Teljes körű útmutató a V6-V0 tömítőosztályokhoz (1. rész): A fúrólyukak „tömítővédőinek” osztályozási kódexének megértése az API 11D1 szabvány szemszögéből

Az olaj- és gázkitermelés „földalatti csatamezőjén”csomagolókezek a „tömítő védőelemek”, amelyek védik a kútfurat biztonságát. El tudják szigetelni a különböző formációk nyomását, megakadályozzák a folyadékok keresztáramlását és megtartják a szálterheléseket, magszerszámként szolgálva a fúrás, a kútfúrás és az olajtermelés teljes folyamatának stabilitását biztosítva. A fúrási körülmények azonban drasztikusan eltérnek: egyes kutak hőmérséklete mindössze néhány tíz Celsius-fok, míg mások meghaladják a 200 °C-ot; egyes kutakban stabil a nyomás, míg másokban gyakori ingadozások tapasztalhatók; egyesek hagyományos nyersolajat tartalmaznak, míg mások korrozív „szörnyetegeket”, például hidrogén-szulfidot (H₂S).

Az API 11D1 szabvány a kőolaj- és földgáziparban használt fúrólyuk-szerszámokhoz – Csomagolóanyagok és híddugók egyértelműen meghatározza, hogy a csomagolóanyagok osztályainak teljesítményszintje V6-tól V0-ig növekszik: minél kisebb a szám, annál szigorúbbak a teljesítménykövetelmények. A V6 az „alap belépő szint”, a V0 pedig a „végső teljesítményszint”, ahol minden osztály egyértelmű vizsgálati szabványoknak és alkalmazható forgatókönyveknek felel meg.

Ma segítünk tisztázni a 7 osztály közötti alapvető különbségeket, és elkerülni a tévhiteket a csomagoló kiválasztásában.

Az osztályok osztályozásának alapvető logikája az API 11D1-ben

Sokan összekeverik a tömítőosztályok sorrendjét. A lényeg, hogy az API 11D1 osztályozása a „minél kisebb a szám, annál átfogóbb az értékelés” elvet követi. Az osztályozási szint növelése azt jelenti, hogy a vizsgált tételek fokozatosan szigorúbb feltételeket (például hőmérséklet-ciklusok, axiális terhelések, gáztömörség és korrozív környezet) adnak a kezdeti egyszerű statikus tömítővizsgálathoz.

Ennek az osztályozásnak a lényege az „igény szerinti egyeztetés” – nemcsak a hagyományos kutakban használt csúcskategóriás berendezések okozta költségpazarlást kerüli el, hanem megakadályozza az alacsony osztályú berendezések extrém kutakban történő használatából eredő biztonsági baleseteket is.

V6 osztály: Belépő szintű „garnizon katonák” a gyártók által meghatározott alapszabványokkal

Műszaki jelentés

A V6 osztály a tömítőanyagok legalacsonyabb tervezési ellenőrzési osztálya. Vizsgálati módszereit és elfogadási kritériumait maguk a gyártók határozzák meg. Az API 11D1 csak egy alapvető keretrendszert határoz meg (pl. beállítási megbízhatóság, nyíróterhelés-vizsgálat), és nincsenek egységes kötelező teljesítménymutatói. Alapvető célkitűzése, hogy „megfeleljen az alapvető tömítési követelményeknek meghatározott egyszerű forgatókönyvekben”.

V6 osztályú kútra vonatkozó feltételek

• Sekély kutak (a kút mélysége általában＜1000 méter);
• Üzemi nyomás ≤20 MPa (kb. 200 kg);
• Üzemi hőmérséklet ≤80°C;
• Közeg: édesvíz, hagyományos nyersolaj;
• Nincsenek dinamikus terhelések (pl. nincsenek kútmegmunkálási vagy stimulációs műveletek, a húr teljesen álló helyzetben van);
• Tipikus forgatókönyvek: szárazföldi sekélyvíz-befecskendező kutak, elhagyott kutak ideiglenes eltömítése.

A V6 osztály vizsgálati követelményei

Nincsenek kötelező vizsgálati követelmények; a vizsgálatokat a gyártók által meghatározott szabványoknak megfelelően lehet elvégezni. A névleges üzemi nyomáspróbát jellemzően szobahőmérsékleten végzik, ami 10 perces statikus tömítést igényel szivárgás nélkül. Nincs szükség hőmérsékletciklus-vizsgálatra, dinamikus terheléses vizsgálatra vagy gáztömörség-ellenőrzésre.

V5 osztály: Alapváltozatú „Járőrkatonák” – Minimális garancia a folyadékzárásra

Műszaki jelentés

A V6 osztály alapján a V5 osztály egységes folyadéktömítettségi vizsgálatot tartalmaz. Ez az API 11D1 által meghatározott kötelező „minimális teljesítményküszöb”, amelynek központi értékelése a folyékony közegben történő statikus tömítés megbízhatóságára összpontosít.

