海洋钻井用双向减震器的失效机理与应对措施研究

针对海洋油气井钻井现场对双向减震器研究的缺陷与不足,以及在使用过程中出现非正常失效等问题,根据双向减震器的结构原理以及现场使用情况对其进行失效机理的研究。在此基础上,制定出一系列操作性强的解决措施。结果表明:密封失效、螺纹损坏、心轴与外筒脱落、九头螺纹设计缺陷等问题是双向减震器失效的主要原因,控制人为损坏、预防密封失效、加强各岗位检查、改进九头螺纹结构等方法是解决双向减震器失效问题的重要措施。该研究结论可以有效降低减震器的失效风险,减少故障发生几率,有利于生产提速和钻井安全。     

杆式抽油泵结构改进与应用

针对杆式抽油泵在长庆油田推广使用过程中暴露出的问题,从抽油泵结构、工艺和技术标准等方面进行改进和完善:①设计了双坐封、下扶正结构的顶部固定杆式抽油泵;②提高阀杆材质等级,并在阀杆表面进行镀铬处理;③增大进油阀罩环形面的有效宽度,同时在进油阀罩与进油阀座接触的密封面处加装紫铜垫圈;④在阀杆两端螺纹处加装锁紧螺母,并在阀杆组装时对阀杆螺纹处加涂螺纹密封胶;⑤制定杆式抽油泵定型技术规范,统一泵的结构和关键连接尺寸。改进后的抽油泵使用量已超过3 000台,提高了油田采收率。     

特殊螺纹接头密封可靠性数值分析

在实际加工中,金属对金属密封结构的特殊螺纹接头的参数是变化的,金属密封面上接触压力也是变化的。利用有限元概率分析功能建立了研究密封面上接触压力分布的方法,分析了特殊接头在锥度、密封直径、载荷等多个参数在随机变化条件下的密封面接触压力的分布规律,计算了密封可靠性。结果表明,不合适的螺纹参数匹配将导致密封面在拉伸载荷作用下失去密封能力。使用该特殊螺纹接头可靠性分析方法有助于优化螺纹密封结构与参数加工公差设计,进行管柱的可靠性设计与剩余寿命评估,提高接头的密封可靠性。     

焊管机组液压系统油液泄漏的防治

针对焊管机组液压传动中的油液泄露问题,从密封面防漏、密封件选用、液压油油温及清洁度的控制等方面提出了防治措施。同时指出,日常的定期检查、定期维护、及时处理是防止焊管机组液压系统泄漏及减少故障的基本保障。     

SEW J55 钢级LC套管螺纹连接质量影响因素探讨

为了进一步分析SEW J55 LC套管螺纹连接质量的影响因素以及套管发生异常脱扣失效的原因,以Φ139.7 mm×7.72 mm SEW J55 LC套管为例,从套管使用工况、螺纹加工参数、拧接扭矩控制等方面进行了试验研究。结果显示,SEW套管在弯曲状态拉脱试验、螺纹参数极限匹配下拉脱试验的拉脱载荷均高于API TR 5C3标准要求。研究表明,按照内控标准生产加工的SEW套管满足标准要求,弯曲工况、螺纹加工工艺、存放时间和J值均不是套管异常脱扣失效的原因。为提升SEW J55 LC套管螺纹连接质量,预防套管在油田使用中出现异常反拧退扣,建议将拧接扭矩在推荐标准基础上增大10％执行。     

油 套管粘扣和泄漏失效分析综述

对我国油田油、套管粘扣和泄漏事故进行了大量调查研究和失效分析,给出了油、套管粘扣和泄漏的定义。分析了由于机械加工、表面处理和螺纹脂质量不合格以及使用或装配不当等导致油、套管粘扣和泄漏的原因。从材料选择、螺纹接头质量控制、内外螺纹接头参数匹配、螺纹脂优选和现场使用操作等方面提出了防止粘扣和泄漏的措施。     

换热器失效的控制对策

阐述了换热器的类型及工作原理。针对炼油、化工装置中应用广泛的换热器的失效问题,从腐蚀、密封件失效等方面入手,分析了换热器的失效原因。这些原因既包括工艺、操作、选型等多方面,也有设备的先天不足,还有设计、施工、质量控制等方面存在的缺陷。提出相应的控制对策。     

