井下安全阀的工作原理及技术分析
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安全阀的工作原理安全阀是一种用于保护设备或系统的重要安全装置,它的工作原理是通过控制介质压力来保证设备或系统在正常工作压力范围内运行。
安全阀通常被广泛应用于石油化工、电力、冶金、化工、船舶、航空航天等领域,下面我们将详细介绍安全阀的工作原理。
首先,安全阀的工作原理基于介质压力的变化。
当设备或系统内的介质压力超过设定的安全阀开启压力值时,安全阀将自动打开,释放压力,以保护设备或系统不受过高压力的损害。
安全阀的开启压力值通常由设备或系统的设计要求和运行条件来确定,确保在正常工作范围内可靠工作。
其次,安全阀的工作原理还涉及密封件和弹簧的作用。
当介质压力超过设定值时,安全阀的密封件会失效,弹簧会受到压力而变形,从而使阀门打开,释放压力。
当介质压力下降到设定值以下时,弹簧恢复原状,密封件重新密封,安全阀关闭,保持系统正常运行。
此外,安全阀的工作原理还包括排除介质中的杂质。
在介质通过安全阀时,阀门的开启和关闭会将介质中的杂质排除,保证介质的纯净度,减少对设备或系统的损害。
总的来说,安全阀的工作原理是基于介质压力的控制,通过密封件和弹簧的作用来实现对设备或系统的保护。
安全阀在工业生产中起着至关重要的作用,确保设备或系统在安全压力范围内稳定运行,是生产过程中不可或缺的安全装置。
在使用安全阀时,需要严格按照规定的参数进行安装和调试,以确保安全阀的正常工作。
同时,定期对安全阀进行检查和维护,确保其性能可靠。
只有这样,安全阀才能有效地发挥其作用,保护设备和人员的安全。
总之,安全阀是一种重要的安全装置,其工作原理是基于介质压力的控制,通过密封件和弹簧的作用来实现对设备或系统的保护。
合理使用和维护安全阀,对于保障工业生产的安全稳定运行具有重要意义。
安全阀的工作原理安全阀是一种常见的安全装置,用于保护压力容器或管道系统免受过高压力的损害。
它的主要工作原理是在系统压力超过设定值时,自动打开并释放压力,以确保系统的安全运行。
一、安全阀的基本构造安全阀通常由阀体、阀盖、阀芯、弹簧、导向装置等组成。
阀体是安全阀的主要部分,通常由高强度的金属材料制成,以承受高压力。
阀盖用于固定阀芯和弹簧,同时也起到密封作用。
阀芯是安全阀的关键部件,它通过受力调整阀门的开启和关闭压力。
弹簧则提供了恢复阀门关闭位置所需的力量。
导向装置用于引导流体的流动,确保安全阀的正常工作。
二、安全阀的工作原理安全阀的工作原理基于压力平衡原理和弹簧力的作用。
当系统压力低于设定值时,阀芯受到弹簧力的作用,将阀门保持在关闭状态。
当系统压力超过设定值时,阀芯上的压力将超过弹簧力,导致阀芯向上移动,打开阀门。
此时,系统内部的流体将通过阀门释放,以降低系统压力。
一旦系统压力恢复到设定值以下,弹簧力将再次占据主导地位,将阀门关闭,停止流体的释放。
三、安全阀的设定压力安全阀的设定压力是根据系统的工作压力范围和安全要求来确定的。
设定压力应略高于系统的工作压力,以确保在系统超压时及时打开阀门。
通常,设定压力应在系统最大工作压力的10%至20%之间。
四、安全阀的选择和安装在选择安全阀时,需要考虑系统的工作压力、流量、介质类型等因素。
根据实际需求,选择合适的安全阀型号和规格。
安全阀应安装在系统的高压区域,以便及时响应并释放压力。
安全阀的安装应符合相关的标准和规范,确保其正常工作。
五、安全阀的维护和检修为了确保安全阀的正常工作,需要进行定期的维护和检修。
维护工作包括清洁阀门和阀座,检查弹簧的弹性和阀芯的密封性能等。
检修工作包括拆卸安全阀进行清洁和更换磨损部件等。
在维护和检修过程中,应注意安全阀的正确操作和保护,以免造成意外事故。
六、安全阀的应用领域安全阀广泛应用于各种工业领域,如石油化工、电力、冶金、制药等。
