当前，业内对通过碳捕获与封存（CCS）来降低二氧化碳排放量，将全球变暖保持在2°C以下，并加速能源转型越来越重视。2021年，瓦卢瑞克开发了验证二氧化碳注入井中的VAM®特殊扣的测试协议，以此加入了这一势头。如今，随着订单数量的增加，瓦卢瑞克完善了原有的测试协议，确保了在最关键的二氧化碳注入应用中产品的完整性。
在开始研究二氧化碳注入井时，运营商发现CCS井况条件与油井管应用条件相似。经过更进一步的研究和测试，我们确认了CCS井的生命周期更为关键，因此需要进行更为细致、严格的测试，来验证CCS井中所应用的石油管材产品。
增大压力，加快注入速率
当客户带着特定的二氧化碳注入井负荷找到瓦卢瑞克，要求在不同循环中验证VAM®特殊扣时，瓦卢瑞克毫不犹豫地接受了这一挑战。但为了验证这些严苛要求的丝扣，我们必须对2021年所开发的测试协议进行完善。
“第一阶段包括石油和天然气协议中的传统操作评估”，瓦卢瑞克研发工程师Pierre Mauger解释说。“2a阶段开始变得关键。我们在 40°C 和 -20°C 之间 500 个温度循环中，保持恒定的 100% 拉力 CEE（丝扣评估包络）下进行测试。在 473 bar的外部压力加拉力下，丝扣将处于层压极限。”
2b阶段时，在50%拉力CEE下，保持温度为-30°C，内部压力在255 +/- 25 bar之间循环500次。这两个循环阶段模拟了多年油井中数次真实二氧化碳注入过程。然后，第 三 阶段将在不到五分钟的时间内将温度降低到 -80°C，从而评估丝扣对井喷情况的应对性能。
第四阶段更加关键，在100%压力下保持公端母端之间的80°C温差，以评估由于快速减压导致Joule-Thomson效应后丝扣的密封性。“这是一个非常复杂的测试，”瓦卢瑞克研发经理Pierre Martin说，“为了保持公端在低温环境，而母端连接在很高的温度中，我们必须开发新的测试措施和工具来应对温差。 ”
最后阶段与第一阶段相同，在恢复正常状态时，对丝扣的密封性进行确认。
这项新的测试协议比我们2021年的协议增加了20%强度的拉伸和压缩测试，达到80%的丝扣屈服强度和90%的内、外部最大屈服压力，同时还评估了更多的注入周期（75到500次）。通过如此严格的二氧化碳注入协议的首个丝扣是3 ½” VAM® 21 CLEANWELL®，此后将有更多丝扣和其他尺寸。
“在对多个丝扣外径进行物理测试后，将最终确定FEA（有限元）协议，该协议将通过模拟快速评估其他尺寸，对关键性能指标与物理验证的尺寸进行比较，”Pierre Martin解释说。“这意味着当客户要我们评估CCS中特定外径时，将比目前的物理测试（六至七周）快很多。“
适用更多场景
随着新订单的增加，瓦卢瑞克新完善的二氧化碳注入方案不断为客户增加信心，安全放心地应用二氧化碳注入井。此外，免涂丝扣油解决方案 CLEANWELL® 取代了上扣用螺纹脂，提高操作性能并降低了环境风险，从而实现了完整的低碳产品。更多针对外径和钢级的测试将逐一进行，为运营商提供一系列经过验证的解决方案，适用于更多二氧化碳注入井。
