چه چیزی باعث نشتی از طریق سیمان کردن تجهیزات شناور در طول عملیات پوشش می شود؟

نشتی تجهیزات شناور سیمانی در حین عملیات پوشش اغلب ناشی از زباله های به دام افتاده در سطح آب بندی، فرسایش نشیمنگاه توسط سیالات در گردش، آسیب نخ یا بدنه، و فشار دیفرانسیل معکوس است که از درجه بندی سوپاپ بیشتر است. هنگامی که یک کفش شناور یا یقه شناور نشت می کند، گل و سیمان می تواند به سمت بالا حرکت کند، مسیر کفش آلوده می شود و خدمه اعتماد خود را نسبت به فشار برآمدگی که جابجایی را تأیید می کند، از دست می دهند. نشتی می‌تواند در حین بررسی‌های پرکننده، پس از گردش با سرعت بالا، یا زمانی که فشار پس از سیمان‌کاری کاهش می‌یابد، ظاهر شود. تقریباً همه این خرابی ها با بازرسی سطوح آب بندی، رسیدگی و آرایش دقیق، کنترل آوارها و نوسانات، و آزمایش فشار قبل و بعد از کار قابل پیشگیری هستند. این مقاله مسیرهای نشتی در داخل تجهیزات شناور سیمانی را توضیح می‌دهد، چرا نشتی خطرناک است و چگونه خدمه میدانی می‌توانند آن را قبل از انجام کار سیمانی متوقف کنند. دانستن اینکه آیا نشتی کند است یا سریع به خدمه کمک می کند تا تصمیم بگیرند که آیا این کار را ادامه دهند، تعمیر کنند یا بکشند در حالی که انجام این کار هنوز ارزان است.

نشت از طریق تجهیزات شناور به چه معناست و چگونه اتفاق می افتد

کفش شناور یا یقه شناور یک شیر فشار برگشتی یک طرفه است که در یک لوازم جانبی پوشش دیواری کوتاه و ضخیم تعبیه شده است. در حالی که سیال به پایین بدنه پمپ می شود، دریچه باز می شود و جریان از ابزار به داخل حلق عبور می کند. لحظه ای که پمپاژ متوقف می شود، فشار دیفرانسیل معکوس عنصر آب بندی، یک فلپر، یک توپ روی صندلی، یا یک مخروط و پیستون را به سمت صندلی فشار می دهد و ابزار را می بندد. یک خاموش کننده ضد مایع به چهار جزء بستگی دارد که با هم کار می کنند: عنصر آب بندی، نشیمنگاه، بدنه ای که آنها را در خود جای می دهد و اتصالاتی که ابزار را به رشته پوشش می بندند. نشت به این معنی است که یکی از این چهار مورد نتوانسته است جریان معکوس را مهار کند.

مسیرهای نشتی به پنج گروه تقسیم می شوند. اول، از طریق خود دریچه: زباله های به دام افتاده در زیر المنت، نشیمنگاه خراشیده یا فرسوده، خوردگی، یا مکانیزمی که در حالت باز گیر کرده است. دوم، اطراف صندلی: اکستروژن مهر و موم، مونتاژ نامناسب یا یک صندلی خارج از گرد که هرگز تماس کامل برقرار نمی کند. سوم، از طریق بدنه: نقص های ریخته گری، ترک های ضربه ای یا آسیب ناشی از گشتاور بیش از حد. چهارم، از طریق اتصالات: رزوه های آسیب دیده، گال شدن، ترکیب نخ اشتباه یا گشتاور آرایش نادرست. پنجم، از طریق پورت های پر کردن خودکار که پس از چرخه پر کردن بسته نمی شوند.

