Оценка оборудования для цементирования плавающих сооружений в условиях кислого газа и коррозионных скважин

Оборудование для цементирования скважин кислого газа должно оцениваться в соответствии с условиями полной эксплуатации, а не только с учетом температуры и давления.NACE MR0175 и ISO 15156 определяют предельные значения материалов, предотвращающие сульфидный стресс-крекинг, в то время как углекислый газ вызывает коррозию, которая атакует корпуса, пружины и поверхности уплотнения.допускать обратный поток цементаПоэтому оценка должна охватывать металлургию каждой несущей части, твердость и термическую обработку пружин и крепежных элементов,совместимость эластомерных уплотнений с H2SВ этой статье объясняется, как кислое и коррозионное состояние атакует плавучее оборудование,почему структурированная оценка защищает целостность скважины и стоимость проекта, и как покупатели могут указать, проверить и документировать оборудование, которое работает на протяжении всего срока службы скважины.

Чем отличается сервис кислого газа для плавучего оборудования?

Скважина обычно классифицируется как кислая, когда ее жидкости содержат сероводород при частичном давлении, достаточно высоком, чтобы вызвать трещины восприимчивых материалов;NACE MR0175 и ISO 15156 обычно применяются, когда частичное давление H2S превышает около 0Углекислый газ обычно также присутствует и растворяется в воде, образуя углекислую кислоту, приводящую к коррозии при потере веса.Таким образом, инструменты с подземными отверстиями сталкиваются с двумя различными атаками.: H2S-подвигаемый трещины, который является внезапным и катастрофическим, и CO2-подвигаемый коррозии, которая является постепенным и накопительным.

Сверхпрочные стали, включая закаленные пружины, замки и крепежные устройства внутри плавучих клапанов,поглощают водород, вырабатываемый в результате коррозии H2S и трещин при напряженииКлассическое решение заключается не в покрытии, а в выборе материала: стали с контролируемой твердостью,обычно ниже 22 HRC для углеродистой и низколегированной стали по NACE MR0175 и ISO 15156, надлежащая термическая обработка и пределы прочности удельного веса.

Устройства для плавания добавляют сложности, потому что большая их часть предназначена для бурения с использованием чугуна, алюминия и термоустойчивых пластмасс.от тела до пружины до печати, должны быть оценены отдельно: корпус, который соответствует стандарту, не защищает пружину, которая не соответствует стандарту.Неметаллические бурные материалы, такие как термостойкие пластмассы, полностью избегают сульфидного стрессового трещинки, потому что они не коррозию, но их эластомерные уплотнения все равно должны противостоять H2S и CO2 атаке, высокой температуре и быстрой декомпрессии газа.

Температура меняет картину: поведение сульфидов при стрессовом крекинге сильно зависит от температуры, коррозия CO2 ускоряется по мере повышения температуры и частичного давления CO2,и эластомеры быстрее разлагаются при повышенной температуре внизу. Оценка, следовательно, не является одной проверкой материала, а матрицей материалов, среды и температуры. Функциональные требования по-прежнему исходят из спецификации API 10F и ISO 10427-2,которые проверяют герметичность, способность к дифференциальному давлению, температурная стойкость и возможности бурения в определенных условиях.

Почему не стоит думать о том, что нужно делать, чтобы получить хорошую услугу

Последствия установки обычного плавучего оборудования в кислой скважине серьезны.превращение плавательного ошейника в открытый канал для обратного потока цемента после перемещенияВ скважине с H2S, ремонтные работы опасны.и одна неисправность может подвергнуть экипаж и окружающую среду токсическому газуПлавучее оборудование представляет собой односторонний барьер, который не может быть проверен или отремонтирован, как только цемент будет на месте.

В результате углекислый газ растворяется в продуцируемой воде и образует углекислую, которая в течение нескольких месяцев или лет поражает корпуса, сиденья и уплотнительные поверхности.Первым симптомом может быть плавательный воротник, который не будет держаться во время обычного теста на давление, вынуждая переделывать, что правильный выбор материала мог бы предотвратить.

Кислые скважины обычно регулируются спецификациями проекта, которые требуют соответствия NACE MR0175 и ISO 15156, а также стандартами операционной компании для обслуживания H2S.Документация о закупках должна демонстрировать, что каждая часть, содержащая давление и несущая нагрузку, пригодна для указанной среды.Структурированная оценка создает эти доказательства до того, как оборудование будет заказано, а не после сбоя.

