旋转防喷器 RCD 的操作性能试验程序

2023-03-01 0 编辑:拉斯维加斯3499com | 市场部

内容为 RCD 设备的操作性能试验程序提供推荐指南,RCD 的压力试验应在压力稳定之后开始计时,试验设备所用的每个压力表或压力传感器应根据规定进行校准,利用数据采集系统完成所有试验(旋转、压力、起下钻和疲劳)数据采集。可能时,应由试验者和见证人对数据资料进行鉴别、注明日期并签名或确认。RCD 试验程序按以下要求进行。

1、密封性能试验(主动型 RCD)

密封性能试验的程序如下:

a)将 RCD(仅装配主动密封件和旋转总成)安装在试验井口上,与开启管线和关闭管线连接,连接高压试压泵到井口或 RCD 侧出口的管线。

b)每条关闭管线及井压管线应至少配备一个带压力传感器的测试仪器,所有压力传感器应与可提供永久性记录的数据采集系统相连。

c)在 RCD 上安装试验芯轴,根据制造商的规定,每个密封零件的试验芯轴都应有最大和最小直径。在 RCD 体内灌水,使水面正好高出胶芯顶部。

d)恒定井压试验按下列步骤施压:

1)根据制造商推荐关闭压力或压差关闭 RCD;

2)施加 3.45MPa(500psi)井口压力;

3)降低关闭压力或压差,直至出现渗漏,和(或)液压控制系统失效保护模式启动。

4)泄放井口压力,开启 RCD;

5)重复步骤 1)至 4),每次以相等的增量增加井口压力,直至井口压力等于 RCD 额定静压。

e)恒定关闭压力试验按下列步骤施压:

1)施加关闭压力或压差 3.45MPa(500psi);

2)逐渐增加井口压力直至渗漏或液压控制系统失效保护模式启动或井口压力等于 RCD 额定静压;

3)泄放井口压力,开启 RCD;

4)重复步骤 1)至 3),每次以相等的增量增加关闭压力,直至关闭压力达到制造商推荐的等级。

f)全封关闭压力试验(制造商指定的主动型元件具备 CSO 能力时适用):

1)拆除钻柱芯轴,在 RCD 体内灌水,使水面正好高出胶芯顶部;

2)以制造商推荐的关闭压力关闭 RCD;

3)施压 0.69MPa~0.83MPa(100psi~120psi)并稳压 3min。若发生泄漏,则根据需要增加关闭压力,但不应超过制造商推荐的最大关闭压力;

4)在低压试验成功后,将井口压力增大到制造商规定的额定静压的 50%,稳压 3min。若发生泄漏,则根据需要增加关闭压力,但不应超过制造商推荐的最大关闭压力。

2、疲劳试验(主动型 RCD)

RCD 疲劳试验步骤如下:

a)将 RCD 安装在试验井口上,与开启管线和关闭管线连接。连接高压试压泵到井口的管线。

b)每条关闭管线和井压管线应至少配备一个带压力传感器的测试仪器,所有压力传感器应与可提供永久性记录的数据采集系统相连。

c)在 RCD 上安装试验芯轴,根据制造商的规定,每个密封零件的试验芯轴都应有最大和最小直径。在 RCD 体内灌水,使水面正好高出胶芯顶部。

d)根据制造商推荐闭合压力关闭 RCD。

e)施加 0.34MPa~0.83MPa(50psi~120psi)井口压力,稳压 3min,然后将井口压力增至 RCD 额定静压并稳压 3min,泄放井口压力。

f)开启 RCD,以上步骤构成一个压力循环。

g)在每第 20 次压力循环时,开启活塞达到最大开启位(从操作系统压力表压力迅速上升加以判断)测量胶芯的内径。然后每隔 5min 测量一次胶芯内径,直到其内径恢复到 RCD 通径或直到时间经过 30min 为止。记录内径。

重复步骤 d)~g),直到胶芯出现渗漏或已完成 364 次开/关循环(52 次压力循环),二者中首先达到者出现为止。

3、胶芯拆装试验

RCD 的胶芯拆装试验步骤如下:

a)将 RCD 安装在试验井口上;

b)按照制造商推荐的程序将所有为拆装胶芯而应卸下的盖子卸去;

c)按照制造商推荐的程序将所有上述已经卸下的盖子重新装上,此操作过程还应包括制造商推荐的保养程序及更换零件;

d)重复 b)~c)步骤 100 次(基于一年的钻井作业中每周近似两次)。每 20 次,对关闭并抱住试验芯轴的 RCD 进行一次试压。试验压力为额定静压并保持 3min。

