Puurkaevude õlitöödel on pakkerid olulised tööriistad tsooniliseks tootmiseks, purustamiseks, vee sissepritseks ja ummistumiseks. Kummist element, mis on pakkija ainus tihendus-elastne komponent, toimib selle "südamena".
Karm puuraukude keskkond-, mida iseloomustavad kõrge temperatuur, kõrge rõhk, kõrge soolsus, happe-aluse korrosioon ja nafta-gaasi erosioon-, seab kummielementide materjalidele äärmuslikud nõudmised. See, kas materjali valik on täpne, määrab otseselt pakkija seadistuse usaldusväärsuse, tihenduse vastupidavuse ning mõjutab lõppkokkuvõttes toimimise edukust, ehitustsükleid ja tootmiskulusid.
Tööstusandmed näitavad, et enam kui 80% välitõrgetest, nagu tihendi rike, enneaegne väljalülitumine, elementide punnis või pragunemine ja püsiv kleepumist, tulenevad materjalide ja töötingimuste mittevastavusest. See artikkel pakub põhjalikku-pakendaja kummielementide materjalide, nende jõudlusnäitajate, sobivate rakenduste ja peamiste erinevuste põhjalikku analüüsi, et toetada optimaalset tööriista valikut ja operatiivseid otsuseid-.
I. Kummielementide materjalide põhijõudlusnäitajad
Puuraugu tihendamise nõuded on seotud nelja kriitilise toimivusmõõdikuga:
- Temperatuuritaluvus: Kohandub moodustumise temperatuuridega, et vältida pehmenemist/deformeerumist kõrgel temperatuuril ja kõvenemist/pragunemist madalatel temperatuuridel.
- Survekindlus: talub aukude vaherõhu lööke, et vältida väljapressimist, rebenemist või püsivat deformatsiooni.
- Keskmine korrosioonikindlus: Vastupidav lagunemisele toornafta, maagaasi, H2S, CO₂, moodustumise vee ja hapestavate/purunevate vedelike mõjul.
- Mehaaniline stabiilsus: Tugev ekstrusioonikindlus, kulumiskindlus ja elastne taastumine korduva seadistamise ja pikendatud kasutusea jaoks.
Naftaväljade tööstuses kasutatakse kõige laialdasemalt nelja tüüpi kummimaterjale: nitriilbutadieenkautšuk (NBR), etüleenpropüleendieenmonomeer (EPDM), hüdrogeenitud nitriilbutadieenkautšuk (HNBR) ja fluoroelastomeer (FKM), mis hõlmavad rakendusi tavalistest madalatest kaevudest kuni üli{0}kõrge temperatuuriga{0}}, 1}kõrge temperatuurini väljakutseid pakkuvad kaevud.
II. -Nelja tavapakendaja kummielemendi materjali põhjalik võrdlus
1. NBR –-kulutõhus valik tavapäraste madalate kaevude jaoks
NBR on kõige varem kasutusele võetud, madalaima{0}}kuluga ja kõige mitmekülgsem pakkimiskummi materjal, mis on standardvalik tavapäraseks vee sissepritseks ja madalate kaevude toiminguteks.
Põhiparameetrid
- Temperatuurivahemik: -30 kraadi kuni 120 kraadi
- Maksimaalne rõhk: 70 MPa või vähem
- Ühilduvad kandjad: tavaline toornafta, magevesi, tavaline kihistu vesi
Eelised
Suurepärane õli- ja kulumiskindlus, stabiilne mehaaniline taastumine, küpsed vormimisprotsessid ja madalad tootmiskulud. Sobib tavapäraste madalate kaevude jaoks, tavatemperatuuri/-survega vee sissepritsega{1}}ja lihtsate sulgemistoimingutega, mida saab korduvalt seadistada.
Piirangud
Nõrk vastupidavus kõrgetele temperatuuridele, hapetele/alustele ja gaasi korrosioonile. Ei sobi H2S-i või CO₂-ga kaevudesse. Kiire vananemine, kõvenemine ja elastsuse kaotus kõrgel-temperatuuril. Ebapiisav ekstrusioonitakistus üli-kõrge rõhu all.
Parimad rakendused
Madalad-kulud madalates kaevudes, mille temperatuur on alla 120 kraadi, ilma happelise korrosioonita ja keskmise- kuni-madala rõhu tingimustes.
