Chen Lei, Xiong Xuebing, He Maolin, Han Hongguang
(Branche pétrolière Shengli de Sinopec, Dongying, Shandong 25723)
Résumé : Dans les opérations de camions de ciment dans le champ pétrolif, 40 MPa Raccords pivotants ont subi des fuites de liquide, rendant impossible le maintien de la pression et du débit de fonctionnement requis, contaminant le site et raccourcissant Raccord pivotant durée de vie. L’analyse a montré que la fuite était causée par un défaut du principe d’étanchéité. Le joint dépend de la dilatation du caoutchouc, et la dilatation du caoutchouc dépend de la pression du fluide. Avant que le caoutchouc ne se soit suffisamment dilaté, la quantité de dilatation est insuffisante, ce qui provoque une mauvaise étanchéité basse pression et des fuites de lavage. En ajoutant un élément de précharge élastique à la bague d’étanchéité et en augmentant la précharge, la fuite de liquide de la Raccord pivotant peut être complètement éliminée.
Le Raccord pivotant de 40 MPa est un élément essentiel pour connecter les manifolds haute pression lors des opérations de puits de pétrole et d’eau. À travers le Raccord pivotant, le Tronçon droit court (Tronçon droit court (pup joint)) du puits de pétrole ou d’eau peut être relié à la Tronçon droit court (Tronçon droit court (pup joint)) du camion de cimentage dans n’importe quelle direction. Depuis longtemps, Raccords pivotants rencontrent des problèmes tels que un mauvais scellement à la connexion sous basse pression, des fuites de liquide par lavage et une contamination du site de puits. En même temps, une fuite de fluide pression-pression empêche le camion de ciment d’atteindre les exigences de pression et de débit spécifiés pendant le fonctionnement. Il est donc nécessaire de résoudre complètement les fuites de lavage à basse pression dans les coudes à haute pression.
1. Fuite de lavage dans 40 MPa Raccords pivotants
Le Raccord pivotant de 40 MPa relie principalement la Tronçon droit court (Tronçon droit court (pup joint)) de la tête de puits et la Tronçon droit court (Tronçon droit court (pup joint)) du camion de cimentage. Lors de l’utilisation, une fuite de liquide se produit à l’interface Raccord pivotant et est particulièrement grave à basse pression. Après une fuite de lavage du liquide, la pression et le débit du fluide injecté dans le puits ne peuvent pas répondre aux exigences du procédé, et la contamination du site du puits qui en résulte ne répond pas non plus aux exigences de production propre.
Raccord pivotant fuite de l’eau de lavage
Démantelé Raccord pivotant
2. Analyse structurelle des 40 MPa Raccord pivotant
Les recherches montrent que le Raccord pivotant 40 MPa est principalement composé du corps du coude, du sous-bain du coude correspondant et du Raccord union à marteau. Le sub-coude est placé dans le canon du corps du coude. Un joint en caoutchouc de type expansion est placé à l’articulation entre le corps du coude et le sous-jaune du coude. Une course sphérique est assurée entre le sous-bain du coude et le corps du coude, et le positionnement axial du corps et du sous-marin du coude est assuré en chargeant des billes en acier dans la course sphérique.
Corps de coude, bague d’étanchéité d’expansion, boule en acier et sous-marin de coude
3. Analyse des causes de fuite de lavage à basse pression dans des Raccords pivotants de 40 MPa
D’après la structure du Raccord pivotant 40 MPa, après assemblage, l’anneau de joint en caoutchouc se trouve entre la face finale du sous-bain du coude et la face finale de l’alésage interne du corps du coude. Comme le Raccord pivotant doit pouvoir tourner, la bague d’étanchéité ne peut pas être compressée hermétiquement, donc la bague d’étanchéité et les deux faces plates restent en état d’ajustement à dégagement.
Selon la conception, le Raccord pivotant utilise un joint de dilatation : la pression du fluide à haute pression dilate l’anneau d’étanchéité pour obtenir l’étanchéité. La bague d’étanchéité d’expansion est un composant creux en caoutchouc. Sous la pression du fluide, il se dilate et crée un scellement des extrémités. Cependant, la déformation par dilatation de la bague d’étanchéité augmente progressivement à mesure que la pression du fluide augmente. Un bon scellement ne peut être assuré qu’après que l’anneau d’étanchéité se soit suffisamment déformé pour appuyer contre les faces d’extrémité correspondantes. Si le joint fonctionne longtemps sous basse pression, la bague d’étanchéité ne peut pas maintenir l’étanchéité et il y a une fuite de liquide.
Fuite de liquide par lavage dans un coude haute pression
4. Mesures d’amélioration technique pour l’étanchéité à 40 MPa Raccord pivotant
Selon l’analyse, la raison principale d’un mauvais étanchéité basse pression dans le Raccord pivotant de 40 MPa est un défaut structurel qui ne garantit pas l’étanchéité en conditions de basse pression. Pour améliorer les performances d’étanchéité à basse pression, un anneau de retenue élastique ondulé est ajouté à l’intérieur du Raccord pivotant. La force élastique de l’anneau de retenue élastique ondulé fournit une précharge à la bague d’étanchéité sous basse pression, résolvant les fuites de lavage du liquide causées par une précharge insuffisante de la bague d’étanchéité. En même temps, l’élasticité de l’anneau de retenue peut efficacement amortir l’usure de la course sphérique et des billes en acier causée par l’impact hydraulique pendant le fonctionnement.
5. Résultats des candidatures
Depuis 2009, l’amélioration technique du scellement de 40 MPa Raccord pivotant a été mise en œuvre avec succès dans la brigade des véhicules spécials de l’usine de production pétrolière, avec un total de 52 véhicules Raccords pivotants récupérés. Les essais sur le terrain ont complètement résolu les fuites de liquide en conditions de basse pression, amélioré la sécurité sur site et la protection de l’environnement, et garanti que la pression et le débit de fonctionnement pendant la construction étaient réels et efficaces. Le bénéfice économique annuel a atteint 60 000 RMB, avec de bons résultats obtenus.
Conclusion
L’amélioration technique du scellement Raccord pivotant à 40 MPa utilise le principe de précharge élastique pour résoudre le défaut d’étanchéité initiale à basse pression du Raccord pivotant, obtenant ainsi une bonne étanchéité aussi bien en basse pression qu’en haute pression. L’application sur le terrain montre que cette amélioration est simple, pratique, peu coûteuse et efficace, avec une bonne valeur pour une application plus large.