V5 osztályú kútra vonatkozó feltételek

• Sekély és közepes mélységű kutak (kútmélység: 1000-2000 méter);
• Üzemi nyomás ≤34,5 MPa (kb. 350 kg);
• Üzemi hőmérséklet ≤93°C;
• Közeg: folyadékok, például nyersolaj és sós víz;
• Stabil munkakörülmények, nyomásingadozási tartományban＜a névleges nyomás 10%-a;
• Tipikus forgatókönyvek: szárazföldi hagyományos olajkutak olajtermelési szakasza, nem gázelárasztó termelő kutak.
• A V5 osztály vizsgálati követelményei (az API 11D1 szabvány főbb mutatói)
• Folyadékstatikus nyomáspróba: Tartsa fenn a névleges nyomást 15 percig folyadékszivárgás nélkül;
• Beállítási megbízhatósági vizsgálat: A névleges beállítási erő ±10%-át használja a vizsgálathoz a tömítések hatékony tágulásának biztosítása érdekében;

Nincs hőmérsékletciklus-teszt vagy axiális terhelésteszt;

Nincs szükség gáztömörség-ellenőrzésre (csak folyékony közeget veszünk figyelembe).

V4 osztály: Fejlett verziójú „Sentinel”-ek, amelyek képesek axiális terheléseknek ellenállni

Műszaki jelentés

A V5 osztály alapján a V4 osztály axiális terhelésvizsgálatot is tartalmaz. Alkalmazkodik a húrok tágulása/összehúzódása és az önsúly okozta axiális erőkhöz, a fő fejlesztése pedig a „tömítések deformációs ellenállásának” javításában rejlik.

V4 osztályú kútra vonatkozó feltételek

• Kútmélység: 2000-3000 méter;
• Üzemi nyomás ≤69 MPa (kb. 700 kg);
• Üzemi hőmérséklet ≤121°C;
• Közeg: olaj-gáz-víz keverék, CO₂ parciális nyomása ≤1 MPa;
• Kisebb axiális terhelések léteznek (pl. a húr hőtágulása/összehúzódása, kisebb rezgések);
• Tipikus forgatókönyvek: hagyományos szivattyúkutak és repedésmentes gázkutak termelési szakasza.

A V4 osztály vizsgálati követelményei

• Teljesítse az összes V5 osztályú tesztet;
• Axiális terheléspróba: Alkalmazzon ±50 kN axiális erőt (a húr tágulásának/összehúzódásának szimulálására), és tartsa fenn a nyomást 15 percig szivárgás nélkül;
• Folyadékciklus-teszt: Végezzen el 10 nyomásemelkedési és -csökkenési ciklust a névleges nyomáson, biztosítva a hatékony tömítést;
• Gáztömítettségi vizsgálat és hőmérséklet-ciklusos vizsgálat továbbra sem szükséges.

V3 osztály: Továbbfejlesztett „védők”, amelyek alkalmasak hőmérséklet-ingadozási körülményekre

Műszaki jelentés

A V4 osztály alapján a V3 osztály hozzáadja a hőmérsékletciklus-vizsgálatot. Alkalmazkodni tud a tömítések gyakori fúrólyuk-hőmérséklet-változások okozta összehúzódásához/tágulásához, így kulcsfontosságú osztály a „hagyományos kutakról az összetett kutakra való átmenethez”.

V3 osztályú kútra vonatkozó feltételek

• Közepes és mély kutak (3000-4000 méter);
• Üzemi nyomás ≤103 MPa (kb. 1050 kg);
• Üzemi hőmérséklet ≤150°C (hőmérséklet-ingadozási tartomány ≤50°C);
• A közeg kis mennyiségű gázt tartalmaz (gáz-olaj arány ≤500), CO₂ parciális nyomása ≤2 MPa;
• Kettős hőmérséklet-/nyomásingadozások léteznek (pl. szakaszosan áramló kutak);
• Tipikus forgatókönyvek: sekély gázkutak és hagyományos beágyazott olajkutak fejlesztési szakasza.

A V3 osztály vizsgálati követelményei

• Teljesítse az összes V4 osztályú tesztet;
• Ciklushőmérséklet-teszt: Végezzen el 3 ciklust -29°C és a névleges hőmérséklet között, minden fűtési/hűtési folyamat után 30 percig fenntartva a nyomást szivárgás nélkül;
• Nyomásciklus-teszt: Végezzen el 100 ciklust a névleges nyomás 0-80%-a között, biztosítva a stabil tömítési teljesítményt;

A tesztelés továbbra is főként folyékony közeget használ, gáztömítettségre nincs kötelező követelmény.

Kapcsolat:Jessie Zhou

Mobil/WhatsApp:+0086-18109206861
Email:energy@landrilltools.com