蒸汽竄流是蒸汽管道補償器損壞因素之一蒸汽吞吐開采中，要對蒸汽注入井中，必然會有相應(yīng)的蒸汽竄流現(xiàn)象產(chǎn)生，蒸汽竄流導(dǎo)致兩個不利的影響后果：一是有可能誘發(fā)生產(chǎn)井失控，油井產(chǎn)生變動后從而使得地層大量出砂，最終導(dǎo)致蒸汽管道波紋補償器周圍被掏空后失去約束。二是蒸汽驅(qū)替的效果變差，蒸汽竄流使得生產(chǎn)井蒸汽管道受到周圍掏空而失去約束以及地層中熱應(yīng)力的雙向作用下，加快了蒸汽管道的損壞和變形。

當(dāng)蒸汽吞吐次數(shù)增加后，井距變小，蒸汽串流會隨著地層間、油井間的變化越來越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致注熱蒸汽時油層受熱面進一步加大，局部形成熱連通域，被蒸汽竄流的油井，蒸汽管道波紋補償器局部內(nèi)吸外壓，形成強大的沖擊波，造成蒸汽管道損壞。

蒸汽吞吐形成的殘余應(yīng)力導(dǎo)致蒸汽管道不銹鋼波紋補償器損壞對粘度較高的稠油而言，開采的方式主要是對油井進行注入熱蒸開采，包括蒸汽驅(qū)和蒸汽吞吐，蒸汽的注入溫度和壓力根據(jù)實際油層情況而定，其中導(dǎo)致蒸汽管道損壞的原因之一就是蒸汽吞吐多個循環(huán)周期中會產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。在淺地層的稠油井所注入的蒸汽溫度不高，通常在°：左右，蒸汽吞吐產(chǎn)生的殘余應(yīng)力不是特別大，蒸汽管道損壞率較低；而較深地層的稠油井所注入的蒸汽溫度高達300℃左右，殘余應(yīng)力相應(yīng)就比較大了，從而蒸汽管道損壞情況相對較高。在稠油熱注蒸汽開采過程中，蒸汽吞吐包括個周期分別是注蒸汽階段、停注燜井階段和采油作業(yè)階段，當(dāng)采油到一定程度時轉(zhuǎn)入下一個循環(huán)，三個階段交替進行。當(dāng)進入到停注燜井階段時，溫度開始降低，但這時蒸汽管道受到周圍約束，無法自由收縮，拉伸熱應(yīng)力此時就將產(chǎn)生，經(jīng)過幾個蒸汽吞吐作業(yè)周期之后，一旦這個熱應(yīng)力大于管材的屈服強度，這個蒸汽管道拉伸熱應(yīng)力將會導(dǎo)致蒸汽管道發(fā)生脫扣和斷裂。當(dāng)拉伸熱應(yīng)力交替變化時，蒸汽管道可能受到壓縮和拉伸兩種應(yīng)力交替作用，這種情況下蒸汽管道更容易發(fā)生疲勞斷裂。

蒸汽吞吐井中蒸汽管道膨脹節(jié)損壞主要發(fā)生在前個周期，其中第三個周期損壞最為嚴(yán)重。這主要是由于蒸汽管道疲勞損壞加劇以及蒸汽吞吐過程中殘余應(yīng)力不斷加劇引起的。

隨著注氣輪次的增加，殘余應(yīng)力不斷加劇，這時蒸汽管道性能和井況也越來越差，注蒸汽輪次的加劇使得蒸汽管道不銹鋼波紋管補償器不斷在加熱一降溫一加熱一降溫過程中循環(huán)，這引起的殘余應(yīng)力會進一步加劇蒸汽管道的損傷。產(chǎn)生殘余應(yīng)力的機理第章熱應(yīng)力補償器原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計壓秦圖殘余應(yīng)力機理形成圖如圖所示，當(dāng)溫度上升時，蒸汽管道的壓縮應(yīng)力增加，如線所示。如果管路的屈服強度高于溫度升高時產(chǎn)生的熱應(yīng)力，殘余應(yīng)力就不回產(chǎn)生了，到冷卻時管路受到的應(yīng)力就會沿著線回到點了。如果屈服強度低于溫度升高時產(chǎn)生的熱應(yīng)力，那么熱應(yīng)力到達屈服強度后就會沿著線繼增大。如果應(yīng)力增加的幅度過大，管柱受到的壓縮力就有可能致使蒸汽管道與水泥環(huán)間相脫離，最終造成蒸汽管道的損壞；如果在蒸汽管道受壓損壞前溫差不再升高，那么蒸汽管道金屬波紋補償器的應(yīng)力狀態(tài)就會位于圖中的點，隨著燜井階段蒸汽管道中溫度下降，應(yīng)力將沿著線返回，當(dāng)管內(nèi)的壓縮應(yīng)力降低到點時，管路還沒有恢復(fù)到初始溫度，隨著溫度繼續(xù)降低將會有拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生，其應(yīng)力沿著線進行變化，達到點時，蒸汽管道就達到了其拉伸屈服，隨著溫度的繼續(xù)降低，應(yīng)力就會沿著線變化，而降到初始溫度時，殘余拉應(yīng)力就形成了，當(dāng)蒸汽管道受到的拉應(yīng)力超過了抗拉強度時，蒸汽管道波紋補償器會發(fā)生拉伸失效。上述就是在第個注蒸汽循環(huán)時，蒸汽管道直埋補償器中應(yīng)力隨溫度變化的關(guān)系。如果蒸汽管道在第個注蒸汽循環(huán)沒有遇到損壞，在第個注蒸汽循環(huán)時，隨著溫度的升高，蒸汽管道中應(yīng)力將從點沿著線向點變化。因為鮑辛格效應(yīng)，蒸汽管道所受的應(yīng)力不會達到線，而是在點就屈服了，發(fā)生屈服之后的蒸汽管道應(yīng)力將會沿線增加，從而在第次注蒸汽的溫度達到最大時，即蒸汽管道直埋波紋補償器應(yīng)力增加至而點的壓縮應(yīng)力相對于比點而言較小。同時，在第次注蒸汽循環(huán)后，蒸汽管道的應(yīng)力將會到達點，使得其拉伸應(yīng)力會比第次循環(huán)中的點大，從而形成了更大的殘余應(yīng)力，致使應(yīng)力和溫度的循環(huán)向著拉伸應(yīng)力方向發(fā)生偏移。隨著熱采井中注蒸汽循環(huán)次數(shù)的不斷增加，蒸汽管道內(nèi)產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力將會越來越大，最終致使蒸汽管道發(fā)生損壞。