收稿日期:2003 03 19作者简介:魏忠华(1971 ),男,山东高青人,工程师,1995年毕业于曲阜师范大学,现主要从事化工机械等方面的工作。
文章编号:1001 3482(2003)06 0093 02井下安全阀的技术分析蔡 涛1,魏忠华1,蔡秀玲2(1.胜利石油管理黄河钻井固井公司,山东东营257064;2.胜利石油学校,山东东营257000)摘要:文章介绍了井下安全阀的分类、工作原理和发展情况,分析了贝壳石油工具公司T 5型井下安全阀在活塞、永久锁开、连通转换方式、阀板密封、金属密封等方面在设计上的独到之处。
关键词:井下安全阀;密封;活塞中图分类号:T E931.202 文献标识码:ATechnical analysis of surface controlled subsurface safety valveCAI T ao 1,WEI Zhong hua 1,CAI Xiu ling2(1.H uanghe Dr illing and Well Cementing Comp any ,Shengli Petr oleum A dministr ation,Dongying 257000,China;2.Shengli Petroleum School,Dongying 257000,China)Abstract:This paper briefly introduces the types,development and working principals of the surface controlled subsurface safety valve(SCSSV),emphasizing on the analysis of the character of M odel T 5SCSSV of Baker Oil T ools in piston,permanent lock open,interacting change ,flapper seal and m etal to metal seal designing.Key words:subsurface safety valve,sealing ,piston 井下安全阀是一种装在油井内防止井喷、保证油井生产安全的井下工具,按控制方式分为地面控制和井下控制2种,按回收方式分为油管回收式和钢丝回收式2种,现在多使用地面控制的油管回收式井下安全阀(SCSSV)。
安全阀的工作原理安全阀是一种常用的安全保护装置,用于控制和调节系统中的压力,以防止压力超过设定值而造成设备损坏或者事故发生。
它在各种工业领域和设备中广泛应用,如锅炉、压力容器、管道系统等。
安全阀的工作原理主要基于压力平衡和弹簧力的作用。
下面将详细介绍安全阀的工作原理及其相关要点。
一、压力平衡原理:安全阀的主要部件包括阀座、阀瓣和弹簧。
当系统内部压力超过设定值时,阀瓣会被推开,使介质通过阀座的通道流出,从而降低系统压力。
当系统压力下降至设定值以下时,弹簧的作用力将阀瓣重新关闭,住手介质的流动。
二、弹簧力的作用:安全阀中的弹簧起到控制阀瓣开启和关闭的作用。
弹簧的刚度决定了安全阀的开启压力,即当系统压力超过设定值时,弹簧被压缩,阀瓣被推开。
弹簧的刚度越大,安全阀的开启压力就越高。
三、阀座和阀瓣的密封性:安全阀中的阀座和阀瓣是密封件,其密封性能对于安全阀的正常工作至关重要。
阀座和阀瓣之间的间隙应适当,以确保在正常工作压力下能够实现良好的密封效果。
同时,阀座和阀瓣的材料选择也要考虑介质的性质和工作条件,以保证密封性能和耐腐蚀性。
四、流量特性:安全阀的流量特性是指在不同压力下,通过安全阀的介质流量与压力之间的关系。
安全阀的流量特性应符合工艺过程的需求,以确保在系统压力超过设定值时,能够及时有效地排出多余的介质。
