logo
专注油气领域
与独立思考者同行

更高疲劳强度更高负载能力的井口连接器

DXe™井口连接器

Dril-Quip全新的DXe™井口连接器,可用作防喷器组连接器、水下采油树连接器或隔水管回接连接器,适用于高温高压(HP/HT)环境、大弯曲应力和高疲劳强度应用。

来自 | Dril-Quip
编译 | 白小明

DXe井口连接器具有一个高度设计的锁块与井口锁定剖面配合,提高了负载能力。全新的DXe钢圈具备自对齐的主、副密封区,使井口与连接器能够承受更大的弯曲能力。当连接器锁定在井口上时,载荷依次通过上主体、锁块传递到井口锁定剖面。载荷传递路径上无DXe连接器螺栓,消除了螺栓失效导致连接器故障的可能性,这类问题近期在业内时有发生。井口连接器和水下井口之间的这种关键连接技术,已经过确认满足最新版的API 16A(第4版)PR2分类和API 17TR7要求。经过严格的全尺寸结构和疲劳试验,DXe连接器采用的技术已得到证实,其具备可靠的性能、更大的弯曲能力和更优质的疲劳寿命。

独特优势

(1)独特的、专有的、高度设计的锁定剖面,具备高疲劳强度和高负载能力

(2)载荷传递路径上没有螺栓,载荷路径依次为连接器上主体、锁块、井口

(3)可采用法兰、栽丝或一体式连接

(4)优质性能经过全尺寸试验确认

(5)完全满足API 16A PR2和API 17TR7要求

(6)在20,000 psi内孔压力的极端载荷测试情形下,未发现钢圈刺漏

(7)增加端面接触面积,提高了弯曲应力强度

(8)螺栓硬度级别为L7,符合API 20E

(9)钢圈经过API 6A PR2 20,000 psi(采用气体)认证,温度范围为3° F到400° F

(10)自对齐的主、副密封钢圈设计

(11)与现有的防喷器液压控制系统兼容

(12)可针对H-4锁定剖面进行配置

(13)所有Dril-Quip水下采油树均可用

(14)可用于隔水管回接应用

(15)最大化钻井船的监视范围

DXe-27连接器

Dril-Quip的DXe-27井口连接器专门用于标准和深水钻井环境,针对外径27″ 的井口,压力级别为15,000 psi。

DXe™井口连接器

性能基于3-D FEA分析,采用以下假设: 内压力施加在18-3/4″公称通径,含端部压力载荷,预加3,000psi(425 0000 lbf)锁定压力。

DXe-27技术参数

额定工作压力(kpsi):15

重合高度(英寸):23.32

增加的组合高度(英寸):22.13

外径(英寸):54.38

重量(磅):19,400

锁定所需流体体积(加仑):7.39

解锁所需流体体积(加仑):11.26

辅助解锁所需流体体积(加仑):13.66

DXe™井口连接器

DXe-30连接器

Dril-Quip的DXe-30井口连接器专门用于标准和大弯曲应力深水环境,针对外径30″的井口,压力级别为20,000 psi。可以使用DXDW适配器工具包使DXe-30连接器用于压力级别15,000 psi、外径27″的井口。

DXe™井口连接器

性能基于3-D FEA分析,采用以下假设: 内压力施加在18-3/4″公称通径,含端部压力载荷,预加1,500psi(439 0000 lbf)锁定压力。

DXe-30技术参数

额定工作压力(kpsi):15 or 20

重合高度(inches):27.49

增加的组合高度(英寸):27.50

外径(英寸):64.53

重量(磅):38,500

锁定所需流体体积(加仑):14.53

解锁所需流体体积(加仑):20.50

辅助解锁所需流体体积(加仑):25.64

DXe™井口连接器

DXe主、副金属-金属密封

Dril-Quip  DXe系列连接器具有独特的剖面,配合专有的DXe钢圈。DXe密封剖面有2个独立的金属-金属密封面,一个用于DXe主钢圈,第二个用于独立的DXe副钢圈。

DXe主钢圈用于正常作业,避免副金属-金属密封损坏。当主密封面损坏后,可以安装DXe副钢圈。副钢圈利用副密封面实现可靠的金属-金属密封。

内压级别 – 20,000 psi

外压级别 – 5,000 psi

水深级别 – 超过11,000 ft

DXe系列连接器钢圈具有自对齐功能

DXe连接器及主、副钢圈设计具备自对齐特点,从而利于保护主、副密封面。这主要通过一个独特的金属密封面实现,其具有上、下对齐导槽。钢圈的挡圈机构是弹簧加压的,可以自动锁定钢圈。挡圈机构可以利用液压释放钢圈。

DXe™井口连接器

(1)DXe钢圈具有对齐导槽,使钢圈面几何结构嵌入连接器上本体。随着连接器向下移动,如果钢圈没有对齐,这些对齐导槽可以协助对齐,同时保护金属密封面。

(2)连接器继续向下,对齐导槽自动调整钢圈至合适的位置。上下对齐导槽确保了移动过程中,密封面不会接触而损坏。

(3)连接器向下就位后,钢圈呈密封位,当连接器锁定并预加载荷后,锁块便锁住能量。当需要将连接器从井口断开并提升时,定位销可以自动锁定钢圈方便回收。

DXe连接器和组装螺栓标准

水下钻井行业使用的一些井口连接器都有载荷传递路径,需要通过一系列组装时用的螺栓预加载荷。这些螺栓暴露在海水中,经历钻井隔水管的周期性载荷和内压引起的拉力载荷。由于疲劳周期,以及材料缺陷、材料强度、韧性变化等原因,螺栓出现裂缝并沿螺纹传播,使其断裂。尤其当螺栓暴露在海水中时这个问题更加显著,海水将加速腐蚀过程。

近年来,将螺栓集成到水下设备上的尝试由于腐蚀破裂及一些材料强度问题而没有成功。2013年,发现大量连接器上的螺栓出现问题后,美国内政部开展了一项调查。同时还形成了一些行业组织来调查冶炼数据,以确定合金使用的钢材是否具备足够的延展性以满足恶劣的水下环境,以及螺栓使用的涂层技术是否合理。API组织发布了API 20E标准以强调螺栓的可追溯性,并建立质量级别标准。

DXe™井口连接器

DXe连接器设计解决了这一问题。它具有径向锁块,并采用环形活塞/凸轮环使其进入载荷剖面。这一步骤可以提供井口端面和连接器上本体之间钢圈所需的预加载荷。在作业中,当连接器锁定后,载荷路径为沿连接器、井口本体,通过锁定剖面到锁块。当锁块锁定到井口后,同时它也夹住连接器上本体,形成一个具有近似直线载荷路径的闭环。任何施加在连接器的载荷,将仅通过由延展性好的合金制成的锁块,而不会通过螺栓。DXe连接器的螺栓不会经历这些高作业载荷应力,不会存在现有连接器相关的螺栓失效风险。

您也有让人挠头的难题需要解决,或是优质技术想要找应用市场吗?如果有的话,欢迎联系小编微信或邮箱,也许能找到一剂良药。

二丫:131-3255-0596;zhanglingyu@fonchan.com
大安:131-3203-1392;lishian@fonchan.com

For English, Please click here (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章: