Penyebab Kegagalan Segel Packer

1. Prosedur instalasi

• Kerusakan penyimpanan: penuaan (panas, sinar matahari atau radiasi); distorsi (dukungan buruk, beban berat).
• Kerusakan akibat gesekan: penggulungan atau puntiran yang tidak seragam, atau abrasi akibat geseran yang tidak dilumasi.
• Pemotongan dengan tepi yang tajam: Kelancipan yang tidak memadai pada sudut, tepi yang tajam pada port, alur segel, dll.
• Kurangnya pelumasan.
• Kehadiran kotoran.
• Penggunaan alat instalasi yang salah.

2. Faktor operasional

• Definisi tugas yang tidak memadai: Komposisi fluida, kondisi kerja normal atau kondisi sementara.
• Segel terkelupas karena penggulungan lokal seiring perubahan tekanan.
• Ekstrusi karena perluasan segel (pembengkakan, termal, dekompresi eksplosif) atau karena kompresi.
• Waktu dekompresi yang terlalu singkat menyebabkan kulit melepuh.
• Keausan karena pelumasan yang tidak mencukupi.
• Kerusakan aus karena fluktuasi tekanan.

3. Kehidupan pelayanan

Selama pengoperasian normal, masa pakai segel polimer dibatasi oleh penuaan dan keausan. Suhu, tekanan pengoperasian, jumlah siklus (rotasi, geser, tekanan mekanis) dan lingkungan mempunyai pengaruh terhadap total masa pakai. Penuaan dapat merupakan fenomena fisik seperti perubahan bentuk permanen, atau dapat juga disebabkan oleh reaksi dengan bahan kimia di lingkungan. Keausan dapat disebabkan oleh gesekan segel terhadap permukaan lain dalam aplikasi dinamis, atau fluktuasi tekanan yang kuat dalam aplikasi statis. Ketahanan aus biasanya meningkat seiring dengan meningkatnya kekerasan material seal. Korosi pada bagian logam dan kurangnya pelumasan pada permukaan meningkatkan tingkat keausan.

4. Suhu minimum dan maksimum

Kemampuan penyegelan elastomer menurun drastis jika suhu lebih rendah dari suhu yang direkomendasikan, karena hilangnya elastisitas. Sifat suhu rendah dapat memainkan peran penting dalam proses pemilihan segel elastomer untuk aplikasi bawah laut di lautan dingin. Pada suhu tinggi terjadi percepatan penuaan. Suhu maksimum untuk elastomer bervariasi antara 100 dan 300°C. Elastomer yang dapat dioperasikan pada suhu sekitar 300°C cenderung memiliki kekuatan keseluruhan yang buruk dan ketahanan aus yang buruk. Dalam desain segel, ruang harus disediakan untuk memungkinkan perluasan elastomer karena peningkatan suhu (ekspansi termal bahan segel kira-kira satu urutan besarnya lebih besar dari pada baja).

5. Tekanan

Tekanan yang diberikan pada seal dapat mengakibatkan deformasi permanen pada seal (set kompresi). Set kompresi harus dibatasi untuk menjamin pengoperasian bebas kebocoran. Masalah lain yang dapat timbul pada tekanan tinggi adalah pembengkakan (10-50%) volume elastomer akibat penyerapan cairan sumur dari lingkungan. Pembengkakan terbatas dapat diterima jika desain segel memungkinkannya.

6. Perbedaan tekanan

Elastomer harus memiliki ketahanan ekstrusi yang sangat baik jika terdapat perbedaan tekanan yang besar pada segel. Ekstrusi adalah penyebab paling umum kegagalan segel bertekanan tinggi pada suhu tinggi. Ketahanan ekstrusi suatu segel dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kekerasannya. Segel yang lebih keras memerlukan interferensi dan kekuatan perakitan yang lebih tinggi untuk penyegelan yang efektif. Celah yang disegel harus dibuat sekecil mungkin sehingga memerlukan toleransi yang sempit selama pembuatan.

7. Siklus tekanan

Siklus tekanan dapat menyebabkan degradasi elastomer melalui dekompresi eksplosif. Tingkat keparahan kerusakan pada elastomer akan bergantung pada komposisi gas yang ada pada bahan segel dan seberapa cepat perubahan tekanan. Bahan elastomer yang lebih homogen (misalnya Viton) lebih tahan terhadap dekompresi eksplosif dibandingkan elastomer (seperti Kalrez dan Aflas) yang biasanya memiliki banyak rongga kecil. Dekompresi terjadi terutama pada aplikasi gas lift. Jika siklus tekanan terjadi, kelenjar segel yang rapat diinginkan karena membatasi inflasi segel selama dekompresi. Persyaratan ini bertentangan dengan kebutuhan untuk memiliki ruang untuk ekspansi termal dan pembengkakan segel. Dalam aplikasi dinamis, kelenjar segel yang rapat dapat mengakibatkan keausan atau pengikatan elastomer.

