Chen Lei, Xiong Xuebing, He Maolin, Han Hongguang
(Rama del Campo Petrolífero Sinopec Shengli, Dongying, Shandong 25723)
Resumen: En operaciones con camiones de cemento en el yacimiento, 40 MPa Uniones giratorias sufrió fugas de lavado de líquido, lo que hizo imposible mantener la presión y caudal de funcionamiento requeridos, contaminando el pozo y acortando Unión giratoria vida útil. El análisis mostró que la fuga fue causada por un defecto en el principio de sellado. El sello depende de la expansión del caucho, y la expansión depende de la presión del fluido. Antes de que el caucho se haya expandido lo suficiente, la cantidad de expansión es insuficiente, lo que provoca un mal sellado a baja presión y fugas de lavado. Añadiendo un elemento elástico de precarga al anillo de sellado y aumentando la precarga, se puede eliminar completamente la fuga de lavado de líquido desde el Unión giratoria.
La Unión giratoria de 40 MPa es un componente esencial para conectar Manifoldes de alta presión durante operaciones de pozos de petróleo y agua. A través del Unión giratoria, la Tramo recto corto (Tramo recto corto (pup joint)) del pozo de petróleo o agua puede conectarse al Tramo recto corto (Tramo recto corto (pup joint)) del camión de cementación en cualquier dirección. Durante mucho tiempo, Uniones giratorias han tenido problemas como un mal sellado en la conexión bajo baja presión, fugas de lavado de líquido y contaminación del pozo. Al mismo tiempo, la fuga de fluido a presión impide que el camión de cementación alcance los requisitos especificados de presión y caudal durante la operación. Por lo tanto, es necesario resolver completamente las fugas de lavado a baja presión en codos de alta presión.
1. Fuga de lavado en 40 MPa Uniones giratorias
La Unión giratoria de 40 MPa conecta principalmente la Tramo recto corto (Tramo recto corto (pup joint)) de cabeza de pozo y la Tramo recto corto (Tramo recto corto (pup joint)) del camión de cementación. Durante el uso, la fuga de líquido por lavado ocurre en la interfaz Unión giratoria y es especialmente grave a baja presión. Tras una fuga de líquido por lavado de líquido, la presión y el caudal del fluido inyectado en el pozo no pueden cumplir con los requisitos del proceso, y la contaminación resultante del pozo tampoco cumple con los requisitos de producción limpia.
Unión giratoria fuga de lavado
Desguazado Unión giratoria
2. Análisis estructural de los 40 MPa Unión giratoria
Las investigaciones muestran que el Unión giratoria de 40 MPa está compuesto principalmente por el cuerpo del codo, el submiembro correspondiente del codo y el Unión de martillo. El subterráneo del codo se coloca en el tubo del codo. En la unión entre el cuerpo del codo y el subwoo del codo se coloca un anillo de sellado de goma tipo expansión. Se proporciona una pista esférica entre el subhufo del codo y el cuerpo del codo, y la posición axial del cuerpo y del subwoo se consigue cargando bolas de acero en la pista esférica.
Cuerpo del codo, anillo de sellado de expansión, bola de acero y subwofe de codo
3. Análisis de causa de fugas de lavado a baja presión en 40 MPa Uniones giratorias
Según la estructura del Unión giratoria de 40 MPa, tras el montaje el anillo de sellado de goma se sitúa entre la cara final del subwoch del codo y la cara final del diámetro interno del cuerpo del codo. Como el Unión giratoria debe poder girar, el anillo de sellado no puede comprimirse herméticamente, por lo que el anillo de sellado y las dos caras planas permanecen en condición de ajuste de espacio.
Según el diseño, el Unión giratoria utiliza un sello de anillo de expansión: la presión del fluido a alta presión expande el anillo de sellado para lograr el sellado. El anillo de sello de expansión es un componente hueco de caucho. Bajo presión del fluido, se expande y crea sellado en las caras finales. Sin embargo, la deformación por expansión del anillo de sellado aumenta gradualmente a medida que sube la presión del fluido. Un buen sellado solo puede asegurarse después de que el anillo de sellado se haya deformado lo suficiente como para presionar contra las caras finales correspondientes. Si la unión funciona a baja presión durante mucho tiempo, el anillo de sellado no puede mantener el sellado y se produce una fuga de líquido por lavado de líquido.
Proceso de fuga por lavado de líquido en un codo de alta presión
4. Medidas de mejora técnica para el sellado de 40 MPa Unión giratoria
Según el análisis, la razón principal del mal sellado a baja presión en el Unión giratoria de 40 MPa es un defecto estructural que no puede garantizar el sellado en condiciones de baja presión. Para mejorar el rendimiento de sellado a baja presión, se añade un anillo elástico de retención corrugado dentro del Unión giratoria. La fuerza elástica del anillo de retención elástico corrugado proporciona precarga al anillo de sellado bajo baja presión, solucionando la fuga de lavado de líquido causada por una precarga insuficiente del anillo de sellado. Al mismo tiempo, la elasticidad del anillo de retención puede amortiguar eficazmente el desgaste de la esfera esférica y de las bolas de acero causado por el impacto hidráulico durante la operación.
5. Resultados de la solicitud
Desde 2009, la mejora técnica del sellado de 40 MPa Unión giratoria se ha implementado con éxito en la brigada de vehículos especiales de la planta de producción de petróleo, con un total de 52 desguazados Uniones giratorias reparados. Las pruebas de campo resolvieron completamente las fugas de lavado de líquidos en condiciones de baja presión, mejoraron la seguridad en el lugar y la protección ambiental, y aseguraron que la presión y el caudal de funcionamiento durante la construcción fueran reales y efectivos. El beneficio económico anual alcanzó los 60.000 RMB, con buenos resultados logrados.
Conclusión
La mejora técnica del sellado de Unión giratoria a 40 MPa utiliza el principio de precarga elástica para solucionar el defecto original de sellado a baja presión del Unión giratoria, logrando un buen sellado tanto en condiciones de baja como de alta presión. La aplicación en campo demuestra que esta mejora es sencilla, práctica, de bajo coste y eficaz, con un buen valor para una aplicación más amplia.