در طول عملیات پوشش، نشتی معمولاً در لحظات قابل پیش بینی ظاهر می شود: زمانی که بررسی پر کردن مایع را در حین کار نگه نمی دارد. هنگامی که رشته قبل از سیمان کردن تحت فشار آزمایش می شود. هنگامی که پمپ ها پس از گردش خون متوقف می شوند و فشار از بین می رود. یا زمانی که خدمه پس از برآمدگی دوشاخه فشار وارد می کنند و بازگشت را می بینند. یک نشت آهسته به صورت کاهش تدریجی فشار نشان می دهد. یک نشت عمده باعث از دست دادن فشار فوری یا بازگشت جریان به سطح می شود. اپراتورها خاموش شدن را با آزمایش آب بندی مایع مطابق با تمرین API RP 10F تأیید می کنند و فشار دیفرانسیل را از جهتی که شیر باید آب بندی می کند اعمال کند.

دو مکانیسم شایسته تاکید هستند زیرا در این زمینه رایج هستند. زباله‌ها می‌توانند فلپر یا توپ را از روی صندلی آن در دیفرانسیل پایین نگه دارند، با این حال ممکن است به نظر برسد که دریچه در فشار بالاتری قرار می‌گیرد، زمانی که زباله خرد شود یا عنصر در اطراف آن تغییر شکل دهد. فرسایش برعکس عمل می کند: مواد جامد ساینده که در طول چرخش با سرعت بالا در سراسر صندلی حرکت می کنند، مواد را حذف می کنند، بنابراین دریچه به خوبی در سطح آب بندی می شود اما بعداً در دیفرانسیل پایین نشت می کند. هر دوی این رفتارها دلیل اهمیت آزمایش در شرایط واقعی است.

چرا نشت تجهیزات شناور در طول عملیات پوشش گران و خطرناک است؟

نشتی مشکل زیبایی نیست. یک کار سیمانی برنامه ریزی شده را به یک کار برنامه ریزی نشده تبدیل می کند. هنگامی که شناور نمی تواند نگه دارد، ستون سیمانی در حلقه به محض توقف پمپاژ به داخل محفظه می افتد. قسمت بالای سیمان به زیر پلان می‌ریزد، دوغابی که دوباره وارد لوله می‌شود با هر چیزی که در مسیر کفش قرار می‌گیرد مخلوط می‌شود، و ممکن است چاه بدون انزوای ناحیه‌ای در جایی که بیشتر مورد نیاز بود باقی بماند.

از آنجا که عملیات پوشش زمانی است که مشکل ظاهر می شود، چهار پیامد مرکب به دنبال دارد:

• برگشت سیمان و ارتفاع ستون از دست رفته: بدون دریچه آب بندی، لوله های U دوغاب گیر نشده را از طریق کفشک بازگردانید تا زمانی که پوشش و ستون های حلقوی متعادل شوند و قسمت بالای سیمان در زیر ارتفاع و نواحی طراحی شده بدون محافظت باقی بماند.
• مسیر کفش آلوده: جریان برگشتی اسپیسر، گل و دوغاب آلوده را به داخل مسیر کفش می کشاند. سیمانی که در نهایت در آنجا گیر می کند ضعیف است و ممکن است تست کفش را انجام ندهد و باعث سوراخ شدن و فشار احتمالی شود.
• عدم بررسی جابجایی قابل اعتماد: یک شناور نشتی فشار ضربه را مبهم می کند. فشار به جای نگه داشتن آن از بین می رود، بنابراین خدمه نمی توانند تأیید کنند که دوشاخه بالایی فرود آمده و جابجایی کامل شده است.
• قرار گرفتن در معرض کنترل فشار: برگشت های غیرمنتظره در سطح، یا انتقال گاز از طریق ستون تنظیم نشده در طول انتظار روی سیمان، شرایط HSE و کنترل خوبی را ایجاد می کند که هیچ برنامه حفاری نمی خواهد.

اقتصاد به همان اندازه نامهربان است. نشتی که در حین کار کردن محفظه کشف می‌شود، ممکن است برای تعویض ابزار، از سوراخ خارج شود. نشتی که پس از سیمان‌کاری کشف می‌شود می‌تواند به معنای انتظار روی سیمان، حفاری مواد آلوده نرم، یک کار فشرده سازی اصلاحی یا در بدترین موارد یک مسیر فرعی باشد. در یک چاه عمیق یا دریایی، هر یک از این گزینه ها چندین برابر قیمت خود تجهیزات شناور است.