Оценка в отношении всей окружающей среды приносит четыре преимущества:

• Целостность скважины и безопасность экипажа: материалы, выбранные по NACE MR0175 и ISO 15156, поддерживают функционирование клапана обратного давления, предотвращая обратный поток цемента, миграцию газа и неконтролируемое высвобождение H2S.
• Соответствие требованиям проекта: документально подтвержденный выбор материала и доказательства испытаний удовлетворяют спецификациям сервиса и обеспечивают необходимую отслеживаемость командам по закупкам и QA.
• Предсказуемая долгосрочная производительность: соответствие металлов, эластомеров и номиналов фактическому составу газа и температуре предотвращает как внезапные сбои трещин, так и постепенное повреждение коррозией.
• Более низкая общая стоимость: оценка, тестирование и документация на стадии планирования стоят меньше, чем ремонт цемента, переоборудование или отключение после отказа оборудования.

Кислый сервис часто совпадает с высоким давлением и высокой температурой, что еще больше сужает выбор материалов: более прочные стали, устойчивые к коллапсу, могут превышать пределы твердости,В то время как коррозионностойкие сплавы меняют картину затратВ таких скважинах плавательная обувь и плавательный воротник должны быть пересмотрены как система, с двойным клапаном, обеспечивающим избыточность в случае повреждения основного клапана во время бурения или отходов..

Усилия по оценке должны быть пропорциональны окружающей среде: скважина с следами CO2 требует меньшего анализа, чем скважина с высоким содержанием H2S HPHT с элементарной серью.Но каждый кислый колодец заслуживает документального материального решения, потому что плавательный воротник и плавательная обувь образуют барьер, который будет оценен только тогда, когда будет слишком поздно изменить.

Как оценить плавучее оборудование для кислого газа и коррозионных скважин

Практическая оценка состоит из пяти этапов, каждый из которых преобразует среду скважины в конкретные требования к оборудованию и проверяемую документацию.Таким образом, окончательный выбор может быть защищен в обзоре закупок и на местах..

Определите полный пакет услуг

Начинайте с окружающей среды, а не каталога, соберите максимальное H2S и CO2 частичное давление, ожидаемое в обуви, температуру и давление в нижнем отверстии,pH и состав воды формирования и жидкости завершенияОбратите внимание на температурный диапазон во время гидратации цемента, поскольку тепло гидратации может повышать местную температуру в клапане.Включают давление для обработки и испытаний, потому что оборудование должно выдерживать окружающую среду при полном дифференциальном давлении, обычно от 5 000 до 15 000 psi в скважинах высокого давления.Обложка услуг - это ссылка, с которой проверяется каждое существенное решение.

Проверка каждого материала на основе норм NACE MR0175 и ISO 15156

Проверьте металлургию каждого несущего компонента: корпуса, сиденья, пружины, шестерени, крепежные элементы и блокировочные кольца.Углеродистая и низколегированная стали должны соответствовать пределам твердости и термической обработки NACE MR0175 и ISO 15156Для большинства применений это означает контролируемую твердость, соответствующую закалку и отсутствие холоднообрабатываемых деталей высокой твердости при натяжном напряжении.Так что подтвердите весенний материалЕсли условия превышают пределы низколегированной стали, указываются коррозионностойкие сплавы или полностью неметаллические конструкции для бурения.Попросите у поставщика сертификаты материалов и основы декларации соответствия.

Оценка совместимости эластомера и уплотнения

Эластомерные уплотнители сталкиваются с тремя проблемами: химическая атака H2S и CO2, высокая температура и быстрое декомпрессирование газа при быстром давлении.Стандартный нитриловый каучук часто не подходит для кислого обслуживания при повышенной температуре; гидрогенизированный нитрил (HNBR), фторэластомеры (FKM) и другие специальные соединения являются распространенными улучшениями.до 350-400 градусов по Фаренгейту для стандартных конструкций и выше для специального оборудованияУзнайте, имеет ли поставщик квалификацию для использования герметического соединения для кислого газа и быстрой декомпрессии газа, и подтвердите требования к хранению и сроку хранения.

Проверка функциональных характеристик и доказательств испытаний

Соответствие материалов само по себе не делает плавучий клапан. оборудование также должно пройти функциональные испытания API Спектр 10F и ISO 10427-2: целостность уплотнения в обоих направлениях,способность дифференциального давления при номинальном давлении, цикл температуры, и предсказуемое поведение бурения для бурных конструкций.спросить, как поставщик проверяет производительность при репрезентативных условиях и имеются ли сертификаты испытаний;. подтвердить, что номинальное давление охватывает наихудший дифференциал при смещении, когда цементная колонна от 15,8 до 20 ppg сбалансирована против более легкой кольцевой жидкости, и что размер,соединение, и макияжный крутящий момент соответствуют количеству корпуса.