4、额定压力起下钻试验

下列程序用于所有 RCD 元件的额定压力起下钻试验:

a)测量并记录 RCD 胶芯橡胶的硬度。将 RCD 安装到起下钻设备上。将 RCD 与开启管线和关闭管线连接。连接高压试验泵到井口或 RCD 侧出口上的管线。

b)将蓄能器[至少 20L(5gal)]连接到井眼(井口)上,预充压力至试验用井口压力的 75%。每条关闭管线和井压管线至少应配备一个压力传感器。将所有压力传感器与可提供永久性记录的数据采集系统相连。

c)如果单只胶芯用于密封不同尺寸的钻柱(芯轴),应使用最小外径和最大外径芯轴分别进行试验,芯轴的几何尺寸与钻具接头一致。所有尺寸胶芯应选用相应尺寸钻柱进行试验。

d)本试验用于验证在制造商所规定的起下钻额定压力下,液体渗漏不超过 3.8L/min(1gal/min),以每分钟至少 2 个钻具接头的速度通过密封胶芯,至少起下 400 个钻具接头时,指定类型 RCD 密封胶芯起下钻额定压力值。测试系统在起下钻作业中应保持井口压力在起下钻额定压力的 -10% 以内。在起下钻额定压力下,胶芯应保持密封在芯轴本体上,且测试结束时渗漏应为零。文件应包括如下内容:

1)试验期间井口压力和温度;

2)试验期间使用的井筒内流体;

3)芯轴尺寸、长度和钻具接头的几何尺寸(见表3);

4)起下钻速度记录;

5)胶芯型式和零件编号;

6)试验期间实测的从井内带出的液体量;

7)试验期间温度情况记录(芯轴周围环境和表面温度)。

5、承压起下钻寿命试验

本试验是额定压力起下钻试验的补充,RCD 的承压起下钻试验步骤如下:

a)测试并记录 RCD 胶芯橡胶的硬度。将 RCD 安装到起下钻设备上,RCD 与开启管线和关闭管线连接。连接高压试验泵到井口或 RCD 侧出口上的管线。

b)将蓄能器[至少 20L(5gal)]连接到井眼(井口)上,预充压力至试验用井口压力的 75%。每条关闭管线和井压管线至少应配备一个压力传感器。将所有压力传感器与可提供永久性记录的数据采集系统相连。

c)如果单只胶芯用于密封不同尺寸的钻柱(芯轴),应使用最小外径和最大外径芯轴分别进行试验,芯轴的几何尺寸与钻具接头一致。所有尺寸胶芯应选用相应尺寸钻柱进行试验。

d)对于主动型旋转防喷器,以制造商推荐的关闭压力关闭 RCD,施加制造商推荐的井口压力并降低关闭压力直至RCD渗漏量小于 3.8L/min(1gpm)(润湿试验芯轴外壁)。

e)使试验芯轴以 300mm/s(1ft/s)的速度作往复运动,上下冲程为 1.5m(5ft),每分钟至少 2 个钻具接头的速率。在起下钻过程中井口压力的变化不超过 -10%,根据需要增加关闭压力以保持密封。继续以制造商推荐的关闭压力进行 1000 次循环或直到出现可见渗漏[液体渗漏量超过 3.8L/min(1gal/min)]。在冲程完成时,观测固定管线的渗漏量。

f)记录所有密封橡胶件的任何磨损情况。

g)如可行,记录起下钻摩擦力。

6、额定动压试验

操作时,若 RCD 不止一个旋转总成,那么每一个旋转总成都应单独进行试验以确定 RCD 额定动压。额定动压试验步骤如下:

a)将 RCD(带主动型或被动型密封胶芯和安装好的旋转总成)安装在试验井口上,将 RCD 连接到开启管线和关闭管线上(当适用时)。将高压试压泵连接到井口上的管线或 RCD 侧出口。

b)重新安装试验钻柱芯轴到 RCD。向 RCD 本体内灌水,使水面正好高出胶芯顶部。

c)当系统运转时,将冷却和润滑系统连接到 RCD,若设计的 RCD 操作时上系统具备这些功能。

d)施加制造商推荐的关闭压力(如适用)。

e)测量并确定初始旋转扭矩。旋转扭矩不得超过制造商的书面规范。

f)逐渐增加井口压力直至井口压力等于制造商规定 RCD 的额定动压,并保持 3min。

g)开始旋转 RCD 中的试验钻柱芯轴,在施加制造商规定的 RCD 额定动压同时增加旋转速度直至等于最大 RPM。在制造商规定的 RCD 额定动压和最大 RPM 情况下继续旋转,并保持 100h。如可行,测量和记录试验过程轴承内外冷却剂的温度以及使用的润滑剂。这是合格的基本要求。

h)停止旋转,增加井口压力直至等于 RCD 额定静压,并保持 3min。然后完全泄放压力至零。

i)测量并记录旋转扭矩,旋转扭矩不得超过制造商书面规范的要求。

j)对于旋转总成重复步骤 f)~i),直到出现以下情况:

——井口压力或液压或润滑压力通过旋转总成密封件出现渗漏。

——旋转力矩测试超过制造商的书面规范。

——试验芯轴和胶芯之间出现滑动;在制造商推荐的 RCD 额定动压下,芯轴转速最大;井口压力等于制造商推荐的 RCD 额定静压和 RCD 关闭压力(若适用)等于制造商推荐的关闭压力下,芯轴转速最大。

——以最大 RPM 和制造商规定 RCD 额定动压下的井口压力旋转 200h。

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