SY/T 7495-2020 连续油管的维护与检测.pdf

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SY/T 7495-2020 连续油管的维护与检测.pdf简介:

"SY/T 7495-2020 连续油管的维护与检测"是中国石油天然气行业标准,该标准详细规定了连续油管(COIL)在石油和天然气开采过程中的维护和检测方法。连续油管是一种特殊的技术,通过长距离的柔性管子将钻井液、修井液或者完成液连续输送到地下井下,用于完成井下作业。

该标准主要包括以下几个方面内容: 1. 连续油管的日常维护,包括设备的检查、保养、清洁和润滑等,以保证设备的正常运行和延长使用寿命。 2. 连续油管的使用前检测,如管材的质量检查、连接器的密封性测试、电缆的绝缘性能等,确保作业安全。 3. 作业过程中的监测,如压力、流量、温度等参数的实时监控,以及对作业效果的评估。 4. 作业后维护和故障处理,包括作业后的清洁、检查,以及故障情况下的应急处理措施。

标准的发布旨在规范中国石油和天然气行业的连续油管操作,提高作业效率和安全性,减少井下事故,确保石油天然气资源的稳定开采。

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SY/T 74952020

a)由于壁厚减薄和点蚀,降低了连续油管的可用强度。 b)降低了承压完整性一挤毁、爆裂和屈服。 c)腐蚀疲劳降低了服役寿命。 d)由于腐蚀和凹坑能成为与H,S和/或CO2相关的应力腐蚀开裂的起因,从而增加了早期断裂 敏感性。 e)由于冲蚀一腐蚀的增加,降低了在斜井中的服役寿命。 6.4.2外表面的腐蚀和生锈会引起以下不良影响: a)在防喷盒和BOP中密封不良。 b)连续油管表面的恶化削弱了机械完整性,且给随后暴露在并筒或工作液中产生腐蚀提供了 温床。 c)并口控压设备中使用的弹性体可能因粗糙的连续油管表面而受损或降低有效性。 d)堆积的铁锈或垢影响深度测量和连续油管监测。 e)在高压井中、因粗糙的连续油管表面,极大地增加了连续油管通过防喷盒的摩擦力

6.5连续油管作业中的腐蚀性流体

连续油管暴露于湿硫化氢(HS)环境中,其强度和可靠性会大大降低。在于燥的情况下硫化氢 是没有腐蚀性的,所以在含HS的干燥气并内腐蚀或开裂的风险很低。潮湿时,会形成高腐蚀环境, 这会影响连续油管的完整性。一般来说,H,S+Fe+HO=FeS,+2H+H,O。 释放出的氢原子可进入钢铁基体,并造成与氢相关的损伤,包括氢鼓泡和各种形式的氢裂,包 括HIC,SOHIC,表面微裂纹和SSC。钢铁基体中的氢也可导致脆化,从而降低钢的延展性,促进脆 生断裂,并可能降低连续油管的疲劳寿命。当然,高强度连续油管比低强度连续油管更易受环境开裂 的影响。通过多年的经验和实验室试验表明,在含HS的水溶液中,与连续油管开裂相关的主要环 境变量是水相原位pH值及HS分压。低pH值(酸性更强)和高H2S分压增加了连续油管环境开裂

占地面积88.66平米三层别墅SY/T74952020

的可能性。连续油管在湿H,S环境中开裂可表现为不同的方式,取决于环境的恶劣程度、暴露持续时 间、钢和焊接冶金方法、强度、化学成分、热处理、残余应力、已存在的机械损伤或冷变形和服役主 应力。 建议用户在使用前检查连续油管的酸性服役性能。 在酸性环境中作业,极大降低了连续管的使用寿命,降至约非酸性应用时使用寿命的1/3。 不建议用户对用于酸性作业的连续油管进行现场修复

表面凸起是由于堆积的氢分子引起的,它在表面下形成狭长的孔洞。在腐蚀过程中产生的氢原子 积聚形成氢分子,侵入到钢内。鼓泡和外加应力无关。其敏感性随着钢内非金属夹杂(硫化锰)、带 状组织和分层的增加而增加。这种损伤在低强度连续油管等级(CT70)中是很普遍的,可通过选择 连续油管用钢和/或使用缓蚀剂来进行控制

