供熱管道補(bǔ)償器的作用

文章來源：http://www.2zdgf.cn 發(fā)布時間：2020-05-15 瀏覽次數(shù)：63

供熱管道補(bǔ)償器的作用有哪些，在稠油的開采油田中，由于得到的原油具有高粘度、高密度、高凝固點(diǎn)、高膠質(zhì)瀝青含量、原始地層溫度低的特點(diǎn)，所以通常需要進(jìn)行高溫高壓注蒸汽開采。

金屬的管道遇熱膨脹、遇冷收縮是管材的基本物理特性，若溫度變化時管道不受外界的限制而完全自由地膨脹或收縮，

管壁內(nèi)則不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。但如果管道受到約束，管道就產(chǎn)生熱應(yīng)力。為了避免管道被熱應(yīng)力破壞，

可在管線中每隔一定的距離設(shè)置波紋補(bǔ)償器來補(bǔ)償管道由于溫度的變化而引起的膨脹或收縮變形。

熱應(yīng)力補(bǔ)償裝置就是應(yīng)用在采油井口、尤其是稠油熱注熱采井口的熱應(yīng)力消除裝置，能夠解決油井的管道移位、井下竄層、漏汽和管道固井受損等一系列的問題。

對于單層管道，理論上熱力管道的補(bǔ)償設(shè)計(jì)過程和方法都是比較簡單和清晰的，比如彈性中心法及相應(yīng)的圖表被廣泛地采用。

實(shí)際管道項(xiàng)目中，還常將補(bǔ)償器在未受熱時置于拉伸位置，以便運(yùn)行時吸收更大的溫度變形。

如果熱采井設(shè)計(jì)使用的蒸汽溫度過高，又缺乏高強(qiáng)度的管材，這種情況下要滿足管道柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全條件，可能發(fā)生困難。

解決這種困難的有效措施在于設(shè)法吸收部分熱脹變形，降低管道柱上高應(yīng)力部位的應(yīng)力值，為了解決這一困難就需要應(yīng)用到熱力管道補(bǔ)償器了。

當(dāng)管道受熱產(chǎn)生熱應(yīng)力變化時，生產(chǎn)管道就會有微量伸縮的產(chǎn)生，這是管道損壞的主要因素，而在油井完井時，在管路中的合適位置安裝一個熱力套筒補(bǔ)償器，

就可以對這種微量伸縮進(jìn)行熱應(yīng)力補(bǔ)償了，從而能夠保護(hù)管道不至于損壞。如果把熱應(yīng)力補(bǔ)償器接到管道損壞最嚴(yán)重的油層頂部，亦可起保護(hù)井口的作用。

熱采油過程中，管道的設(shè)計(jì)必須考慮到怎樣吸收或是消除熱應(yīng)力，使得管道具有足夠的伸縮性，從而使管道達(dá)到相應(yīng)的受力要求。

一般利用自然補(bǔ)償和管道熱應(yīng)力波紋管補(bǔ)償器作為管道的熱補(bǔ)償。其中自然補(bǔ)償是利用井下彎曲管段中，管道自身的撓曲進(jìn)而補(bǔ)償熱管道的位移，但其熱補(bǔ)償范圍有限。

當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時，通常選用補(bǔ)償器吸收熱位移。熱力補(bǔ)償裝置在實(shí)際的應(yīng)用過程中的特點(diǎn)表現(xiàn)為是通過克服管道、油管和采油樹的膨脹變形和移動來彌補(bǔ)其不足的，

它可以有效的對這些不足之處加以排除，其提高稠油熱注熱采的效益明顯，且實(shí)際所需的資金投入較小，適宜大力推廣和使用。

目前，現(xiàn)場應(yīng)用最多的是剪切式管道熱應(yīng)力補(bǔ)償器，通過補(bǔ)償器上的剪切銷釘來控制補(bǔ)償動作，

即當(dāng)管柱受熱應(yīng)力發(fā)生軸向位移時，補(bǔ)償器切斷銷釘，工具補(bǔ)償部位收縮實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。這樣的熱應(yīng)力補(bǔ)償器技術(shù)性能要求為：

熱應(yīng)力補(bǔ)償器是完井中管道柱的一部分，需要一定的強(qiáng)度性能；熱應(yīng)力補(bǔ)償器的內(nèi)徑與其配合使用的管道內(nèi)徑必須一致，

其外徑要求與鉆井的井徑相適應(yīng)，從而保證有足夠固井所需的環(huán)空間隙，能夠確保固井質(zhì)量；熱應(yīng)力補(bǔ)償器要求有良好的氣密性，

確保固井、熱注、熱采以及時不發(fā)生泄漏；熱應(yīng)力補(bǔ)償器需要有相應(yīng)的熱化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐燭的性質(zhì)，以確保油井管道的使用壽命。

管道熱應(yīng)力補(bǔ)償器是在石油熱采、熱注工藝過程中，用于消除或減輕管道內(nèi)應(yīng)力，避免管道損壞的一種井下工具。

上述所講的剪釘式，它是利用剪釘把內(nèi)外筒進(jìn)行連接，當(dāng)管道受熱膨脹時，由于管道受熱應(yīng)力從而剪釘被剪斷，內(nèi)外套筒就可以相對移動，

這樣以消除管道內(nèi)應(yīng)力但這樣的熱應(yīng)力補(bǔ)償器有著一些不足之處：一是在下管柱過程中遇阻后，補(bǔ)償器上的剪釘會提前剪斷，致使補(bǔ)償器失效；二是這種補(bǔ)償器懸重能力較差.