زمان نشت نیز درمان را تغییر می دهد. دریچه ای که در حین بررسی پر کردن در حالی که بدنه نزدیک به سطح است، گریه می کند، اغلب می تواند به قیمت ارزان جایگزین شود، در حالی که همان نشتی که پس از قرار گرفتن سیمان کشف می شود تقریباً هیچ گزینه خوبی باقی نمی گذارد. به همین دلیل است که اپراتورها تجهیزات شناور آزمایش فشار را قبل از اجرای آن‌ها انجام می‌دهند و به همین دلیل است که خدمه میدانی هر میزان پر شدن و فشار را ثبت می‌کنند: داده‌هایی که زودتر یک نشت کوچک را تشخیص می‌دهند، همان داده‌هایی هستند که بعداً مانع را ثابت می‌کنند.

درک علل مهم است زیرا اکثر آنها قابل کنترل هستند. زباله ها را می توان حذف کرد، موج را می توان مدیریت کرد، نخ ها را می توان محافظت کرد، و فرسایش را می توان با کنترل نرخ محدود کرد. ابزاری که در طول عملیات پوشش نشت می کند به ندرت یک رمز و راز است. معمولاً ابزاری است که سطوح آب بندی آن در جایی بین انبار و برآمدگی پلاگین آسیب دیده، آلوده یا بیش از حد بارگذاری شده است.

نحوه جلوگیری و تشخیص نشتی در تجهیزات شناور در طول عملیات پوشش

تجربه میدانی نشان می‌دهد که عملیات پوشش بدون نشتی ناشی از پنج عادت است که به طور مداوم از انبار تا بررسی فشار نهایی اعمال می‌شود.

سطوح آب بندی و عملکرد سوپاپ را قبل از اجرا بررسی کنید

نشیمنگاه و عنصر آب بندی هر کفش شناور و یقه شناور را قبل از آماده شدن بررسی کنید. به دنبال آسیب ماشینکاری، زنگ زدگی، فرورفتگی و مواد خارجی باشید. تأیید کنید که دریچه‌های فلپر کاملاً بسته هستند، دریچه‌های توپی تمیز قرار می‌گیرند و مکانیسم‌های پر کردن خودکار آزادانه حرکت می‌کنند. بررسی کنید که گواهی آزمایش با ابزار مطابقت داشته باشد و درجه فشار و دما روی بدنه قابل مشاهده باشد. هر گونه شک در سطح آب بندی دلیلی بر رد ابزار است، زیرا صندلی آسیب دیده در دکل قابل تعمیر نیست. به مهر و موم های الاستومری در چاه های با دمای بالا توجه ویژه ای داشته باشید: آب بندی های گرما یا متورم می توانند به طور متناوب نشت کنند و به راحتی با مشکلات دریچه اشتباه گرفته می شوند.

از اتصالات محافظت کنید و مطابق مشخصات بسازید

نخ ها یک مسیر نشتی مکرر و بی صدا هستند. محافظ های رزوه را تا خنجر زدن نصب کنید، رزوه ها را تمیز و بازرسی کنید و از ترکیب رزوه مناسب برای نوع اتصال استفاده کنید. گشتاور توصیه شده برای اتصال، API LTC، STC، BTC یا Premium را جبران کنید و از گشتاور بیش از حدی که می تواند کوپلینگ را شکافته یا صندلی را منحرف کند، اجتناب کنید. هرگز ابزار را توسط شیر بلند نکنید یا آن را روی کف دکل نیندازید. آسیب ضربه به بدنه ممکن است تا زمانی که ابزار تحت فشار سوراخ قرار نگیرد، نامرئی بماند.