五、工作稳定性:安全阀在工作过程中应具有良好的稳定性,即在设定压力范围内能够稳定可靠地工作。
为了提高安全阀的工作稳定性,可以采用多弹簧联动、阀瓣导向等设计措施。
六、安全阀的选型:在实际应用中,根据系统的工作压力、流量要求和介质特性等因素,选择合适的安全阀型号和规格。
选型时需要考虑安全阀的额定流量、额定压力、工作温度范围、材料等参数,以确保安全阀能够满足系统的安全要求。
七、安全阀的维护与检修:为了保证安全阀的正常工作,需要定期进行维护与检修。
维护工作包括清洁阀座和阀瓣、检查弹簧的弹性和刚度、检查密封性能等。
安全阀的工作原理安全阀是一种用来保护压力容器或管道系统的重要安全装置。
它的工作原理是通过调节流体的流量来控制系统的压力,当系统压力超过设定的安全压力时,安全阀会自动开启,释放部分流体,以降低系统压力,从而保护设备和人员的安全。
一、安全阀的结构安全阀通常由阀体、阀盖、阀座、弹簧、导向装置和密封装置等组成。
1. 阀体和阀盖:安全阀的阀体和阀盖通常由高强度的合金钢材料制成,以承受高压力和高温的工作环境。
2. 阀座:阀座是安全阀的关键部件,它位于阀体和阀盖之间,通过与阀盖的接触来实现密封。
阀座通常由耐磨损和耐高温的材料制成,如不锈钢或陶瓷。
3. 弹簧:弹簧是安全阀的控制元件,用于调节阀盖的开启压力。
弹簧的刚度决定了阀盖开启的压力范围。
4. 导向装置:导向装置用于引导流体流过阀座和阀盖之间的通道,确保流体的正常流动,并减少阀盖的摆动。
5. 密封装置:密封装置用于保持阀体和阀盖之间的密封性,防止流体泄漏。
二、安全阀的工作原理基于压力平衡和弹簧力的作用。
1. 压力平衡:当系统压力低于设定的安全压力时,阀盖上的压力大于弹簧力,阀盖保持关闭状态,阀座与阀盖紧密接触,防止流体泄漏。
2. 弹簧力:当系统压力超过设定的安全压力时,阀盖上的压力大于弹簧力,阀盖开始向上移动,阀座与阀盖之间的通道打开,流体通过阀座和阀盖之间的通道被释放,系统压力得以降低。
三、安全阀的工作特点1. 灵敏性:安全阀对系统压力变化非常敏感,能够快速响应并准确调节压力。
2. 稳定性:安全阀在工作过程中能够保持压力稳定,防止系统压力过高或过低。
3. 可靠性:安全阀经过严格的设计和测试,能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行。
4. 自动化:安全阀能够根据系统压力自动开启和关闭,无需人工干预。
四、安全阀的应用领域安全阀广泛应用于石油化工、电力、冶金、航空航天等行业的压力容器和管道系统中。
它们能够保护设备免受过高压力和温度的损害,防止事故的发生,确保生产过程的安全稳定运行。
井下安全阀的工作原理及技术分析【摘要】本文介绍了井下安全阀的工作原理和发展概况,分析了井下安全阀在活塞密封、阀板开关以及自平衡等方面在设计上的独特之处。
重点介绍了井下安全阀的技术改进、结构特征,以供同行的工作人员参考。
【关键词】井下安全阀技术分析原理在海洋油气井进行生产过程中,为防止井喷,常在生产管柱上连接井下安全阀,当井下流体出现异常,可以通过地面控制装置迅速关闭生产管柱的生产通道,防止井中高压流体涌出地面。
1 井下安全阀的结构和工作原理1.1 井下安全阀的结构井下安全阀在结构上分为活塞运动部分、动力弹簧部分、自平衡部分和阀板开关部分。
活塞运动部分主要由活塞和液控管线组成,该部分主要是用来传递地面液压系统的压力,并在液压力的作用下推动中心管;动力弹簧部分主要包括弹簧和中心管,中心管预先压缩弹簧,使弹簧在安装后就有一定的预紧力,当弹簧压缩中心管时,中心管需要继续压缩弹簧,因此动力弹簧部分决定着井下安全阀的开启压力大小,自平衡部分主要由钢球和自平衡本体组成,在阀板上下压力不相等的情况下可轻易实现阀板上下压力平衡的功能,阀板开关部分主要由阀板、橡胶密封件和阀座组成,是井下安全阀的核心,阀板和橡胶密封件与阀座的密封程度决定井下排气阀应对井喷等异常情况的能力大小。
