冷凝器泄漏原因分析及改善措施

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阿克苏诺贝尔（宁波）有限公司某项目装置开车不久，位号为E-3812的冷凝器发生泄漏。发现泄漏后检修单位打开物料进出口处管箱，发现内部管箱垫片有烫熔现象，管板堵塞严重而且伴随着管头泄漏问题。检修人员将垫片更换并将748根换热管中的51根堵塞后继续投入使用。在随后装置运行阶段，该换热器泄漏情况继续恶化，以至于无法满足工艺产出要求。因此，该公司决定报废该换热器并委托我方根据该设备损坏的原因作进一步分析，并提出相应改善建议。

1 设计条件及基本状况描述

R507是一种由R143（三氟乙烷）与R125（五氟乙烷）组成并且具有强渗透性的制冷剂。该制冷剂化学性能较为稳定，且本身不易溶于水，因此在后面的泄漏原因分析中

基本可以排除是壳程介质引起的换热管腐蚀穿孔泄漏。

图1 冷凝器结构图

该换热器为四管程换热器：冷却水从左侧管箱下部K 管口进入后经过4个流程由左管箱上部A管口流出。通过观察腐蚀后左、右管板的外观以及根据冷凝器现场维修时的情况判断，该换热器泄漏的部位均集中在管板与换热管的连接处。在经管板剖切后还发现管束中大部分换热管被污垢所堵塞，两侧管箱底部也有大量锈蚀积存。从换热器管板不同的部位抽出8根换热管，并多段纵向剖开以观察换热管内外部情况，发现换热管外表面状况基本良好，而内表面有被冲刷腐蚀的情况，但没有发现穿孔腐蚀与泄漏，由此可见管程的泄漏也不是出现在管段处。这种现象更加肯定了换热器的失效是管头泄漏所引起的。

2 泄漏原因分析2.1 设备结构原因

（1） 首先从该台换热器的材料选择上来看，具有一定的不合理性。E-3812冷凝器（旧）所用换热管选取了GB/T 8163-1999 φ19×1.5 10#钢管。目前GB150—2011中已经明文禁止使用该类标准钢管用于换热管，而碳钢换热管的材料一般优先考虑选择以GB9948或者GB6479等标准

制造的钢管。究其主要原因是GB/T8163钢管的各项制造技术要求已经不能符合现代化工企业高效、稳定生产的要求。另GB/T8163的热轧供货状态使该类标准钢管在综合性能（耐蚀性、力学性能、晶体细化）方面完全低于以正火状态供货的GB9948钢管。

（2） 从原E-3812图中可见，换热管与管板的连接仅仅是强度焊。在换热管内有泥沙、藻类和各种颗粒悬浮物的积存，冷却水的输送通道变窄，从而加快了冷却水的流速导致换热管在管头缝隙两侧的轻微振动。根据GB151中规定，对于密封性较高，承受振动或者疲劳载荷的换热管，应当采用胀焊结构。由此可见，单纯的焊接连接方式使用条件应当受到限制。

（3） 在实际观察管板与换热管的焊缝发现，绝大部分换热管的焊脚高度大大超过图纸所示尺寸。因此，怀疑是该管板在钻管孔时未将焊接坡口加工出，导致管头角焊缝绝大多数面积裸露在冷凝水的侵蚀之下。

（4） 若制造厂在前期制造时没有采用合理的焊接工艺，则焊缝可能存在夹渣、融合不良、裂纹、气孔等焊接缺陷。以上可能存在的缺陷再伴随着频繁地振动再加上冷

凝水对焊缝表面的侵蚀，最终缩短了管头焊缝的寿命。

（5） 另在拆解换热器内部时，还发现换热器内部还存在着两根已堵塞的换热管。这进一步地说明了原换热器的制造厂家在制作该设备时，未采取严谨的制造工艺以及质量控制手段。根据以往的制造经验，此类列管式换热器在试压时发现换热管泄漏完全可以采取一定措施将泄漏的换热管更换，而不是以堵塞换热管这种方式来保证产品质量。在新的E-3812冷凝器最终试压时，也发现一根换热管有泄漏情况，本着对用户单位负责的态度，公司连夜加班加点将泄漏的换热管拆解下来，更换新的换热管，以此保证整台换热器的质量要求。

综上所述，旧冷凝器设备本身的几点设计不合理处和制造单位的不严谨性是导致泄漏的根本原因。

2.2 工作环境原因

该换热器从交付到开车时，中间时间在现场放置超过了一年且未采取氮封。阿克苏诺贝尔（宁波）有限公司地处浙江沿海地区，该地区全年雨水丰沛、空气潮湿。因此设备整体（特别是管头的焊缝）在潮湿的空气中受到了一段时间的侵蚀。

冷凝器泄漏原因分析及改善措施

许博威

宁波远成设备制造有限公司 浙江 宁波 315207

摘要：本文对装置冷凝器泄漏原因进行拆解、剖切分析，找出泄漏原因并提出相应的改善措施。关键词：冷凝器 泄漏分析 工艺改善

Cause analysis and improvement measures of condenser leakage

Xu Bowei

Ningbo Yuancheng Equipment Manufacturing Co. Ltd. Zhejiang Ningbo 315207

Abstract：In this paper，the reasons for the leakage of the condenser in the device are disassembled，Dissection analysis，Find out the cause of leakage and put forward the corresponding improvement measures.