Аудиторская документация, прослеживаемость и обработка

Запросить пакет документации, включающий отчеты о испытаниях материалов с номерами тепла, проверку твердости, данные о сложных эластомерах, сертификаты функциональных испытаний,и четкое заявление о соответствии NACE MR0175 и ISO 15156 для указанного объема услуг. подтвердить, что поставщик работает по системам качества API Spec Q1 или ISO 9001. наконец, планировать хранение и обработку, которые защищают оборудование кислой службы: держать уплотнения чистыми и защищенными от озона,солнечный свет, и тепла, используйте защитные нитки и избегайте повреждений от ударов, которые могут создать концентрации напряжения в компонентах, которые должны противостоять сульфидному стрессовому трещину.

Часто задаваемые вопросы

Какой уровень H2S делает колодец кислым для выбора плавучего оборудования?

Не существует универсального предела, но NACE MR0175 и ISO 15156 обычно применяются, когда частичное давление H2S в газовой фазе превышает примерно 0,05 psi (0,3 кПа).Частичное давление зависит как от концентрации, так и от общего давления системы, так что низкая концентрация газа при высоком давлении может быть все еще кислым.

Можно ли использовать буровое плавучее оборудование в кислых скважинах?

Да, при правильном выборе. термостойкие пластмассы и другие полностью неметаллические бурные конструкции не содержат металлических частей, подверженных сульфидному стрессовому трещину, и используются в кислом обслуживании.Алюминиевые и чугунные компоненты должны быть проверены в соответствии с нормами NACE MR0175 и ISO 15156 для конкретной среды., а эластомерные уплотнители должны соответствовать составу и температуре газа.

Почему источники особенно важны в кислом служении?

Спринцы - это холоднообработанные, высокопрочные стальные детали под постоянным напряжением, точно такая же комбинация, что и сульфидный стресс.Разбитая пружина в клапане клапана делает клапан неспособным сидетьПоэтому в кислотных клапанах используются пружины с контролируемой твердостью и тепловой обработкой, альтернативные пружинные сплавы,или конструкции без пружины, которые сидят под действием силы тяжести или дифференциального давления.

Стандартные эластомерные уплотнители не работают в среде с кислыми газами?

Н2С и СО2 атакуют многие резины общего назначения, вызывая опухоль, затвердевание и потерю прочности уплотнения, а высокая температура ускоряет повреждение.Быстрое кровотечение под давлением также может вызвать взрывное декомпрессионное повреждение внутри уплотненияДля кислых скважин обычно требуются специальные соединения, такие как HNBR и FKM, квалифицированные для газового состава, температуры и условий декомпрессии.

Как CO2 и H2S вместе влияют на оборудование для плавания?

Они атакуют разными способами. H2S приводит к сульфидным стрессовым трещинам твердых сталей и может также вызывать коррозию при потере веса. CO2 растворяется в воде, образуя углекислоту,вызывая постепенную коррозию сиденийВместе они требуют крекингоустойчивой металлургии, а также коррозионно-устойчивых материалов и уплотнений, устойчивых к обоим газам при температуре внизу отверстия.

Какую документацию покупатель должен запросить для плавучего оборудования для кислого обслуживания?

Запросить отчеты о испытаниях материалов с номерами тепловых испытаний, записями о твердости и тепловой обработке несущих деталей, данными о сложных эластомерах и копиями сертификатов функциональных испытаний.Запросить письменное заявление о соответствии NACE MR0175 и ISO 15156, в котором указывается объем услугСледовательность от сертификата завода до готового инструмента имеет важное значение.

Заключение

Сервис кислого газа меняет смысл выбора плавучего оборудования.Частичное давление H2S и CO2Структурированная оценка, охватывающая металлургию в соответствии с NACE MR0175 и ISO 15156, совместимость уплотнений,функциональные характеристики по спецификации API 10F и ISO 10427-2Стоимость оценки небольшая, а стоимость плавучего ошейника, который выходит из строя в кислой колодце, нет.Когда ваш следующий проект включает в себя кислый газ или коррозионные жидкости, свяжитесь с нашими инженерами приложений с анализом газа, температуры и давления данных, и корпус программы, так что плавучая обувь и плавучий воротник может быть определен, протестирован,и документированы для ваших точных условий обслуживания.