關于防砂篩管的脹裂壓力試驗

2020-01-14 0

在上一期,我們與大家分享了關于防砂篩管的擠毀壓力試驗的內容。今天我們將分享給大家的是關于防砂篩管的另一項試驗內容:脹裂壓力試驗。

防砂篩管進行脹裂壓力試驗是為證實供貨商或制造商所指定的脹裂壓力額定值或使整體篩管防砂失效所需的脹裂壓力所進行的試驗提出了要求。供貨商/制造商應提供一個標稱的脹裂壓力值,此數值應等于至少兩次試驗得到的最低值。

1、試驗方法

把篩管安裝在試驗容器或試驗區域中,如圖 1 所示。試驗篩管應一端封閉,另一端和入口相連。依照“3、降濾失劑”的要求,向篩管內泵入降濾失劑,直到篩管屏蔽封堵為止,繼續泵入降濾失劑,直到壓力升到預期的的脹裂等級或觀察到防砂失效為止。

帶有任意容器的脹裂試驗裝置示意圖

1——降濾失劑容器;2——壓力表;3——試驗容器(任選);4——篩管;5——出□ ;6——篩管內部的壓力表;

7——封閉端;8——泵;a——流動方向

圖 1 帶有任意容器的脹裂試驗裝置

2、試驗要求

確認試驗需要滿足以下的要求:

a)篩管長度:篩管外保護套的最小長度是 2.4m(7.8ft)?;軕峁┒嘤嚅L度用于端部連接和用于試驗裝置安裝。

b)試驗篩管應按 Q1 質量等級制造。

c)試驗應在室溫下進行。

d)對于繞絲篩管和預充填篩管,采用 304.8μm(12ga)的縫寬,公差等級應和供方或制造商的說明一致。

e)對于金屬網篩管,網孔的尺寸和確定網孔尺寸的方法應由供方或制造商確定,并在本標準要求的范圍內。

f)壓力讀數:試驗裝置(如圖 1 和圖 2 所示)應有兩套壓力表用來確保降濾失劑沒有堵寒試驗樣管內部環空。

擠毀試驗裝置示意圖

1——降濾失(FLC)劑容器;2——壓力表;3——試驗容器;4——篩管;5——出口;6——封閉端;7—泵;a——流動方向

圖 2 擠毀試驗裝置

g)最小環空:試驗裝置應保證篩管/產品的外徑與周圍有至少 25mm(0.98in)的間隙。

h)在試驗容器的出口和降濾失劑容器之間可以建立一條管道,其背壓應小于 0.345MPa(50psi)。

i)整個試驗過程中,監測和記錄泵速和壓力。

3、降濾失劑

按下述方法配制降濾失(FLC)劑:

a)配制磨碎的混合碳酸鈣,并具有下述范圍的粒徑:

1)大約 1/3 顆粒大于指定的網孔孔徑或縫寬;

2)大約 1/3 顆粒小于指定的網孔孔徑或縫寬,但不小于指定網孔孔徑或縫寬的 1/3;

3)大約 1/3 顆粒小于指定網孔孔徑或縫寬的 1/3,最小的粒徑可以是 1 μm或更小。

b)報據清潔液體量按 5 kg/m3~7.5 kg/m3(69 lbs/bbl?104 lbs/bbl)加入固體顆粒。

c)用清水或水溶性聚合物獲得剪切速率為 511S-1 時最大表觀黏度為 0.4 Pa·s(400 cp)。

d)加入殺菌劑可以延長降濾失劑的保質期。

e)降濾失(FLC)劑配制應檢查最大濾失,濾失試驗應依照 GB/T 16783.1 2006 中 7.2 的規定,但下列情況例外:

1)濾失孔達到 50mm(2in)或更大;

2)施加壓力最小在 1.38 MPa(200 psi);

3)1 h后允許最大濾失最為 1.5 mL/cm2。

注:本要求的目的是使 API RP 13B-1與 GB/T 16783.1等效。

f)供應商應記錄混合的降濾失(FLC)劑的黏度、粒徑分布(PSD)分析和濾失試驗結果,且應包含在設計確認文件中。

4、試驗步驟

確認試驗步驟應符合下述要求:

a)混合降濾失(FLC)劑的黏度測試和濾失試驗在(脹裂)試驗開始的前 48h 進行。

b)泵速應不超過 0.038m3/min(10g/min)。

c)向篩管內緩慢泵入降濾失劑,同時把出口閥關閉,使微珠從篩管內部循環到試驗容器。當泵壓開始增加到大約 0.69 MPa(100psi)的時候,通過觀察兩個壓力表差是否不超過 0.138MPa(20psi)來核查篩管內外是否通暢。

d)繼續緩慢泵入,增加篩管內的外加壓力,在驗證篩管被降濾失劑完全封堵后,可提高泵速。

e)以“停止加壓-持續加壓”交互輪替的方式,約 1.725MPa(250psi)的間隔建立幾個壓力保持點,采用 3.45MPa/min (500psi/min)的最大速率從先前的壓力保持點增壓到約 1.725MPa(250psi)的增量。(當到達間隔點后)停泵,在保持狀態達到 1 min以后記錄歷經每個 1.725MPa(250psi)間隔的壓降。

f)在加壓的過程中,觀察和記錄任何突然的壓力變化。

g)繼續泵入降濾失劑直到預期等級或者發現防砂失效為止。

h)觀察和記錄試驗的結果,包括壓力恢復曲線、變化程度、防砂失效的部位和描述,見“5、防砂失效”。

i)適時記錄泵速和整個試驗時裝置的壓力。

5、防砂失效

本試驗的目的,認為當壓力在2s內下降1.725MPa(250psi)或更多,或者最大泵速為0.038m3/min(10g/min),且2min內無法恢復壓力的時候,發生了防砂失效。

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