1.2 井下排气阀的工作原理井下安全阀的开启:井下安全阀随油管下入井中设计深度,其侧面连有液控管线,延伸至地面,与地面的压力自动控制系统进行密封连接,组成一套完整的井下安全阀操作系统。
当油井进行正常生产时,地面的压力控制系统通过液控管线将压力传给井下安全阀的活塞部分,活塞推动中心管,并继续压缩弹簧,随着液控管线内的压力的升高,中心管先推开自平衡机构中的钢球,使阀板上下压力平衡,并最终推开阀板。
地面液控系统保持在设定的压力下,让井下安全阀保持在开启的状态。
井下安全阀的关闭:当井下流体的压力出现异常,则需在地面通过液压系统紧急切断液控管线内压力,在井下安全阀的弹簧的回复力的作用下,安全阀将紧急关闭阀板,使生产管柱的生产通道紧急关闭,从而实现安全阀的防井喷功能。
安全阀结构及其工作原理一、安全阀的结构安全阀是一种用于控制压力的装置,它主要由阀体、阀盖、弹簧、调整螺母、阀芯和密封件等组成。
1. 阀体和阀盖:阀体是安全阀的主要部件之一,普通由铸铁或者铸钢制成,具有足够的强度和刚性来承受压力。
阀盖则用于固定阀芯和调整弹簧的压力。
2. 弹簧:弹簧是安全阀的关键部件,它的作用是提供一个预设的压力范围,当系统压力超过设定值时,弹簧会被压缩,从而打开阀门,释放压力。
3. 调整螺母:调整螺母用于调整弹簧的压力,通过旋转螺母,可以改变弹簧的紧张程度,从而改变安全阀的开启压力。
4. 阀芯:阀芯是安全阀的关键组件,它与阀座配合,控制介质的流动。
当压力超过设定值时,阀芯会被压力推开,介质就可以通过阀门排出。
5. 密封件:密封件用于确保安全阀的密封性能,防止介质泄漏。
常见的密封件材料有橡胶、聚四氟乙烯等。
二、安全阀的工作原理安全阀的工作原理是基于压力平衡和力的平衡原理。
当系统内的压力超过安全阀设定的压力值时,安全阀会打开,通过调整螺母控制的弹簧被压缩,阀芯被压力推开,介质可以通过阀门排出。
当系统压力下降到设定压力以下时,弹簧的力会将阀芯关闭,阀门恢复关闭状态。
安全阀的工作原理可以用以下步骤来简单描述:1. 初始状态:安全阀处于关闭状态,弹簧处于松弛状态,阀芯与阀座密切贴合,阀门处于关闭状态。
2. 压力升高:当系统内的压力升高到设定值时,压力开始作用在阀芯上,逐渐克服弹簧的阻力。
3. 弹簧压缩:当压力超过设定值时,弹簧开始被压缩,阀芯被压力推开,介质可以通过阀门排出,从而减轻系统内的压力。
4. 压力下降:当系统内的压力下降到设定压力以下时,弹簧的力会将阀芯关闭,阀门恢复关闭状态,阻挠介质继续排出。
通过上述工作原理,安全阀可以有效地控制系统内的压力,防止压力过高对设备和人员造成伤害。
三、安全阀的应用安全阀广泛应用于各种工业领域,特殊是在液压系统、蒸汽锅炉、压缩空气系统等领域中。
1. 液压系统:安全阀在液压系统中起到保护作用,当系统内的压力超过设定值时,安全阀会打开,释放过多的液压能量,防止系统损坏。
安全阀的工作原理安全阀是一种用于保护压力容器或管道系统的重要安全装置。
它的主要功能是在压力超过设定值时自动开启,以释放过高的压力,保护设备和人员的安全。
安全阀通常用于蒸汽锅炉、压力容器、石油化工设备等各种工业领域。
一、安全阀的组成部分1. 主体部分:安全阀主体通常由阀体、阀盖、阀座、阀芯等组成。
阀体是安全阀的主要结构部分,用于承受压力和导流。
阀盖用于固定阀芯和调整弹簧压力。
阀座和阀芯是安全阀的关键部件,通过阀芯与阀座的配合,实现对流体的切断和控制。
2. 弹簧部分:安全阀的弹簧通常用于调整阀芯的开启和关闭压力。
弹簧的刚度决定了安全阀的工作压力范围。
当压力超过设定值时,弹簧会受到压力的作用而压缩,使阀芯打开,从而释放过高的压力。
3. 导流部分:安全阀的导流部分通常由导流孔、导流槽等组成。