与鼓泡相似,但HIC只存在于表面下,并沿着贯穿壁厚的方向以阶梯式相连导致连续油管失效。 HIC是造成连续油管轴向(纵向)失效、爆裂和挤毁性能降低的主要原因,且与主应力无关。对于中 强度至高强度连续油管级别(CT80及以上)和含已存在机械损伤或严重冷变形的连续油管,HIC是 很常见的(但不排它的)。通过以下进行控制: 限制连续油管中Mn(<1.2%)、S和C的质量分数; 限制连续油管中偏析带的显微硬度不大于300HV; 使用缓蚀剂来限制对氢的吸收。

6.6.4 SOHIO

SOHIC和HIC相似,HIC裂纹长度较短,SOHIC在穿壁方向上堆叠而非阶梯式,沿主应力和 或残余应力的方向扩展。不同于HIC,含有夹杂物的管柱不需要开裂起始点,而晶界、偏析带和显微 组织的不均匀性可引起SOHIC裂纹。尽管控制HIC的措施对控制SOHIC是有利的,但焊接残余应 力和工作应力也是主要因素,宜保持其总和远小于规定屈服强度的80%

表面微裂纹与SSC一样,由湿HS腐蚀引发的,但仅侵入连续油管管壁约0.13mm深度,且根 部因腐蚀而变弱。表面微裂纹表现为垂直于应用拉伸载荷的浅平行面。 这种类型的开裂受连续油管中残余应力、工作应力及表面冷变形的影响,并出现在连续油管的内 表面和外表面。这种开裂也会沿着连续油管的焊缝有选择性地出现

SSC是与氢相关的开裂中最严重的形式,脆性失效,其主要原因在于主应力或残余应力和湿H,S 腐蚀中的显著氢吸收。 高强度等级的连续油管比低强度等级的连续油管更易受SSC的影响。试验【44]表明焊缝(缝焊、 斜焊,尤其是对焊)比连续油管母材或管体更易受SSC的影响。连续油管暴露于H2S之前经受的应 变循环(LCF)量也是一个因素,但在未超过50%使用率之前不是很重要[33]。另一项研究[30】得出 结论,在规定最小屈服强度的50%~100%之间完成的横向SSC试验结果显示,在循环冷作硬化中, 没有观察到SSC敏感性的增加。

6.8与注入物相关的腐蚀

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连续油管可携带电缆或其他注入物。例如,电缆泵送至连续油管内时,水可能留在连续油管内 部。滞留在电缆或其他注入物旁边的液体可导致管内壁腐蚀。 如果带有注入物的连续油管长期存放时,宜从连续油管中清除注入物。宜用清管球驱除油管内表 面大部分流体,然后钝化油管内表面,并用干燥、温暖的氮气吹干。 在可能情况下,电缆应在与油管进行作业前,重新注入管柱中。常见的做法是在泵入电缆和用氮 气置换后,使用时在管内注人缓蚀剂。

连续油管使用之后,为了利于保存,建议用氮气吹扫管内液体。使用的氮气体积(V)可以 (1)计算。

V一一氮气的体积,单位为立方米(m²); L一一连续油管的长度,单位为米(m); d一连续油管最大内径,单位为毫米(mm)。 对于吹扫管内液体所需氮气的最小量推荐为连续油管内管柱体积的2倍。此外,用相对湿度计测 量从连续油管内排除的氮气中所含水蒸气的含量,与进人管内的氮气的干燥度进行比较。 氯气吹扫完成后,连续油管的两端应使用封帽或堵头封堵

7.1.2防冻和内部防护

运往寒冷地区的连续油管应用防冻剂进行冲洗。装货后,长时间存储的连续油管应采用适当的 寸管子内表面进行处理,以对其内部进行保护。通过在封隔塞之间密封一部分涂层液,并用氮 风吹,穿过在存储滚筒上的整个管子,这样就能实现对管子内部的防护。

连续油管应涂覆非永久性的外部涂层。经过一段时间或是在转运途中,这些涂层能从管子表面 成蒸发掉。

在连续油管外部包上塑料薄膜和在运输滚筒的外边缘四周增加板条进行包装防护。运输时滚筒应 采用防移动附件进行保护。 需要将运输滚筒吊装到船上或者海上钻并平台上时,保证有起吊装置和滚筒的起吊点是非常必 要的。

