供熱管道補償器的作用

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-05-15 瀏覽次數：89

供熱管道補償器的作用有哪些，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、高膠質瀝青含量、原始地層溫度低的特點，所以通常需要進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，

管壁內則不會產生熱應力。但如果管道受到約束，管道就產生熱應力。為了避免管道被熱應力破壞，

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

熱應力補償裝置就是應用在采油井口、尤其是稠油熱注熱采井口的熱應力消除裝置，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償設計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的圖表被廣泛地采用。

實際管道項目中，還常將補償器在未受熱時置于拉伸位置，以便運行時吸收更大的溫度變形。

如果熱采井設計使用的蒸汽溫度過高，又缺乏高強度的管材，這種情況下要滿足管道柱強度設計的安全條件，可能發生困難。

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

當管道受熱產生熱應力變化時，生產管道就會有微量伸縮的產生，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償器，

就可以對這種微量伸縮進行熱應力補償了，從而能夠保護管道不至于損壞。如果把熱應力補償器接到管道損壞最嚴重的油層頂部，亦可起保護井口的作用。

熱采油過程中，管道的設計必須考慮到怎樣吸收或是消除熱應力，使得管道具有足夠的伸縮性，從而使管道達到相應的受力要求。

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

當自然補償不能滿足要求時，通常選用補償器吸收熱位移。熱力補償裝置在實際的應用過程中的特點表現為是通過克服管道、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，且實際所需的資金投入較小，適宜大力推廣和使用。

目前，現場應用最多的是剪切式管道熱應力補償器，通過補償器上的剪切銷釘來控制補償動作，

即當管柱受熱應力發生軸向位移時，補償器切斷銷釘，工具補償部位收縮實現補償功能。這樣的熱應力補償器技術性能要求為：

熱應力補償器是完井中管道柱的一部分，需要一定的強度性能；熱應力補償器的內徑與其配合使用的管道內徑必須一致，

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

確保固井、熱注、熱采以及時不發生泄漏；熱應力補償器需要有相應的熱化學穩定性和耐腐燭的性質，以確保油井管道的使用壽命。

管道熱應力補償器是在石油熱采、熱注工藝過程中，用于消除或減輕管道內應力，避免管道損壞的一種井下工具。

上述所講的剪釘式，它是利用剪釘把內外筒進行連接，當管道受熱膨脹時，由于管道受熱應力從而剪釘被剪斷，內外套筒就可以相對移動，

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