Keywords：condenser；Leakage analysis；Process improvement

（下转第200页）

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在对致密砂岩气储层进行开采时，因为这种气储层的结构比较复杂，所以在进行资源开发的时候，需要对储层进行改造，一般来说，主要是采用多种形式压裂技术对地层进行改造，从而达到开采油气的目的。但是在这个过程中，会对致密砂岩气储层造成损害，所以要做好气储层的保护工作，保证之后的工作顺利进行。

1 致密砂岩气储层损害因素分析

在对致密砂岩气储层进行开采作业时，钻开储层，因为受多种作用力的影响，造成了钻井液流入到储层当中，从而堵塞了孔喉，而且随着液体不断的流入，会逐渐打破气储层的一个平衡，最终会对气储层造成破坏，引发渗透率的下降。下面从3个方面对损害因素进行仔细的分析。

在对致密砂岩气储层损害因素进行分析时，首先要对储层的敏感性进行分析。这里可以通过实验来做出相应的评价，从而选择适当的工作液来进行施工，从而避免对气储层造成损害。其次，需要对水锁损害进行分析评价。因为其和储层的绝对渗透率有着密切的关系，特别是对于在对初始水饱和度较低的气藏进行开采时，更需要留心水锁损害。最后，柴油乳化的分析和评价。通过这方面的实验，选择出最合适的钻井液。

2 致密砂岩气储层的保护技术

2.1 通过降低井底的正压差对气储层进行保护

在对致密砂岩气储层进行开采时，工作人员可以在保证安全作业的前提下，使用低密度的钻井液或者欠平衡的钻井液，通过这样的方式，可以有效地防止钻井液流入到气储层。气藏开采中主要采用的是一种精细控压钻井技术，它是通过把井底的正压差控制在一个较低的范围内，最终做到可以边喷边钻，这样的作业方式可以对气储层做到很好的保护。另外的方法是在井壁形成致密的泥饼，这样也可以有效地防止钻井液流入到气储层中。在这方面主要可以采用四氧化三锰加重剂，它可以有效地提高钻井液滤饼的致密性，从而有效地控制钻井液的滤失量。还有就是我国通过在钻井液中加入非渗透材料，从而来减少钻井液流入到气储层中，也取得了非常不错的效果。

2.2 优化钻井液的可解除程序

在对致密砂岩气储层进行钻井工作时，要想彻底地杜绝钻井液流入气储层是不可能的。所以相关的工作人员还

需要不断地优化对这些液体的可解除程序，从而减少其对气储层造成的损害。在钻井工作中，采用酸化或者压裂施工对气储层进行改造时，可以在基液中加入甲醇或者液态二氧化碳等，从而降低液体表面张力，提高这些工作液进入气储层之后的反排效率。另外，对于出现的水锁损害，工作人员可以往其中注入氮气或者混相水溶剂，通过这样的方式对于产能的恢复有一定的帮助作用。在致密砂岩气储层开采过程中，还容易因为固态颗粒堵塞裂缝从而对开采效率造成影响。而造成这种危害的主要是因为在一些工作液中加入了加重剂。

2.3 做好射孔过程中的储层保护

在气藏开采中，气储层的天然气通过射孔进入井筒，从而形成产能，所以在这个过程中也要做好气储层的保护工作。射孔时，射孔液进入到气储层中，也会对其造成一定的损害，会在很大程度上降低产能。这个时候可以采用氮气助力射孔和泡沫酸酸化技术，这样可以减少射孔液进入储层，并且增加了其反排率，从而对储层做到了很好的保护。

2.4 对水力压裂进行优化

因为致密砂岩气储层的渗透率很低，为了提高采收率，经常需要采用水力压裂，但是这种方法容易对储层的相圈造成伤害，或者造成其他损害等，最终造成储层的渗透率下降。为了有效地避免这种情况的出现，相关的工作人员做了研究，通过实验发现一条裂缝时，导气作用会被抵消，无法很好地起到增产的效果，而压裂出5条裂缝时，则可以很好地提高采收率。

3 结束语 

综上所述，为了保证对致密砂岩气储层做到有效的开采，同时减少对气储层的损害，相关的工作人员主要是对钻井进行改进，减少工作液流入到气储层当中，同时采用各种技术对储层的材料可以做到反排或者溶解等。通过这样的方式，减少气储层改造时对其造成的损害，从而保证采收率的提升和工作的顺利进行。

参考文献 

 [1]李晓琴.致密砂岩气藏的压裂增产和压裂后储层保护技术[J].辽宁化工，2014，43（10）：1300-1304；1330.

致密砂岩气储层保护技术刍议

李一夫

中石油煤层气有限责任公司临汾分公司 山西 临汾 041000

摘要：致密砂岩气是一种重要的非常规资源，它主要的特点是低渗、低孔、含水饱和度高等。 关键词：致密砂岩 气储层 保护技术

Discussion on tight sandstone gas reservoir protection technology

Li Yifu

PetroChina Linfen Coalbed Methane Co.，Ltd. Linfen Branch ，Shanxi 041000，China

Abstract：Tight sandstone gas is an important unconventional resource，Its main characteristics are low permeability，low porosity and high water saturation.

Keywords：Tight sandstone；Gas reservoir；Protection technology