热采井注汽隔热油管接箍腐蚀原因分析

在注蒸汽采油的过程中,油管接箍腐蚀是各油田急需解决的问题。笔者对接箍腐蚀的特点、原因和规律等问题开展了研究。结果表明,应力突变是发生腐蚀最关键的原因,特别是轴向应力占主导作用。发生腐蚀后,接箍形状不规则更容易发生应力突变,其使用寿命大大减小。分析结果可为今后油田防腐蚀工作提供决策依据。

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失效分析

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热采井注汽隔热油管接箍腐蚀原因分析 王世海 (营职业学院,东东营 276 )东山 50 1

摘要:注蒸汽采油的过程中,管接箍腐蚀是各油田急需解决的问题。笔者对接箍腐蚀的特在油 点、因和规律等问题开展了研究。结果表明,力突变是发生腐蚀最关键的原因,别是轴向应力原应特 占主导作用。发生腐蚀后,箍形状不规则更容易发生应力突变,使用寿命大大减小。分析结果可接其 为今后油田防腐蚀工作提供决策依据。 关键词:热采腐蚀接箍有限元应力文章编号:0 7 1 (0 6 0—0 5 0 10—0 5 2 0 )4 0 2— 5

中图分类号:E 8 . T 956

文献标识码: B

注蒸汽采油是开采稠油时应用最广泛、效益较高的方法之一…。胜利油田滨南采油厂在注汽开采的过程中,现多起严重的油管接箍腐蚀现象。发

隔热油管在注蒸汽的过程中,到如下力的作受用:内压力、向力、轴预应力、曲应力和热应力。弯】 11腐蚀前接箍数值模拟分析 .

为了弄清楚腐蚀的具体原因,过分析油管接箍和通 水质资料,接箍腐蚀的特点、因和规律等问题对原进行研究。 1应力对腐蚀的影响

根据结构的对称性, 14的接箍作为计算模取/ 型,图 1示。针对接箍的实际受力情况,径如所有向的膨胀和轴向的伸缩,由于接箍的长度相对油管的长度来说非常小,于是在考虑约束的时候,能只

限制在底面的轴向位移。部分计算结果如图 2和 图 3所示。

应用计算机辅助工程分析系统,未腐蚀的油对 管接头进行有限元分析,对腐蚀后的接箍进行剩并

余强度的有限元分析,析中分别考虑了材料弹塑分 性和非线性小变形。下文采用如下基本假设:

( )油管半径相对于井眼造斜段的平均曲率 1 半径很小;

( )隔热油管居中,套管材料是线弹性、 2油均匀、向同性的,在小变形范围

内;各并

( )地层的比热和导热系数为常数; 3 ( )井下初始温度为地温; 4 图 1未腐蚀接箍有限元计算网格图 (/型 ) 14模

( )隔热油管内管的温度与湿蒸汽的温度 5 相等;

沿接箍母线上的轴向和径向的应力变化曲线 如图 4和图 5所示,中可以直观地看出发生应力从

( )注汽时套管和地层处于平面应变状态。 6 热采井井深为 110m,用了 N 0的油井套 7采 8 管,下人深度为 1175m注蒸汽时,面温度在 6 .。 地 30 2℃,力为 1 1~35压 6~1 . M a干度为 5 75 P, 0~

突变和应力集中的部位。 应力集中的部位为油管与接箍螺纹接触的靠 近里面的部分,外在两油管相间隙的接箍外表面此 (即接箍的中间部分 )力也特别大;向应力突变应径比较厉害,中在油管头部与接箍相接的部分应力其 突变最严重,外在两油管相间隙的接箍外表面即此 收稿日期:06 1 0;稿日期:06—0—1。 20—0— 9修 20 4 0作者简介:世海 (99一)男,03年毕业于石油大学 (王 17, 20华

6 ., 4 7注气量为 287t其中注入干气 175 7t共 3, 1 .,

注入了 1 .7天。除注入最初几分钟油管升温从 36 湿蒸汽中吸收热量、汽体头部转为水外,使在整个油管内壁达到一定温度后,汽往下流,要是由蒸主 于蒸汽干度发生变化,而蒸汽的温度和压力变化不大,为此可将油管内湿蒸汽的温度看作和地面温度 一

东 )现任东营职业学院助教,,主要从事工程教学及结构强 度受力分析方面的研究。

致。

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