زباله ها و جامدات ساینده را از شیر دور نگه دارید

گل را طوری آماده کنید که قلمه ها، رسوبات زنگ زده و مواد با گردش خون از دست رفته در داخل بدنه ته نشین نشوند. داخل محفظه را در جایی که عملی است بشویید، رشته را پر از مایع تمیز نگه دارید و از افتادن ابزارها یا شاخه هایی که ممکن است روی شیر بیفتند خودداری کنید. هنگام سیمان کاری، افزودنی ها را روی صفحه نمایش دهید و آب را مخلوط کنید و جامدات دوغاب را در محدوده طراحی نگه دارید. زباله تنها شایع ترین دلیلی است که یک شناور جدید در اولین آزمایش آب بندی مایع خود شکست می خورد.

کنترل افزایش، پر کردن و نرخ گردش

سرعت دویدن فشار افزایش در کفش را کنترل می کند. توقف ناگهانی یا حرکت بیش از حد سریع می تواند دریچه را کوبیده و به صندلی آسیب برساند. محفظه را طبق برنامه پر کنید، یا از تجهیزات پرکننده خودکار استفاده کنید، بنابراین دیفرانسیل در سرتاسر شیر مطابق با طراحی خود باقی بماند. هنگام چرخش قبل از سیمان کردن، پمپ ها را به تدریج بالا و پایین کنید و نرخ ها را متوسط ​​نگه دارید، زیرا مواد جامد ساینده با سرعت بالا، صندلی ها را سریعتر فرسایش می دهند. در جاهایی که نرخ گردش خون بالا است، ابزارهایی با صندلی های سخت شده یا مناطق جریان بزرگتر طراحی شده برای خدمات ساینده را در نظر بگیرید. دریچه ای که در جریان و گردش خون زنده می ماند، به احتمال زیاد پس از ضربه نگه می دارد.

تست فشار در زمان مناسب و مانیتور بعد از ضربه

شناور را قبل از سیمان کاری در دیفرانسیل نزدیک به دیفرانسیلی که بعد از کار می بیند، تست کنید، نه فقط فشار نمادین. پس از برآمدگی فیش بالا، فشار را نگه دارید، سپس به آرامی خونریزی کنید و مراقب بازگشت باشید. فشار بدنه را در حین انتظار روی سیمان کنترل کنید. فشار ثابت به این معنی است که شیر ثابت است، در حالی که پوسیدگی تدریجی نشان دهنده نشتی است که به جای حدس و گمان نیاز به یک تصمیم مهندسی دارد. حجم و زمان خونریزی را ثبت کنید تا تغییر بعدی بتواند روندها را به جای شروع از صفر مقایسه کند.

سوالات متداول

چگونه خدمه می توانند نشت شناور را در حین کارکردن بدنه تشخیص دهند؟

واضح ترین علامت این است که بدنه در طی یک بررسی برنامه ریزی شده پر کردن مایع را نگه نمی دارد یا اینکه حجم پر شدن بدون توضیح تغییر می کند. یقه پرکننده خودکار که نشتی دارد، پوشش را بدون توجه به برنامه زمانی پر نگه می دارد. بعداً، پس از خاموش شدن پمپ، فشار از بین می‌رود، یا وقتی سر سیمان‌کاری پس از برآمدگی دوشاخه باز می‌شود، برگشت ظاهر می‌شود.

آیا زباله ها به تنهایی می توانند باعث نشت کفش شناور جدید شوند؟

بله. یک سنگریزه، یک تکه فلس زنگ زده یا یک توده گل ژله ای می تواند فلپر یا توپ را از روی صندلی خود نگه دارد. در حین گردش سیال، زباله‌ها سطوح آب‌بندی نرم را نیز امتیاز می‌دهند. به همین دلیل است که اپراتورها گل را آماده می کنند، پوشش را تمیز نگه می دارند و قبل از انجام کار سیمان، آزمایش آب بندی مایع را انجام می دهند.