当阀芯打开时,导流孔和导流槽起到导流作用,将流体从容器中排出,以降低压力。
二、安全阀的工作原理安全阀的工作原理基于力的平衡原理。
当压力超过设定值时,安全阀会自动开启,通过释放部分流体来降低压力,以保护设备和人员的安全。
1. 封闭状态:在正常工作压力范围内,安全阀处于封闭状态。
此时,阀芯受到弹簧的压力,与阀座紧密配合,阀体与阀盖之间的密封面也处于闭合状态,阀体内的流体无法排出。
2. 开启状态:当压力超过设定值时,阀芯上的压力将超过弹簧的压力,弹簧被压缩,阀芯向上移动,与阀座分离,形成一个通道。
流体通过此通道进入导流孔和导流槽,从而降低压力。
3. 关闭状态:当压力降低到设定值以下时,弹簧的压力将超过阀芯上的压力,弹簧恢复原状,将阀芯推回阀座,关闭通道。
此时,阀体与阀盖之间的密封面再次闭合,阀体内的流体无法继续排出。
三、安全阀的工作特点1. 灵敏性:安全阀对压力变化非常敏感,能够快速响应并迅速开启,以保护设备和人员的安全。
2. 稳定性:安全阀的工作压力范围是通过调整弹簧的刚度来实现的,具有较高的稳定性和精度。
3. 可靠性:安全阀采用机械原理工作,不依赖于外部能源,具有较高的可靠性和耐久性。
安全阀的工作原理安全阀是一种用于保护设备或系统的重要安全装置,其工作原理主要是通过控制压力来实现。
安全阀通常被安装在压力容器、管道系统以及其他设备上,当系统内部压力超过设定值时,安全阀会打开,释放压力,以防止设备发生过压而造成危险。
安全阀的工作原理可以分为两个方面来解释,工作原理一是基于力学原理,工作原理二是基于流体力学原理。
首先,从力学原理来看,安全阀内部包含一个弹簧或活塞,当系统内部压力超过设定值时,弹簧或活塞会受到压力作用而产生位移,从而打开阀门,释放压力。
这一过程实质上是利用了力学原理中的平衡原理,通过调节弹簧或活塞的弹性系数和阀门的开启面积来实现对系统压力的控制和调节。
其次,从流体力学原理来看,安全阀在工作时需要考虑流体的动力学特性。
当系统内部压力超过设定值时,流体会通过安全阀的出口迅速排放,这涉及到流体的压力、流速、密度等参数的变化。
安全阀的设计需要考虑流体的流动特性,以确保在压力释放过程中不会产生冲击或振荡,从而保证系统的安全性。
除了以上的工作原理,安全阀还需要考虑一些其他因素,比如密封性能、阀门的灵敏度、阀座的耐磨性等。
这些因素都对安全阀的工作性能和可靠性有着重要的影响。
在实际工程中,安全阀是保护设备和系统安全的重要设备,其工作原理的准确理解和合理应用对于保障设备和人员的安全至关重要。
工程技术人员需要根据具体的工程要求和安全标准来选择合适的安全阀,并对其工作原理进行深入理解和合理应用,以确保设备和系统的安全运行。
总之,安全阀的工作原理是基于力学原理和流体力学原理的,通过对压力的控制和调节来实现对系统压力的保护。
在实际应用中,工程技术人员需要充分理解安全阀的工作原理,并根据具体工程要求进行合理选择和应用,以确保设备和系统的安全运行。
安全阀的工作原理
安全阀是一种用来保护设备或系统的重要安全装置,它主要通过控制压力来确保设备在正常工作范围内,避免因压力过高而导致设备损坏或事故发生。
安全阀的工作原理主要包括弹簧力平衡原理、密封原理和排放原理。
首先,安全阀的弹簧力平衡原理是其工作的核心。
安全阀内部设有弹簧,当压力超过设定值时,弹簧将被压缩,从而使阀门打开,释放压力。
这种设计可以确保在设备内部压力超过设定值时,安全阀能够迅速打开,排放压力,保护设备不受损坏。
其次,安全阀的密封原理也是其工作原理的重要组成部分。
安全阀在正常工作状态下需要保持密封,以防止压力泄漏。
当压力超过设定值时,安全阀会打开,释放压力,但在压力降低到设定范围内时,安全阀需要能够迅速关闭,保持系统的密封性,避免继续泄漏压力。
最后,安全阀的排放原理也是其工作原理的重要环节。
