Development of effective sealing units for oil and gas equipment in the oil and gas production system

• Autorzy: Hasanov Ilman I. , Guliyev Agali A.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2023.07.03

Warianty tytułu

PL

Opracowanie skutecznych zespołów uszczelniających dla urządzeń naftowych w systemie wydobywczym ropy i gazu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of many years of experience in studying the efficiency of sealing units in the conditions of their operation in the oil and gas production system, as well as the influence of technological parameters that ensure normal operation and protect them from failure due to leakage through the working surface of the seals in the friction zone. In addition, according to the results of practical studies, it has been established that, in order to improve the elastic properties, for example, of cup springs of a direct-flow valve, we calculated heat treatment of the operational values of spring compression for various material thicknesses. The work of the elastic elements of the packer was improved mainly by the design, and the optimal parameters for the development of the elastic element of the packer were determined. The study of the stress-strain state of the sealing element of packers during setting and improving its performance is of both practical and scientific interest. One of the factors that significantly affect operation of pumps is the fluid leakage in valve assemblies in order to identify the effect of the above parameters on tightness based on a preliminary theoretical analysis. Comparison of data during the study showed that the flow rate of work with low viscosities is greater than with high viscosities. The technological processes of hardening the parts of the shut-off assembly of X-mas tree valves, to increase their reliability, are considered. The dependence of the compression force of the spring and its deformation because of geometric parameters of the disk springs has been determined; it has been found that the residual deformation of the disk spring after collapse has a negative effect on tightness. Calculations show that the amount of leakage of the elastic elements in the sealing assembly should not exceed ≤0.309, since the seal at the value of elastic energy deformation provides a self-compacting mode. Thus, the degree of uneven pressing of the seat to the surface of the gate and its regulation to prevent leakage is practically determined.

PL

Artykuł przedstawia wyniki wieloletnich doświadczeń w badaniu skuteczności zespołów uszczelniających, w warunkach ich pracy w systemie wydobywczym ropy i gazu, jak również wpływ parametrów technologicznych zapewniających ich normalną eksploatację i zabezpieczających je przed awarią spowodowaną wyciekiem przez powierzchnię roboczą uszczelnienia w strefie tarcia. Ponadto, zgodnie z wynikami badań o charakterze praktycznym, ustalono, że aby poprawić właściwości sprężyste, np. sprężyn talerzowych zaworu bezpośredniego przepływu, obliczono obróbkę cieplną wartości eksploatacyjnych ściśnięcia sprężyny dla różnych grubości materiału. Praca elementów sprężystych uszczelniacza została poprawiona głównie dzięki projektowi oraz ustalono optymalne parametry dla budowy elementu sprężystego uszczelniacza. Badania stanu naprężenie-odkształcenie elementu uszczelniającego uszczelniacza w czasie posadowienia oraz poprawa jego działania są interesujące zarówno ze względów praktycznych, jak i naukowych. Jednym z czynników znacząco wpływających na pracę pomp jest wyciek płynu w zespołach zaworów, co pozwoliło na określenie wpływu powyższych parametrów na szczelność w oparciu o wstępną analizę teoretyczną. Porównanie danych w czasie badania wykazało, że prędkość przepływu pracy z niskimi lepkościami jest większa niż z wysokimi lepkościami. Rozważane są procesy technologiczne utwardzania części zespołu odcinającego zaworów choinkowych w celu zwiększenia ich niezawodności. Ustalono zależność siły ściskania sprężyny i jej odkształcenia ze względu na parametry geometryczne sprężyn talerzowych; stwierdzono, że odkształcenie resztkowe sprężyny talerzowej po zgnieceniu ma negatywny wpływ na szczelność. Obliczenia wykazują, że wielkość wycieku elementów sprężystych w zespole uszczelniającym nie powinna przekraczać ≤0,309, gdyż uszczelnienie przy wartości odkształcenia energii sprężystej zapewnia tryb samoczynnego zagęszczania. Tak więc stopień nierównomiernego dociśnięcia gniazda do powierzchni zasuwy i jego regulacja w celu przeciwdziałania wyciekowi został praktycznie określony.

Słowa kluczowe

EN

oil and gas equipment; sealing element; stress-strain state; tightness; self-sealing; seizing value; force-deformation; physical wear; durability

PL

urządzenia przemysłu naftowego; element uszczelniający; stan naprężenie-odkształcenie; samouszczelnianie; wartość zatarcia; siła; odkształcenie; zużycie fizyczne; trwałość

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 79, nr 7
• Strony: 464--472
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Hasanov Ilman I.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

autor

Guliyev Agali A.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

Bibliografia

• Androno I.N., Kuzbogev A.S., Aginey R.V., 2008. Resource of ground pipelines – I: Factors that constraining resource. Standard Test Methods, Ukhta, 75–96.
• Babanli M., 2016. Impact of thermoplastic deformation on work of rotating preventers sealing and others. Science and Education: Materials of the XII International Research and Practice Conference, Germany, 42–54.
• Disk springs, 2003. General specifications: GOST 3057-90. IPK Publishing House of Standards, 37.
• Dzhanakhmedov A.Kh., 1998. Tribological problems in oil and gas equipment. ELM, Baku, 216.
• Goren L., Toussaint R., Aharonov E., Sparks D.W., Flekkøy E., 2013. A General criterion for liquefaction in granular layers with heterogeneous pore pressure. Poromechanics V: Proceedings of the Fifth Biot Conference on Poromechanics. DOI: 10.1061/9780784412992.049.
• Guliyev A.A., Sharifova A.V., 2019. Study of the influence of geometric parameters and thermal technology on the residual deformation and elastic properties of disk springs. Oil and Gas Technologies and Analytics, Moscow, 58–62.
• Hasanov I.I., 2016. Assessment of vibration influence on packing system of Christmas tree. Journal of Modern Science, 7:18–22.
• Hasanov I.I., Abbasov I.I., Gurbanov N.A., 2020. Stress-Deformed State of a Packing Ring with Eccentric Holes. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. natural, Exact, and Applied Sciences, 74(4): 287–292. DOI: 10.2478/prolas-2020-0044.
• Mammadov V.T., Akhmedov A.S., Aslanov J.N., 2016. Investigation of stress-deformed state of coated hydrocylinders, exposed to pressure and temperature changes. International Journal of Current Research, 08(12): 44212–44216.
• Megawati M., Hiorth A., Madland M.V., 2012. The impact of surface charge on the mechanical behaviour of high-porosity chalk. Rock Mechannics and Rock Engineering, 46: 1073–1090. DOI:10.1007/s00603-012-0317-z.
• Mildin A.M., Zelentsov D.G., Olevskiy V.I., Pletin V.V., 2011. Developing the concept of prediction the mechanical properties of thin-walled shells. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(3): 57–61. DOI: 10.15587/1729-4061.2011.1902.
• Nermoen A., Korsnes R.I., Christensen H.F., Trads N., Hiorth A.,
• Madland M.V., 2013. Measuring the Biot Stress Coefficient and Its Implications on the Effective Stress Estimate. 47th US Rock Mechanics, Geomechanics Symposium, 1.
• Osipov T.N., Nesterov A.P., Rodinov L.A., 2014. Dissipation coefficient of a rubber-metal damping device in hoist ropes. Machine Building, 14: 24–29.
• Urbanovich V.S., 2000. Functional Gradient Materials and Surface Layers Prepared by Fine particles Technology. ISM NASU, Kiev, Ukraine, 169.
• Zimmermann U., Madland M.V., Nermoen A., Hildebrand-Habel T., Bertolino S.A.R., Hiorth A., Korsnes R.I., Audinot J-N. Grysan P., 2015. Evaluation of the compositional changes during flooding of reactive fluids using scanning electron microscopy, nano-secondary ion mass spectrometry, x-ray diffraction, and whole rock geochemistry. AAPG Bulletin, 99(5): 791–805. DOI:10.1306/12221412196.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).