高温隔热管柱的无损检测方法研究.pdf

《高温隔热管柱的无损检测方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高温隔热管柱的无损检测方法研究刘佳欣(钻采工艺研究院中心试验所，辽宁盘锦124010)摘要：高温隔热管拄是针对蒸汽驱开采而设计的一套工艺管柱，管柱中存在的裂纹、疏松、夹杂等缺陷容易引起管柱的热点损失，甚至导致管柱断裂，为保障产品质量。应对管柱的缺陷进行检测。无损检测方法在不损伤被检物使用性能的情况下，探测物体内部或表面缺陷，保证了产品质量、减少了安全事故的发生。，关键词：无损检测；高温隔热管住随着辽河油田热采技术大规模实施，高温隔热管柱的需求也逐渐增加。隔热管柱是针对蒸汽驱开采而设计的一套工艺管柱。无损检测技术是一种非破坏性的检测技术，是指不破坏被测物体形状

2、及性质的条件下，对被测物体内部的性质、成分等内容进行检查的一种方法。本文利用无损检测技术这一特点，对管柱中存在的裂纹、气孔、夹渣等易引起管柱热点损失，甚至管柱断裂等事故发生的缺陷进行检测排查，减少断裂落井事故的发生，为保证产品质量，确保油田安全生产具有十分积极的意义。1高温隔热管柱结构及特点说明我院设计和研制的高温隔热管柱主要包括：封隔器、伸缩管、金属密封器、隔热管及其接箍密封器等。高温隔热管柱工艺过程包括主要包括高温管柱的座封、解封、长期有效的密封、整体管柱隔热补偿以及全套管柱中各部分长效隔热技术。工艺原理为首先按顺序连接汽驱注汽管柱，将汽驱注汽管柱下到指

3、定位置后，从井口下入投球缓慢打压来使封隔器座封，当压力达到坐封压力时封隔器座封，继续加压打掉封座，注汽通道畅通。然后安装井口设备进行注汽，封隔器密封件作用是使初期密封油套环空的目的，随着注汽压力和温度的升高，密封器扩张密封油套环空，起到长久密封的目的。伸缩管可以平衡注汽过程中管柱长度随温度的变化问题。2高温隔热管柱的无损检测方法2．1Y441强制解封蒸汽驱封隔器该封隔器主要由密封结构、液动座封锁紧结构、锚定结构、解封与补偿结构等几部分组成。座封原理是采用投球的方式座封，卡瓦起到双向锚定的作用。这里设计了多级液缸目的在于提高锚定的可靠性。从结构上可知，该封隔器

4、卡瓦采用卡瓦方式支撑整体管柱，如果卡瓦有裂纹气孔等缺陷，因其承重很大很容易发生断裂；因其采用上提解封方式，需上提内中心管进行强制解封，内中心管在正常状态解封需要100kN，如果中心管刚体存在缺陷，则容易导致解封时管柱断裂造成事故。因此确定检测部位为卡瓦和中心管。检测方法采用荧光磁粉表面检测和热像仪检测法。2．2多级长效汽驱密封器多级长效汽驱密封嚣i‘要由中心管、膨胀腔、支撑环、扩张剂、上下接头等几部分组成。在结构上设计了多腔体软金属密封，同时选用特殊材质的支撑环来补偿在挤压和高温条件下变形，并随机补偿多级膨胀腔对油套环空密封不足的缺陷，从而提高了整套管柱的解

5、封性能和长效密封效果。从结构分析可知，金属腔的表面随温度的变化而扩张，腔内的软金属受热膨胀发生变形时，如果表面金属存在裂纹等缺陷，则很容易发生破裂导致密封环空失败。由于金属腔的内外表面通过焊接连接，因此还要对焊缝进行检测。从而确定检测部位为金属腔表面。检测方法采用荧光磁粉检测外表面，用内窥镜观察内表面，用超声波对焊缝进行检测。2．3压力补偿式隔热型汽驱伸缩管压力补偿式隔热型伸缩管主要由除垢机构、隔热机构、压力密封补偿式机构等几部分组成。在结构上添加了除垢结构，从而使伸缩过程中除垢机构能够自动的在内外管滑动的过程清除内管外壁的垢质和杂质，来减少密封件的磨损。因

6、此对内外管接触面和联接扣根处的金属表面密封性要求很高。如果伸缩管存在裂纹、夹杂等缺陷，不但会导致管柱密封不良造成注汽散热损失点，而且在上提管柱的时候容易在伸缩管内外管联接处造成断裂引起管柱落井事故。从而确定检测部位为内外管接触面和联接扣根处。检测方法采用超声法或热像仪法。2．4隔热管及其接箍密封器的无损检测方法为了增加隔热效果，这里对隔热管及其接箍结构采取了特殊的设计，即在管柱连接过程中，使用隔热性能较好的材料填充密封器与隔热管内隔层之间密闭隔热层，并且由于接箍密封器的外管与隔热油管的内管相接触，起到了隔热管接箍处的二次密封，从而大大降低了隔热管接箍处的热损

7、失，减少高温高压湿饱和湿蒸汽在热损失较小情况下的顺利注入井内。从结构分析可知，隔热管断裂均发生在经过返修的内管与外管焊接部位，由于焊接不当，形成各种形式的初始裂纹，成为发生断裂的断裂源。下管柱，在隔热管上紧过程中，如果内外滑套存在质量问题贝0会导致压紧时发生偏移或断裂从而堵塞管柱通道。从而确定检测部位为隔热管和接箍密封器。检测方法为漏磁检测法和热像仪法。3结语本文依据无损检测各种方法优缺点及适用范围的分析，并结合高温隔热管柱结构及实际工况等特点，通过对高温隔热管柱易于存在裂纹、气泡、夹杂等影响质量问题的缺陷的分析及检测方法的设计，确定了伸缩管、封隔器、密封器

8、、隔热管及接箍密封器无损检测方法。应用本文所涉及的检