砂筛管耐温能力降低6~16℃;单位狗腿严重度下防砂筛管耐温能力的降低幅度随防砂筛管径向尺寸增大而增大;防砂筛管基管钢级越高,耐温能力降低幅度越小,且钢级对耐温能力降低幅度的影响程度大于径向尺寸;TP110H和BG110H钢级的金属网布或桥式复合防砂筛管具有较高的耐温能力,能满足渤海油田热采水平井的注热要求。研究结果表明,稠油热采水平井选择防砂筛管时,应考虑弯曲应力对防砂筛管耐温能力的影响,否则会导致防砂失效,影响稠油热采开发效果。      

尾管固井用牵制短节的研制与应用

深井、超深井和大斜度井起下管柱摩阻大,短尾管固井时因尾管短、重量轻易导致丢手不易判断及丢手困难等问题,为此研制了尾管固井用牵制短节.牵制短节设计有锁定机构和解锁机构,在尾管悬挂器坐挂后,采用液压方式实现牵制短节的锁定功能,将尾管串锁定在上层套管上,给尾管串施加一个向下的牵制力,可以通过指重表明确判断丢手是否成功.利用有限元分析校核了牵制短节的强度,结果表明,其强度满足设计要求.地面试验和现场应用表明,牵制短节的锁定功能和解锁功能均能顺利实现,各项技术指标均达到设计要求,能够解决短尾管固井丢手不易判断及大斜度井固井丢手困难的问题.