安全阀在工作时需要将排放的压力导向安全区域,以避免对人员和设备造成伤害。
因此,安全阀在设计时需要考虑排放口的位置和方向,确保排放的压力不会对周围环境造成危害。
总的来说,安全阀的工作原理是基于弹簧力平衡、密封和排放原理的。
通过这些原理的相互作用,安全阀能够在设备压力超过设定范围时迅速打开,释放压力,保护设备和人员的安全。
因此,在实际应用中,选择合适的安全阀,并且正确安装和维护安全阀,对于设备和系统的安全运行至关重要。
安全阀的工作原理安全阀是一种常见的安全设备,用于保护压力容器或管道系统免受过高压力的损害。
它通过控制介质的流动,自动调节压力,以确保系统在安全范围内运行。
下面将详细介绍安全阀的工作原理。
一、工作原理概述安全阀的工作原理基于压力平衡和弹簧力的作用。
当系统中的压力超过设定的安全阀压力时,安全阀将打开,释放部分介质,以降低系统的压力。
一旦压力下降到安全阀设定的关闭压力以下,安全阀将关闭,停止介质的排放。
二、主要构成安全阀主要由阀体、阀盖、阀簧、阀座和导向件等组成。
阀体上有进口和出口,介质从进口进入,经过阀座控制流量,然后从出口排出。
三、工作过程1. 正常工作状态:当系统压力处于安全范围内时,安全阀处于关闭状态。
阀簧通过预先设定的压力调节力将阀盖与阀座紧密连接,阻止介质流动。
2. 压力超过设定值:当系统压力超过安全阀设定的压力时,阀簧无法抵抗压力调节力,阀盖会被压力推开,介质开始流经阀座,并从出口排出。
3. 压力下降到设定值以下:当系统压力下降到安全阀设定的关闭压力以下时,阀簧重新将阀盖与阀座连接,阀门关闭,停止介质的排放。
四、安全阀的特点1. 高可靠性:安全阀采用可靠的结构设计和材料制造,能够在恶劣环境下长期稳定工作。
2. 灵敏性:安全阀能够快速响应系统压力的变化,及时打开或关闭,确保系统的安全性。
3. 精确性:安全阀的设定压力可以根据实际需求进行调整,以满足不同系统的要求。
4. 自动化:安全阀能够根据系统压力自动控制流量,无需人工干预。
5. 维护方便:安全阀的结构简单,易于拆卸和维修,降低了维护成本。
五、应用领域安全阀广泛应用于各种工业领域,如石油化工、电力、冶金、航空航天等。
它们通常用于蒸汽锅炉、压力容器、管道系统等设备中,以确保设备和操作人员的安全。
六、安全阀的选择和安装在选择安全阀时,需要考虑系统的工作压力、流量要求、介质特性等因素。
安全阀的安装位置应该在系统的高压区域,并且要避免过多的弯曲和阻塞物,以确保安全阀的正常工作。
井下安全阀的培训教程井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置,海上生产设施发生火警,管线破裂等非正常状况时,能够实现井中流体的流动控制,是海上完井生产管柱的重要组成部分。
井下安全阀按其控制方式分分地面控制和井下流体自动控制两类,地面控制分钢丝回收式和油管携带环空安全阀,我们现在经常用的是油管携带安全阀(TRSV)一. 油管携带式井下安全阀的工作原理:1、通过地面控制管线加压液压油通过传压孔到活塞上,推动活塞向下移动,并压缩弹簧,将活瓣打开,如果控制管线保持,安全阀处于打开位置,释放控制管线压力,靠弹簧的张力向上推动活塞上移使安全阀处于关闭状态。
可参见示意图(1-1)2、安全阀的额定工作压力。
按API14A要求,阀心部分功能试压应为工作压力的150℅。
安全阀的类型标志上通常带有L、H字母分别代表常压和高压,一般常压指34.5---41.4MPa(5000-6000psi),高压指60.9MPa(10000psi)或以上,最大工作压力可达103.5MPa。
二.安全阀的施工步骤:1. 起下井下安全阀作业准备及要求、检查工具登上平台以后,向修井监督所要本次修井的管柱图做到心中有数,检查安全阀的扣型及丝扣是否有损坏是否与要求的扣型一致,是否需要变扣,检查本体,SWAGELOCK是否齐全。
