王麗 高亞寧 王軍鋒

摘 要：如今隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆井業(yè)務(wù)也不斷擴(kuò)大，固井業(yè)務(wù)也快速的發(fā)展，固井所需的水泥及添加劑也日益增多。而干混站，采用的是氣力輸送裝置，在移送中的粒子與管壁之間就產(chǎn)生了碰撞和撞擊，導(dǎo)致輸灰管道磨損嚴(yán)重，管線磨損受很多原因及各種因素的影響，再加上每年的配灰總量高達(dá)幾萬(wàn)噸左右，生產(chǎn)任務(wù)比較重，必須確保設(shè)備完好，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q或緩解管線的磨損是很有必要的。

關(guān)鍵詞：輸灰管線;磨損;影響及措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.073

0 引言

長(zhǎng)慶固井公司第三固井工程項(xiàng)目部靖邊干混中心，為第三固井工程項(xiàng)目部提供大部分固井所需水泥。由于第三固井工程項(xiàng)目部，主要服務(wù)的是氣井市場(chǎng)，主要有常規(guī)井、水平井、定向井以及和道達(dá)爾、殼牌等公司合作的重點(diǎn)井等。氣井地層復(fù)雜多樣，固井要求也相對(duì)較高，特別固井水泥的用量也相當(dāng)大，因此，干混中心的配灰量也相對(duì)比較繁重，對(duì)工藝管道的損耗也比較嚴(yán)重，特別是輸灰管道的磨損相當(dāng)嚴(yán)重。

1 背景

靖邊干混中心工藝管道主要分為輸灰管道、供氣管道和排氣管道，并分別用綠色、紅色和黃色區(qū)分，通過(guò)日常使用發(fā)現(xiàn)，其中最容易磨損的是輸灰管道。管道的磨損，尤其是輸灰管道的磨損，會(huì)導(dǎo)致停工，維修管道，嚴(yán)重影響工作效率，使工作處于停頓狀態(tài)。磨損是不可避免的，磨損部位泄漏的物料不僅影響設(shè)備工作，而且還會(huì)污染環(huán)境，破壞整個(gè)系統(tǒng)的氣密性，因此，有必要了解并掌握磨損的原因，合理進(jìn)行參數(shù)選擇和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，并對(duì)易磨損部位定期檢查和維護(hù)，使輸送設(shè)備的性能得到最好發(fā)揮并具有最長(zhǎng)的使用壽命。

一般井深3500米的預(yù)探井完井，領(lǐng)漿30t，中漿13t，尾漿26t，反擠領(lǐng)漿24t，反擠尾漿13t，一口井總共需要配水泥106t。而與道達(dá)爾、殼牌合作的重點(diǎn)井完井，每口井領(lǐng)漿需90t，尾漿24t，合計(jì)104t。這些水泥，都得經(jīng)過(guò)干混中心的輸灰管道運(yùn)輸配制，可見(jiàn)對(duì)管道的損耗是比較嚴(yán)重的。

2 輸灰管道損壞的原因分析

2.1 主要原因

（1）物料與管道摩擦產(chǎn)生的磨損：工藝管道在使用中磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生磨損的原因是，氣力輸送過(guò)程中，由于物料和設(shè)備管道的內(nèi)壁有接觸式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，會(huì)使管道內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦。物料的粒度、密度及硬度越大，對(duì)管道磨損越嚴(yán)重;氣流速度越高，彎管曲率半徑越小，磨損也越嚴(yán)重。

（2）物料與管道表面撞擊產(chǎn)生的磨損：物料在非直管道內(nèi)運(yùn)輸時(shí)，會(huì)有一部分的物料直接撞擊在管道內(nèi)壁上，使表面的組織產(chǎn)生局部破損和脫離。

（3）管道內(nèi)壁刮痕磨損：由于物料深入表面，產(chǎn)生局部剝離。

2.2 其它原因

（1）工作量大：隨著固井業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)固井水泥的需求量越來(lái)越大，干混中心每日配灰量非常巨大。根據(jù)干混中心的配灰日志記錄，每月配灰量3500噸左右，日平均配灰100多噸，日配灰峰值可達(dá)360多噸，月配灰最高達(dá)5360噸。水泥在管道內(nèi)運(yùn)輸時(shí)，會(huì)摩擦內(nèi)管壁，造成內(nèi)管壁損傷，并且主要配灰管道，每日走灰量巨大，損耗程度也相對(duì)較大。

（2）管線焊接點(diǎn)易損壞：管線焊接處，焊接不均勻，存在細(xì)小的氣孔，在長(zhǎng)期高壓氣流的作用下，粒子深入表面，產(chǎn)生局部的剝離，經(jīng)常導(dǎo)致焊縫裂開(kāi)小口，水泥迸出，污染環(huán)境，影響繼續(xù)配灰，需停工處理。

（3）連接掃線的管線易刺漏：當(dāng)配灰轉(zhuǎn)罐路徑較遠(yuǎn)時(shí)或天氣潮濕時(shí)，容易發(fā)生水泥堵塞在管線中，需要配合掃線，掃通管線，便于水泥輸送。而掃線時(shí)，該部位氣流速度特別大，撞擊和摩擦的能量就越大，會(huì)加大對(duì)該部位管線的磨損。

3 輸灰管道磨損的影響因素

（1）輸送氣流影響：輸送時(shí)氣流速度對(duì)管壁磨損的影響最大，在我們?nèi)粘９ぷ髦泻侠磉x擇氣流速度是保證系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。

（2）撞擊角的影響：撞擊主要發(fā)生在彎道處，由于突然改變氣流方向，物料會(huì)直接撞擊管壁，造成磨損。著名的mason彎管磨損試驗(yàn)表明，當(dāng)入射角分別為22°、45°和75°～85°時(shí)，磨損部位通常發(fā)生在彎道的外側(cè)、內(nèi)側(cè)和外側(cè)。

（3）輸送物料的物性的影響：物料的物性對(duì)管道的磨損也有影響，主要表現(xiàn)形式有：物料顆粒越大、硬度越大、物料顆粒表面棱角尖銳，磨損量加劇，物料濃度增加，磨損量加劇。

（4）彎管的結(jié)構(gòu)及形狀對(duì)磨損也有一定的影響。

4 防止輸灰管道磨損的措施及管道的改進(jìn)

（1）彎管是最容易磨損的地方，所以彎管部分可以選用耐磨材料制造，或者填充耐磨材料。利用金屬陶瓷復(fù)合材料制造彎頭可以有效地減少?gòu)濐^的磨損，經(jīng)工業(yè)運(yùn)行證實(shí)：其耐磨壽命是淬火鋼的十倍甚至幾十倍，而且內(nèi)表面光滑，運(yùn)行阻力小。另外，將磨損顯著的彎頭外側(cè)附加易更換的襯板，或者把彎頭易磨損的部位加厚。并在彎頭兩端焊接法蘭盤，方便隨時(shí)更換。

（2）在輸送過(guò)程中，采用三通減少管道的磨損。

5 結(jié)論

在整個(gè)輸送系統(tǒng)中，輸灰管道的磨損問(wèn)題影響著系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們要善于觀察、總結(jié)實(shí)際工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，然后思考解決辦法、優(yōu)化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障的可能性降到最低，確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

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