2. EPDM – spetsialiseeritud materjal keskmise temperatuuriga-vee-põhistele keskkondadele
EPDM pakub suurepärast veekindlust, vananemiskindlust ja happe-/alusekindlust, mistõttu on see eelistatud materjal keskmise{0}}temperatuuriga vee üleujutamiseks, hapestamiseks ja toodetud vee sissepritsekaevude jaoks.
Põhiparameetrid
- Temperatuurivahemik: -40 kraadi kuni 150 kraadi
- Maksimaalne rõhk: 75 MPa või sellega võrdne
- Ühilduvad ained: moodustumise vesi, happe/aluse töövedelikud, reovesi, kergelt söövitavad ained
Eelised
Suurem hüdrolüüsikindlus, aurukindlus ja happe/aluse korrosioonikindlus võrreldes NBR-ga. Suurepärased vananemis- ja -osoonivastased omadused. Hea vastupidavus madalal-temperatuuril ilma rabeduseta. Minimaalne paisumine või deformatsioon pikaajalisel vees{6}}kastmisel.
Piirangud
Halb õlikindlus. Kokkupuude kõrge-kontsentratsiooniga toornafta või kondensaadiga võib põhjustada turset, pehmenemist ja tugevuse vähenemist. Ei sobi puhaste naftapuurkaevude või kõrge -nafta-sisaldusega tingimustesse. Nõrk vastupidavus-kõrgsurvegaasi läbilaskvusele.
Parimad rakendused
Veepõhised toimingud -keskmise sügavusega kaevudes alla 150 kraadi, sealhulgas vee sissepritse, toodetud vee tagasisissepritse, hapestamine ja vee sulgemine.
3. HNBR – universaalne-tööhobune kõrge-temperatuuri ja-rõhuga kaevude jaoks
HNBR on NBR-i täiendatud versioon, mida on hüdrogeenimise teel modifitseeritud, et parandada molekulaarstruktuuri, kõrvaldades NBR-i piirangud kõrgel-temperatuuril ja korrosioonikindlusel. See on praegu kõige laialdasemalt-kasutatav universaalne materjal keskmise-sügavate puurkaevude ja kõrge-temperatuuri/kõrgsurve-naftapuuraukude jaoks.
Põhiparameetrid
- Temperatuurivahemik: -30 kraadi kuni 180 kraadi
- Maksimaalne rõhk: väiksem või võrdne 90 MPa
- Ühilduvad kandjad: toornafta, maagaas, madala -kuni-keskmise kontsentratsiooniga H₂S/CO₂, segatud söövitavad ained
Eelised
Pärib NBR-i suurepärase kulumis- ja õlikindluse, parandades samal ajal märkimisväärselt kõrge{0}}temperatuuritaluvust, väävlikindlust ja CO₂ korrosioonikindlust. Kõrge mehaaniline tugevus, suurepärane ekstrusiooni-, rebenemis- ja püsiva deformatsioonikindlus. Sobib korduvaks seadistamiseks ja pikaajalisteks-sulgemistoiminguteks, kasutusiga ületab tunduvalt NBR-i ja EPDM-i.
Võrdlevad katseandmed näitavad, et hapudes tingimustes 120 kraadi juures ületab HNBR-i läbilaskvus ja vananemiskindlus oluliselt tavalisi kummimaterjale.
Piirangud
Kõrgem hind kui NBR ja EPDM. Ei talu üli-kõrgeid temperatuure ega väga kontsentreeritud tugevaid happelisi keskkondi.
Parimad rakendused
Kõrge -temperatuur (150 kraadi -180 kraadi), keskmise- kuni-kõrgsurvekaevud, mille H₂S/CO₂ sisaldus on väike kuni mõõdukas. Sobib täiustatud operatsioonideks, nagu tsoonide purustamine, täppisvööndi tootmine ja pikaajaline veega sulgemine.
4. FKM – esmaklassiline lahendus üli-kõrgete temperatuuride ja äärmuslike tingimuste jaoks
Fluoroelastomeer on parim{0}}pakendite kummielementide valik, mis on spetsiaalselt välja töötatud ekstreemsete puuraukude jaoks. See on ainus usaldusväärne valik üli-kõrgete temperatuuride ja tugeva korrosiooniga ülisügavate kaevude jaoks.
Põhiparameetrid
- Temperatuurivahemik: -20 kraadi kuni 200 kraadi (spetsiaalne tetrapropüülfluoroelastomeer kuni 220 kraadi)
- Maksimaalne rõhk: 120 MPa või vähem
- Ühilduvad kandjad: kõrge-kontsentratsiooniga H₂S, CO₂, tugevad happed, tugevad alused, kondensaat ja mitmesugused keerulised söövitavad ained
Eelised
Maksimaalne temperatuuri-, rõhu- ja korrosioonikindlus, mis ühildub peaaegu kõigi karmide puuraukudega. Stabiilne molekulaarstruktuur talub kõrgetel temperatuuridel pehmenemist, lagunemist ja vananemist. Suurepärane ekstrusiooni-, rebenemis- ja läbitungimiskindlus kõrge rõhu all, mis võimaldab pikaajalist-sulgemist ülisügavates kaevudes.
Tetrapropüülfluoroelastomeer optimeerib modifitseerimistehnoloogia abil veelgi väävli ja süsiniku korrosioonikindlust, toimides spetsiaalse materjalina kõrge -temperatuuri ja kõrge{1} väävlisisaldusega gaasikaevude jaoks.
Piirangud
Äärmiselt kõrge hind-10–100 korda tavalisest NBR-ist. Kõrgem kõvadus ja üldiselt madalam vastupidavus madalal{5}}temperatuuril. Pole vajalik madalal{6}}rõhul ja normaalsel temperatuuril.
Parimad rakendused
Ultra-high-temperature (>180 kraadi), kõrg-rõhk, kõrge-väävlisisaldus, kõrge-CO₂ sügavused ja üli{4}}sügavad kaevud. Sobib süva-kaevu purustamiseks, gaasikaevude sulgemiseks ja kõrgel-temperatuuri pikaajaliseks-isolatsiooniks.
III. Levinud materjalivaliku vead
Juhtumiuuringud näitavad, et enamik kummielementide tõrkeid ei tulene mitte kvaliteediprobleemidest, vaid valikuvigadest. Vältida tuleb kolme sagedast viga:
- Hind{0}}põhine valik: Madala -kulu NBR kasutamine keskmise- kuni-kõrge temperatuuri või hapude tingimuste korral põhjustab kiiret vananemist, pragunemist ja tihendi rikkeid. Paranduskulud ja tootmiskaod ületavad oluliselt igasuguse materjali kokkuhoiu.
- Rist-Üldiste materjalide kasutamine: Õli-kindla NBR-i või HNBR-i kasutamine vee-põhistes hapestamistoimingutes või vee-põhise EPDM-i kasutamine naftapuurkaevudes põhjustab tugevat paisumist, deformatsiooni ja tihendi purunemist. Meedia ja materjalid peavad olema täpselt sobitatud.
- Rõhu erinevuse ja vananemise ignoreerimine: Madala -rõhu-väärtusega elementide valimine kõrge-rõhutingimuste jaoks põhjustab korpuse vahedesse väljapressimist ja rebenemist. Lühiajalised toimingud võivad taluda tavalisi materjale, kuid pikaajaline tihendamine nõuab HNBR-i või FKM-i, millel on suurepärane vananemiskindlus ja madal püsideformatsioon.
IV. Rakendus-põhine materjalivaliku juhend
Seisund | Soovitatav materjal | Põhjendus |
|---|---|---|
Normaalne temperatuur/rõhk, magevee sissepritse, madal kaevu ummistus | NBR | Kõrge kulu{0}}efektiivsus |
Keskmise -temperatuuriga vee-põhised toimingud, hapestamine, toodetud vee uuesti süstimine | EPDM | Vee- ja korrosioonikindlus |
Keskmine- kuni-kõrge temperatuur/rõhk, väävli jälgi, nafta/gaasi kaastootmine{2}} | HNBR | Igakülgne vastupidavus- |
Üli-kõrge temperatuur/rõhk, kõrge väävlisisaldus, tugev korrosioon, sügavad kaevud | FKM | Ekstreemse seisukorra lahendus |
Kuigi pakkimiskummist element on väike, on see kriitilise tähtsusega komponent puuraukude tihendamise õnnestumiseks.
Pole olemas universaalset kummimaterjali,{0}}on vaid optimaalne valik iga konkreetse töötingimuste jaoks. Kolme põhiparameetri (temperatuur, rõhk ja keskkond) täpset sobitamist ning hinnapõhisest-või ühe-suuruses-sobiva-valiku lähenemisviisist välja minnes saavad operaatorid oluliselt vähendada tihendite tõrkeid, tühjendusjuhtumeid ja toru kinnikiilumist, parandades seeläbi puuraukude toimimise edukust, alandades nööride kasutusiga ja pikendades ehituskulusid. Täpsema teabe saamiseks võtke palun ühendust Vigori meeskonnaga, et saada täpsemat teavet toote kohta.