8. Aplikasi dinamis

Dalam aplikasi dinamis gesekan seal dengan poros yang berputar atau bolak-balik (geser) dapat menyebabkan keausan atau ekstrusi elastomer. Dengan poros geser, segel juga dapat tergulung, yang dapat dengan mudah mengakibatkan kerusakan. Situasi yang menuntut adalah kombinasi dari tekanan tinggi dan penerapan yang dinamis. Untuk meningkatkan ketahanan ekstrusi suatu segel, kekerasannya sering kali ditingkatkan. Kekerasan yang lebih tinggi juga menyiratkan bahwa diperlukan gaya interferensi dan perakitan yang lebih tinggi sehingga menghasilkan gaya gesekan yang lebih tinggi. Dalam aplikasi dinamis, pembengkakan segel harus dibatasi hingga 10-20%, karena pembengkakan akan mengakibatkan peningkatan gaya gesekan dan keausan elastomer. Properti penting untuk aplikasi dinamis adalah ketahanan yang tinggi, yaitu kemampuan untuk tetap bersentuhan dengan permukaan yang bergerak.

9. Desain kursi segel

Desain segel harus memungkinkan terjadinya (10-60%) pembengkakan elastomer dalam minyak dan gas. Jika tidak tersedia cukup ruang, ekstrusi segel akan terjadi. Parameter penting lainnya adalah ukuran celah ekstrusi. Pada tekanan tinggi hanya celah ekstrusi yang sangat kecil yang diperbolehkan sehingga diperlukan toleransi yang ketat. Dalam beberapa kasus, cincin anti-ekstrusi dapat diterapkan. Desain tempat duduk juga harus mempertimbangkan persyaratan pemasangan segel. Selama pemasangan, pemanjangan elastis (regangan) tidak boleh mengakibatkan deformasi permanen dan elastomer tidak boleh rusak oleh sudut tajam. Perlu dicatat bahwa desain segel kelenjar pada dasarnya aman, karena segel tidak meregang selama pemasangan, seperti yang terjadi pada desain segel piston. Di sisi lain, desain segel kelenjar lebih sulit dibuat dan sulit diakses untuk pembersihan dan penggantian segel.

10. Kompatibilitas dengan hidrokarbon, CO2 dan H2S

Penetrasi hidrokarbon, CO2 dan H2S ke dalam elastomer menyebabkan pembengkakan. Pembengkakan oleh hidrokarbon meningkat seiring dengan tekanan, suhu dan kandungan aromatik. Peningkatan volume yang dapat dibalik disertai dengan pelunakan material secara bertahap. Pembengkakan oleh gas seperti H2S, CO2 dan O2 meningkat seiring dengan tekanan dan sedikit menurun seiring dengan suhu. Perubahan tekanan setelah pembengkakan seal dapat mengakibatkan kerusakan dekompresi pada seal. H2S bereaksi dengan polimer tertentu, menghasilkan ikatan silang dan pengerasan material segel yang tidak dapat diubah. Kerusakan elastomer pada uji segel (dan mungkin juga pada saat digunakan) umumnya lebih sedikit dibandingkan pada uji perendaman, mungkin karena perlindungan yang diberikan oleh rongga segel terhadap serangan kimia.

11. Kompatibilitas dengan bahan kimia perawatan sumur dan penghambat korosi

Inhibitor korosi (mengandung amina) dan cairan penyelesaian pengolahan sangat agresif terhadap elastomer. Karena komposisi kompleks dari inhibitor korosi dan bahan kimia perawatan yang baik, disarankan untuk menentukan ketahanan elastomer dengan pengujian.

Vigor memiliki pengalaman industri selama bertahun-tahun dalam produksi dan pembuatan alat penyelesaian, yang semuanya dirancang, diproduksi, dan dijual sesuai dengan standar API 11 D1. Saat ini, pengepakan yang diproduksi oleh Vigor telah digunakan di ladang minyak besar di seluruh dunia, dan umpan balik dari pelanggan di lokasi sangat baik, dan semua pelanggan bersedia untuk menjalin kerja sama lebih lanjut dengan kami. Jika Anda tertarik dengan pengepakan Vigor atau alat pengeboran dan penyelesaian logging lainnya untuk industri minyak dan gas, jangan ragu untuk menghubungi tim teknis profesional Vigor untuk mendapatkan dukungan teknis paling profesional dan kualitas produk terbaik.