S Zorb装置闭锁料斗阀门故障分析及对策

通过对某S Zorb装置闭锁料斗阀门使用过程中出现的阀门内漏、阀门卡涩、阀门开关超时等故障问题进行具体原因分析,重点从阀球密封面损伤、阀门双向密封结构、阀门内部物料堆积、气缸扭矩大小对阀门开关影响等方面入手,对闭锁料斗阀门的双向密封结构设计、阀球密封面材料硬化处理、阀门气缸型式选择等常见故障问题给出了解决措施和建议,能有效减少闭锁料斗阀门故障,为S Zorb装置稳定长周期运行提出了建议和对策。     

井下仪螺纹黏扣分析及预防

关于螺纹黏扣的预防措施的研究主要在螺纹参数优化、螺纹检测技术、螺纹脂、镀层、表处、操作规范及特殊螺纹等方面,虽然形成了一系列措施,但仍然无法完全解决问题。本文认为螺纹连接处的接触应力及密封面处的应力、形变均会对螺纹粘扣产生不可忽视的影响。并通过不同工况下的有限元计算,分析了可能导螺纹致粘扣的原因,给出了预防建议,并成功应用在产品上。     

特殊螺纹接头关键参数量值溯源体系的建立

对比分析了几种应用较多的特殊螺纹接头的螺纹检验项目,包括螺纹中径、密封面参数及螺纹形状等。介绍了特殊螺纹关键参数量值溯源的方式。指出利用接触测量如螺纹校准台配合特殊工装设备测量中径量规及密封面直径量规、三坐标测量机配合编程测量中径标准量块及密封面标准量块;非接触测量如光学三坐标测量机测量齿形量规,可以实现特殊螺纹接头关键参数对应量具及标准量块的校准,从而建立起完整的特殊螺纹接头关键参数量值溯源体系。     

一种适用于钛合金油管气密封螺纹接头的开发

为了适应国内某“三高”(高温、高压、超高压高温)工况的油气区块的需求,开发了一种适用于钛合金油管的高性能油管特殊螺纹接头。螺纹接头采用负角度承载面和不同内外螺纹齿高参数的牙型、合理的锥面/锥面密封面角度和密封过盈量配合以及接箍内螺纹的负角度扭矩台肩的螺纹接头设计。有限元分析结果表明:该设计可保证螺纹接头具有良好的抗螺纹粘扣性能,以及在室温和高温复合载荷下具有优异的气密封能力。全尺寸实物评价试验表明:设计开发的特殊螺纹接头具有良好的抗螺纹粘扣性能、优异的室温和高温复合载荷条件下气密封性能、较高的抗弯曲能力以及较高的抗压缩能力。     

螺纹锁紧环式换热器内漏分析

针对胜利油田桩西精细化工有限责任公司12 kt稳定轻烃加工装置螺纹锁紧环换热器E-106的内漏问题,对螺纹锁紧环的结构特点及内漏原因进行了探讨,螺纹锁紧环换热器内漏的原因主要有：管程与壳程之间密封垫片损坏,换热管与管板焊口处存在缺陷或裂纹,管束存在腐蚀穿孔现象,管板壳程侧密封面存在缺陷,内部螺栓预紧力不够,由于设备长期处于高温高压状态运行,内部螺栓和管板垫片都有可能出现应力松弛,蠕变造成密封性能下降.通过分析并结合实际情况,发现稳定轻烃加工装置换热器E-106内漏的主要原因是管壳程垫片及管板密封面的损坏才导致换热器内漏.提出了发生内漏换热器E-106的修复方法,并总结了螺纹锁紧环式换热器安装使用过程中需要注意的事项.     

水龙头中心管螺纹连接承载能力与密封性能分析

在石油钻井中,水龙头中心管的载荷主要是由中心管螺纹来承担,所以螺纹连接的可靠性就直接决定了水龙头工作的可靠性。针对内压、轴向力和旋螺纹转矩3种载荷形式,采用有限元法,对中心管和接头螺纹连接在3种不同工况下进行了研究,分别得出了中心管螺纹Von Mises应力分布,轴向位移分布规律,以及螺纹接触应力分布曲线。结果表明,在最大工况下,中心管各啮合螺纹仍然具有承受载荷的能力,整个中心管不会被拉断;螺纹自身密封性很好,可以代替密封圈起密封泥浆的作用。     