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压力表,必要时应补充惰性气体。

7.2连续油管滚简尺寸影响

7.2.1屈服半径(Ry)和滚筒尺寸

在制造、检验、测试、清除缺陷、涂覆和使用的过程中,连续油管管柱会从一个滚筒移到另 筒,在这些过程中还要受到超LCF的影响。当连续油管在滚筒上发生弯曲的时候,它的弯曲会 屈服曲率半径,屈服曲率半径由公式(2)定义。

Ry=(E/S)(D/2)

Ry一屈服曲率半径,单位为毫米(mm); E一一材料的杨氏模量,单位为兆帕(MPa); S一一材料的名义屈服强度,单位为兆帕(MPa); D一一管子的名义外径,单位为毫米(mm)。 对于各种不同规格的连续油管,附录B比较了屈服曲率半径、运输用滚筒尺寸(Rs),油管滚筒 半径(R离简)和油管导向拱半径(RTGA)。推荐最小的管子滚筒直径不应小于管子直径的40倍。

在役连续油管指的是至少有一次过连续油管导向器并进入并筒中的连续油管。当选择在役连续油 管作业时,为观察长度、直径和壁厚的变化,宜引人下面的检测项目: a)测量在役连续油管外径: 在役连续油管的最大许用外径Dp,max和最小许用外径Dp,min是由注人头的情况决定的,应在 执行检验或连续油管作业前的合同中达成一致。 为计算方便,围绕油管每间隔45°至少测量一次,读取4个直径读数(D1、D2、D3、D4), 参见图A.1,按公式(3)计算平均直径。

JG∕T 474-2015 江南水乡(镇)建筑色谱Dv= (D,+D2+D3+D)/4

= (D,+D2+D,+D4) /4

Dav—在役连续油管的平均直径,单位为毫米(mm);保留2位小数,修约间隔是 0.001mm ; DI、D2、D3、D4——在沿连续油管长度方向同一截面约相同间距的外径测量值(参见图A.1 里的AA、BB、CC、DD截面),包括最大值Dmax和最小值Dmin,单位 为毫米(mm)。 b)测量在役连续油管壁厚: 在役连续油管的最小许用壁厚应在管柱检验之前于合同中确定,壁厚的测量方法见9.7和 9.8。

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的经过校准的仪器在连续油管上大致相同间隔部位测量,无法用仪器测量的可以解释为内部毛刺 的因素。平均壁厚按公式(4)计算

Tav. s= (Et) /n

T fav,s在役连续油管的计算平均壁厚,单位为毫米(mm);保留2位小数,圆整到 0.001mm; t一在连续油管同一轴向位置沿周向间隔约相同距离测量的壁厚值,包含最小壁厚tm,单 位为毫米(mm); n一指沿连续油管测量读数的数量。 不应在有任何内部毛刺的地方测量t1。 )在役连续油管的横截面积: 在役连续油管的横截面积应根据9.5测量出的直径和壁厚,按公式(5)进行计算(参见 A.2.2计算示例)。

Am,s—连续油管长度方向s处的横截面积,单位为平方毫米(mm²);保留2位小数,圆 整到0.001mm², Davs一连续油管长度方向s处的平均直径;单位为毫米(mm);保留2位小数,圆整到 0.001mm; fav.s—一连续油管长度方向s处的平均壁厚;单位为毫米(mm);保留2位小数,圆整到 0.001mm。 d)测量在役连续油管的长度: 由于循环使用、悬挂自重及在服役期间受力,通常情况下连续油管会发生长度变化。由于进 行各种连续油管的维护操作,连续油管管段也会发生移动。 连续油管的长度通过机械计数器测量,机械计数器依据管和计数器轮之间的接触测量。同时 使用多个计数器,可以获取计数中最大的读数。用制造厂给出的板板对焊和管管对焊数据,可以 校正测量结果。 长度测量结果应圆整到0.1m

8.2.1当内径的减少有可能影响所需性能或功能时DB22∕T 5011-2018 模塑聚苯乙烯泡沫塑料板外墙外保温工程技术标准,应对在役连续油管进行通径试验

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