Узроци квара заптивке пакера

1. Поступци инсталације

• Оштећења при складиштењу: старење (топлота, сунчева светлост или зрачење); изобличење (лоша подршка, велика оптерећења).
• Оштећење од трења: неуједначено котрљање или увијање, или абразија неподмазаним клизањем.
• Сечење оштрим ивицама: Неадекватан конус на угловима, оштре ивице на отворима, заптивни жлебови итд.
• Недостатак подмазивања.
• Присуство прљавштине.
• Употреба погрешних инсталационих алата.

2. Оперативни фактори

• Неадекватна дефиниција рада: Састав течности, нормални радни услови или пролазни услови.
• Љуштење заптивке услед локализованог котрљања при промени притиска.
• Екструзија услед експанзије заптивке (отицање, термичка, експлозивна декомпресија) или услед компресије.
• Прекратко време декомпресије доводи до стварања пликова.
• Хабање и кидање услед недовољног подмазивања.
• Оштећења од хабања услед флуктуација притиска.

3. Век трајања

Током нормалног рада, век трајања полимерне заптивке је ограничен старењем и хабањем. Температура, радни притисци, број циклуса (ротације, клизање, механичко напрезање) и околина имају утицај на укупан век трајања. Старење може бити физички феномен као што је трајна деформација, или може бити последица реакције са хемикалијама у окружењу. Хабање може бити узроковано трљањем заптивке о другу површину у динамичким применама или јаким флуктуацијама притиска у статичним применама. Отпорност на хабање обично расте са повећањем тврдоће материјала заптивке. Корозија металних делова и недостатак подмазивања површине повећавају стопу хабања.

4. Минимална и максимална температура

Способност заптивања еластомера снажно опада ако је температура нижа од препоручених, због губитка еластичности. Својства ниске температуре могу играти важну улогу у процесу одабира еластомерних заптивки за подморске апликације у хладним океанима. На високим температурама долази до убрзаног старења. Максимална температура за еластомере варира између 100 и 300°Ц. Еластомери који могу да раде на око 300°Ц имају слабу укупну чврстоћу и слабу отпорност на хабање. У дизајну заптивке, простор мора бити резервисан како би се омогућило ширење еластомера услед повећања температуре (термичко ширење материјала заптивке је приближно за један ред величине веће од експанзије челика).

5. Притисак

Притисак који се врши на заптивку може довести до трајне деформације заптивке (компресионог комплета). Компресиони сет мора бити ограничен како би се гарантовао рад без цурења. Други проблем који може настати при високим притисцима је бубрење (10-50%) запремине еластомера упијањем бунарских течности из околине. Ограничено отицање је прихватљиво ако дизајн заптивке то дозвољава.

6. Диференцијали притиска

Еластомер мора имати одличну отпорност на екструзију ако постоји велика разлика притиска преко заптивке. Екструзија је најчешћи узрок квара заптивки под високим притиском на високим температурама. Отпорност заптивача на екструзију може се повећати повећањем његове тврдоће. Тврђим заптивкама су потребне веће сметње и силе монтаже за ефикасно заптивање. Заптивни зазор мора бити што мањи што захтева уске толеранције током производње.

7. Циклуси притиска

Циклуси притиска могу довести до деградације еластомера експлозивном декомпресијом. Озбиљност оштећења еластомера зависиће од састава гасова присутних на материјалу заптивке и од тога колико се брзо мења притисак. Хомогенији еластомерни материјали (нпр. Витон) су отпорнији на експлозивну декомпресију од еластомера (као што су Калрез и Афлас) који обично садрже много малих шупљина. Декомпресија се јавља претежно у апликацијама гас лифта. Ако дође до циклуса притиска, пожељна је чврста заптивна жлезда јер ограничава надувавање заптивке током декомпресије. Овај захтев је у супротности са потребом да се обезбеди простор за термичко ширење и отицање заптивке. У динамичким применама, чврста заптивка може довести до хабања или везивања еластомера.

8. Динамичке апликације

У динамичким применама трење заптивке са ротирајућим или повратним (клизним) вратилом може изазвати хабање или истискивање еластомера. Код клизног вратила може доћи и до котрљања заптивке, што лако може довести до оштећења. Захтевна ситуација је комбинација високих притисака и динамичке примене. Да би се побољшала отпорност на екструзију заптивке, његова тврдоћа се често повећава. Већа тврдоћа такође подразумева да су потребне веће сметње и силе монтаже које резултирају већим силама трења. У динамичким применама, бубрење заптивки треба да буде ограничено на 10-20%, јер ће бубрење довести до повећања сила трења и хабања еластомера. Важна особина за динамичке примене је висока еластичност, односно способност да остане у контакту са покретном површином.

9. Дизајн седишта заптивача

Дизајн заптивке мора да омогући (10-60%) бубрење еластомера у уљу и гасу. Ако нема довољно простора, доћи ће до истискивања заптивке. Још један важан параметар је величина екструзионе празнине. При високим притисцима су дозвољени само врло мали екструзиони зазори што резултира захтевом за чврстим толеранцијама. У великом броју случајева могу се применити прстенови против екструзије. Дизајн седишта такође треба да узме у обзир захтеве за уградњу заптивке. Приликом уградње еластично издужење (растезивање) не би требало да доведе до трајне деформације и еластомер не би требало да буде оштећен оштрим угловима. Вреди напоменути да су дизајни заптивки са заптивком сами по себи безбедни, јер се заптивач не растеже током уградње, што је случај код дизајна заптивке клипа. С друге стране, дизајне заптивки су теже за производњу и тешко им је приступити за чишћење и замену заптивки.

10. Компатибилност са угљоводоницима, ЦО2 и Х2С

Продор угљоводоника, ЦО2 и Х2С у еластомер доводи до бубрења. Бубрење угљоводоницима се повећава са притиском, температуром и ароматичним садржајем. Реверзибилно повећање запремине праћено је постепеним омекшавањем материјала. Отицање гасова као што су Х2С, ЦО2 и О2 повећава се са притиском и благо опада са температуром. Промене притиска након бубрења заптивке могу довести до декомпресијског оштећења заптивке. Х2С реагује са одређеним полимерима, што доводи до умрежавања и стога неповратног очвршћавања материјала заптивке. Пропадање еластомера у тестовима заптивке (а можда и у употреби) је генерално мање него код тестова урањања, вероватно због заштите коју пружа шупљина заптивке од хемијског напада.

11. Компатибилност са хемикалијама за третман бунара и инхибиторима корозије

Инхибитори корозије (који садрже амине) и течности за завршетак третмана су веома агресивни према еластомерима. Због сложеног састава инхибитора корозије и хемикалија за обраду бунара препоручује се испитивање отпорности еластомера.

Вигор има дугогодишње индустријско искуство у производњи и производњи алата за завршетак, који су сви дизајнирани, произведени и продати у складу са стандардима АПИ 11 Д1. Тренутно се пакери које производи Вигор користе на великим нафтним пољима широм света, а повратне информације од купаца на лицу места су веома добре, а сви купци су вољни да остваре даљу сарадњу са нама. Ако сте заинтересовани за Вигорове пакере или друге алате за бушење и завршну обраду карата за индустрију нафте и гаса, молимо не оклевајте да ступите у контакт са Вигоровим професионалним техничким тимом да бисте добили најпрофесионалнију техничку подршку и производе најбољег квалитета.