万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析及改进

钻井泥浆泵柱塞密封性能的好坏与使用寿命的长短直接影响到高压泥浆泵的工作性能及质量。为了弄清高压钻井泥浆泵柱塞密封圈的失效形式、原因及机理,进一步提高钻井泥浆泵柱塞密封圈的寿命,对万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析。结果表明, 高压钻井泥浆泵柱塞密封主要的失效形式为：扭曲变形、老化、磨损、撕裂与断裂等。主要影响因素是温度过高,散热不好,引起密封圈老化,密封材料丧失性能,其次是钻井液等颗粒的进入,对密封面进行不断的磨损,导致密封圈损坏。建议从密封圈的材料、结构设计、组合数量以及冷却装置等方面进行技术改进来提高高压钻井泥浆泵柱塞密封的性能和使用寿命。     

大规格高高压螺纹锁紧环式热交换器水压试验浅析

大规格高高压螺纹锁紧环式热交换器制造要求高,水压试验很难达标。以某石化公司委托兰州兰石重型装备股份有限公司生产的高高压螺纹锁紧环式热交换器的一次性水压试验合格过程控制为例,介绍了在热交换器管箱筒体、管板(双面)密封面平面度的加工和检测,内部螺栓、内外圈压紧螺栓的上紧,管、壳程之间串漏原因的分析和改进措施的提出等关键环节积累的实际生产经验,可为同类大型高高压螺纹锁紧环式热交换器制造和水压试验提供参考。     

聚苯乙烯装置熔融泵轴封改造

介绍聚苯乙烯装置1#熔融泵密封型式在设计上存在的不足,根据分析、计算结果,结合实际经验,确定采用由间隙密封和填料密封组合的复合密封型式。实践证明,改造后密封结构的寿命由原来的15 d提高到720 d。     

油套管特殊螺纹接头工厂端上扣对现场端接箍参数及性能的影响

针对油套管特殊螺纹接头工厂端上扣前后出现的现场端接箍参数发生变化这一现象,进行了全尺寸实物试验和有限元分析,并对现场端接箍参数发生显著变化的样管进行了气密封试验。有限元分析显示,工厂端上扣后,现场端接箍应力水平提高,并会发生一定的膨胀,表现为现场端接箍的密封面直径变化远大于螺纹直径变化,且距离现场端越近表现越明显,这与上扣试验测量数据相吻合。气密封试验结果显示,现场端接箍公差发生显著变化的样管仍然可以保证其在复合加载下的气密封性能;已经经过全尺寸实物评价试验的油套管特殊螺纹接头,在上卸扣试验中同样存在工厂端上扣对现场端密封参数造成影响,整个试验过程已经包含了一端上扣对另一端接箍密封参数带来的影响。研究表明,只要接箍在工厂端上扣前螺纹及密封参数公差在规定范围内,在油田现场应允许现场端接箍参数超出规定范围,此结论可为油田用户提供参考。     

油井管接头密封方法及机理综述

高温高压天然气井的管柱密封性至今无法完全保障。油井管最常用的四种密封方法是螺纹密封、台肩密封、弹性密封环密封和金属接触密封。大部分特殊螺纹接头采用金属接触密封,密封面接触压力决定了密封能力。正确的金属接触密封会显示出一种压力激发效应。将密封面设计在远离螺纹端部的位置,螺纹端部刚性增强了密封接触力。金属接触密封的泄漏概率为10^-2,泄漏速度取决于密封面的接触应力宽度、粗糙度、损伤程度、密封脂、涂层等。特殊螺纹接头在振动后,即使产生疲劳裂纹,也不发生泄漏。一些接头台肩刻槽后作密封性试验,结果发生泄漏。很多气井管柱扭矩台肩发生了腐蚀,证明金属接触密封存在泄漏通道,即扭矩台肩起密封作用。接触压应力设计法无法完全解决特殊螺纹接头的密封问题,发展全新的设计理论和制造技术,是保障特殊螺纹接头密封性的重要发展方向。     

隔热管气密封性能的评价与泄漏原因分析

通过全尺寸试验,研究了我国稠油热采油田注蒸汽用隔热管的气密封性能,这种隔热管在模拟热采井工况条件下气密封性能很差,存在着严重的泄漏现象。指出偏梯形螺纹连接本身存在较大的泄漏通道,是造成泄漏的内在原因;工厂为弥补这一缺陷而设计的密封圈质量较差、密封槽设计不合理,以及所使用的螺纹脂不耐３５０℃高温,是造成隔热管泄漏的外在原因。针对上述泄漏原因,提出选用特殊螺纹套管作为隔热管的外管,研制新型耐３５０℃高温螺纹脂,改进密封槽的设计及选用质量好的密封圈等三项相应的改进措施。