چرا یقه شناور پس از گردش با نرخ بالا شروع به نشت می کند؟

گردش با سرعت بالا، مواد جامد ساینده را در سراسر صندلی و عنصر آب بندی فشار می دهد و ناحیه تماس را فرسایش می دهد. هنگامی که سطح آب بندی هندسه اصلی خود را از دست می دهد، شیر نمی تواند در فشار دیفرانسیل کم یک بسته محکم ایجاد کند. فرسایش با دوغاب های متراکم، مواد با گردش از دست رفته و زمان گردش طولانی بدتر است، بنابراین نرخ ها باید در پوشش طراحی شیر باقی بمانند.

آیا اتصالات ممکن است حتی زمانی که خود شیر سالم است نشت کند؟

بله. نشت نخ یک مسیر رایج است. رزوه های آسیب دیده، ترکیب نخ اشتباه، گشتاور آرایشی ناکافی یا بیش از حد، و بادکردن در هنگام ضربه زدن، همگی باعث می شوند که مایع از اتصال عبور کند. از آنجایی که تجهیزات شناور پس از سیمان کاری فشار را از پایین حمل می کنند، یک نشتی کوچک نخ می تواند به عنوان پوسیدگی فشار آهسته نشان داده شود و کل مانع را از بین ببرد.

چه آزمایش سطحی ثابت می کند که شناور قبل از اجرا شدن پوشش ثابت می ماند؟

بررسی استاندارد یک آزمایش آب بندی مایع مطابق با تمرین API RP 10F است: پوشش را با آب پر کنید، فشار دیفرانسیل را از بالا اعمال کنید و تأیید کنید که دریچه بدون خونریزی باقی می ماند. برخی از اپراتورها نیز از پایین با دوشاخه تست تست می کنند. رکورد امضا شده را با آمار حفظ کنید تا خدمه بدانند ابزار سالم بوده است.

اگر پس از ضربه پریز جریان برگشتی ظاهر شد، خدمه چه کاری باید انجام دهند؟

چاه را ثابت نگه دارید و فشار را بدون برنامه رها نکنید. میزان خونریزی را یادداشت کنید و بلافاصله مهندس سیمان را مطلع کنید. ارزیابی کنید که آیا سیمان از قبل استحکام کافی برای نگه داشتن ستون بدون شناور ایجاد کرده است یا خیر. گزینه‌ها عبارتند از: نگه‌داشتن فشار سطحی در حین انتظار روی سیمان، فشار اصلاحی، یا حفاری کنترل‌شده در صورت مهار وضعیت.

نتیجه گیری

نشت از طریق تجهیزات شناور سیمانی به ندرت یک خرابی تصادفی است. این نتیجه قابل پیش‌بینی زباله‌های روی صندلی، فرسایش ناشی از گردش با سرعت بالا، رزوه‌های آسیب‌دیده یا دیفرانسیل معکوس فراتر از درجه‌بندی سوپاپ است، و معمولاً در طول عملیات پوشش ظاهر می‌شود، زمانی که هنوز می‌توان آن را اصلاح کرد. پیشگیری از همان منطق شکست پیروی می کند: هر سطح آب بندی را قبل از اجرا بررسی کنید، اتصالات را محافظت کنید، زباله ها را از شیر دور نگه دارید، سرعت نوسانات و گردش خون را کنترل کنید، و آزمایش فشار در شرایط واقعی قبل و بعد از سیمان کاری. هنگامی که نشت ظاهر شد، آن را به عنوان یک مشکل مهندسی در نظر بگیرید: رفتار را ثبت کنید، فشار را مهار کنید و به جای حدس و گمان با داده ها تصمیم بگیرید. اگر کفش‌های شناور، یقه‌های شناور یا تجهیزات پرکننده خودکار را برای کار بعدی خود انتخاب می‌کنید و می‌خواهید در مورد طراحی، آزمایش یا روش‌های صحرایی آب‌بندی راهنمایی کنید، برای پشتیبانی با مهندسین برنامه ما تماس بگیرید.