蒸汽竄流是蒸汽管道補(bǔ)償器損壞因素之一蒸汽吞吐開(kāi)采中，要對(duì)蒸汽注入井中，必然會(huì)有相應(yīng)的蒸汽竄流現(xiàn)象產(chǎn)生，蒸汽竄流導(dǎo)致兩個(gè)不利的影響后果：一是有可能誘發(fā)生產(chǎn)井失控，油井產(chǎn)生變動(dòng)后從而使得地層大量出砂，最終導(dǎo)致蒸汽管道波紋補(bǔ)償器周?chē)惶涂蘸笫ゼs束。二是蒸汽驅(qū)替的效果變差，蒸汽竄流使得生產(chǎn)井蒸汽管道受到周?chē)涂斩ゼs束以及地層中熱應(yīng)力的雙向作用下，加快了蒸汽管道的損壞和變形。

當(dāng)蒸汽吞吐次數(shù)增加后，井距變小，蒸汽串流會(huì)隨著地層間、油井間的變化越來(lái)越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致注熱蒸汽時(shí)油層受熱面進(jìn)一步加大，局部形成熱連通域，被蒸汽竄流的油井，蒸汽管道波紋補(bǔ)償器局部?jī)?nèi)吸外壓，形成強(qiáng)大的沖擊波，造成蒸汽管道損壞。

蒸汽吞吐形成的殘余應(yīng)力導(dǎo)致蒸汽管道不銹鋼波紋補(bǔ)償器損壞對(duì)粘度較高的稠油而言，開(kāi)采的方式主要是對(duì)油井進(jìn)行注入熱蒸開(kāi)采，包括蒸汽驅(qū)和蒸汽吞吐，蒸汽的注入溫度和壓力根據(jù)實(shí)際油層情況而定，其中導(dǎo)致蒸汽管道損壞的原因之一就是蒸汽吞吐多個(gè)循環(huán)周期中會(huì)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。在淺地層的稠油井所注入的蒸汽溫度不高，通常在°：左右，蒸汽吞吐產(chǎn)生的殘余應(yīng)力不是特別大，蒸汽管道損壞率較低；而較深地層的稠油井所注入的蒸汽溫度高達(dá)300℃左右，殘余應(yīng)力相應(yīng)就比較大了，從而蒸汽管道損壞情況相對(duì)較高。在稠油熱注蒸汽開(kāi)采過(guò)程中，蒸汽吞吐包括個(gè)周期分別是注蒸汽階段、停注燜井階段和采油作業(yè)階段，當(dāng)采油到一定程度時(shí)轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)，三個(gè)階段交替進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)入到停注燜井階段時(shí)，溫度開(kāi)始降低，但這時(shí)蒸汽管道受到周?chē)s束，無(wú)法自由收縮，拉伸熱應(yīng)力此時(shí)就將產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)幾個(gè)蒸汽吞吐作業(yè)周期之后，一旦這個(gè)熱應(yīng)力大于管材的屈服強(qiáng)度，這個(gè)蒸汽管道拉伸熱應(yīng)力將會(huì)導(dǎo)致蒸汽管道發(fā)生脫扣和斷裂。當(dāng)拉伸熱應(yīng)力交替變化時(shí)，蒸汽管道可能受到壓縮和拉伸兩種應(yīng)力交替作用，這種情況下蒸汽管道更容易發(fā)生疲勞斷裂。

蒸汽吞吐井中蒸汽管道膨脹節(jié)損壞主要發(fā)生在前個(gè)周期，其中第三個(gè)周期損壞最為嚴(yán)重。這主要是由于蒸汽管道疲勞損壞加劇以及蒸汽吞吐過(guò)程中殘余應(yīng)力不斷加劇引起的。

隨著注氣輪次的增加，殘余應(yīng)力不斷加劇，這時(shí)蒸汽管道性能和井況也越來(lái)越差，注蒸汽輪次的加劇使得蒸汽管道不銹鋼波紋管補(bǔ)償器不斷在加熱一降溫一加熱一降溫過(guò)程中循環(huán)，這引起的殘余應(yīng)力會(huì)進(jìn)一步加劇蒸汽管道的損傷。產(chǎn)生殘余應(yīng)力的機(jī)理第章熱應(yīng)力補(bǔ)償器原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓秦圖殘余應(yīng)力機(jī)理形成圖如圖所示，當(dāng)溫度上升時(shí)，蒸汽管道的壓縮應(yīng)力增加，如線所示。如果管路的屈服強(qiáng)度高于溫度升高時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力，殘余應(yīng)力就不回產(chǎn)生了，到冷卻時(shí)管路受到的應(yīng)力就會(huì)沿著線回到點(diǎn)了。如果屈服強(qiáng)度低于溫度升高時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力，那么熱應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度后就會(huì)沿著線繼增大。如果應(yīng)力增加的幅度過(guò)大，管柱受到的壓縮力就有可能致使蒸汽管道與水泥環(huán)間相脫離，最終造成蒸汽管道的損壞；如果在蒸汽管道受壓損壞前溫差不再升高，那么蒸汽管道金屬波紋補(bǔ)償器的應(yīng)力狀態(tài)就會(huì)位于圖中的點(diǎn)，隨著燜井階段蒸汽管道中溫度下降，應(yīng)力將沿著線返回，當(dāng)管內(nèi)的壓縮應(yīng)力降低到點(diǎn)時(shí)，管路還沒(méi)有恢復(fù)到初始溫度，隨著溫度繼續(xù)降低將會(huì)有拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生，其應(yīng)力沿著線進(jìn)行變化，達(dá)到點(diǎn)時(shí)，蒸汽管道就達(dá)到了其拉伸屈服，隨著溫度的繼續(xù)降低，應(yīng)力就會(huì)沿著線變化，而降到初始溫度時(shí)，殘余拉應(yīng)力就形成了，當(dāng)蒸汽管道受到的拉應(yīng)力超過(guò)了抗拉強(qiáng)度時(shí)，蒸汽管道波紋補(bǔ)償器會(huì)發(fā)生拉伸失效。上述就是在第個(gè)注蒸汽循環(huán)時(shí)，蒸汽管道直埋補(bǔ)償器中應(yīng)力隨溫度變化的關(guān)系。如果蒸汽管道在第個(gè)注蒸汽循環(huán)沒(méi)有遇到損壞，在第個(gè)注蒸汽循環(huán)時(shí)，隨著溫度的升高，蒸汽管道中應(yīng)力將從點(diǎn)沿著線向點(diǎn)變化。因?yàn)轷U辛格效應(yīng)，蒸汽管道所受的應(yīng)力不會(huì)達(dá)到線，而是在點(diǎn)就屈服了，發(fā)生屈服之后的蒸汽管道應(yīng)力將會(huì)沿線增加，從而在第次注蒸汽的溫度達(dá)到最大時(shí)，即蒸汽管道直埋波紋補(bǔ)償器應(yīng)力增加至而點(diǎn)的壓縮應(yīng)力相對(duì)于比點(diǎn)而言較小。同時(shí)，在第次注蒸汽循環(huán)后，蒸汽管道的應(yīng)力將會(huì)到達(dá)點(diǎn)，使得其拉伸應(yīng)力會(huì)比第次循環(huán)中的點(diǎn)大，從而形成了更大的殘余應(yīng)力，致使應(yīng)力和溫度的循環(huán)向著拉伸應(yīng)力方向發(fā)生偏移。隨著熱采井中注蒸汽循環(huán)次數(shù)的不斷增加，蒸汽管道內(nèi)產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力將會(huì)越來(lái)越大，最終致使蒸汽管道發(fā)生損壞。