本次工作所需要的手工具是否齐全。
认真记录本体号序列号。
(1)滚筒架,吊环,小工具箱(割刀、活动扳手、小扳手(系列),大力钳,内六角扳手,钢丝钳,螺丝刀等),两通阀,井下安全阀接头配件,手压泵、液压油及压力表,接箍若干;(2)井下安全阀;(3)所有设备要求在陆地检验完好。
(4)与修井监督协商井下安全阀配管长度。
2.试压用割刀割一段长35cm的控制管线,一端做好与安全阀相匹配的接头,另一端做好与手压泵相匹配的接头。
将做好的接头分别连在安全阀和手压泵上打压注意瓣阀的开关情况,并记录初开、全开压力,功能试验3次,确认安全阀的工作情况正常以后,手压泵加压5000psi保持10min检查安全阀本体有无渗漏,有无压降。
井下安全阀井下安全阀(以油管携带式安全阀为例)目录一、井下安全阀功能 (2)二、井下安全阀作用原理 (2)三、井下安全阀分类及结构 (2)四、井下安全阀技术参数 (3)五、井下安全阀及其附件的选择、施工准备、安装操作规范及控制压力选择、维护保养要求 (9)六、液压控制管线、液压油的规格及选用 (14)井下安全阀(以油管携带式安全阀为例)一、井下安全阀功能井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置,如海上生产设施发生火警、管线破裂、发生不可抗拒的自然灾害,如地震、冰情、强台风等非正常情况时,能紧急自动关闭,实现井中流体的流动控制,是海上完井管柱极为重要的组成部分。
二、井下安全阀作用原理通过地面加压,液压油通过压力液控管线传至液压孔到活塞,推动活塞向下移动并压缩弹簧、将活瓣活门或阀球打开,如果一直保持液控压力,安全阀处于打开状态,释放液控管线压力,靠弹簧张力向上推动活塞上移,阀板或阀球处于关闭状态。
三、井下安全阀的分类和结构1、井下安全阀的分类(1)钢丝可回收井下安全阀,此种安全阀是采用钢丝下入坐在预先随完井生产管柱下入的安全阀工作筒内,也可以坐在其他工作筒内作二次安全阀。
此种安全阀在生产中很少用。
(2)套管环空安全阀,此种安全阀通常叫油管悬挂器安全阀。
适用于需要同时控制油管和套管环空流动的完井生产管柱。
如:a、气举:除提供气举通道外,还能保证油井环空的流动控制。
b、双油管完井:与其他封隔器配合,实现双油管隔离和生产。
此种安全阀在生产中也很少用。
(3)井下自动控制安全阀:井下自动控制安全阀指安全阀的开关由井内压力、流速变化来控制的,此种安全阀在生产中也很少用到。
(4)油管携带式安全阀:此种井下安全阀在海上油田的生产管柱中是最常用的安全阀,按国际惯例,在海上生产管柱中必须携带此种安全阀,为此就着重概述一下此种安全阀。
油管携带式安全阀与可回收安全阀的最大差别是,安全阀与工作筒制成一体,随管柱一起下入,兼有二次安全阀的功能,即如果安全阀失去作用时,又通过钢丝作业方法,使其处于常开状态,再下入相应尺寸的钢丝可回收安全阀,使其再次工作。
井下安全阀知识培训
主要内容
1.井下安全阀作用
2.井下位置及阀结构
3.动作原理
4.故障案例分析
1.井下安全阀作用
¾正常情况下进行生产井的关停,如正常停产,维修,避台等。
¾紧急情况下生产井的井下关断,如2级及以上级别关停。
¾灾难情况下最后一道阀门关井,如平台倾覆,被撞,地面阀门失效。
¾Scssv:surface controld subsurface safety valve
2.安装位置及结构
¾井下安全阀
2.安装位置及结构
2.安装位置及结
构
2.类型及结构
3.动作原理油腔油量
4.故障案例分析¾阀打不开
-----液压不够30mpa、液压管漏失、井下
压力不平衡太大、
-----解决办法:检查液压管线,手动泵增
加压力,但不超过40mpa。
从油管内
打平衡压3~5mpa。
-----从油管内钢丝下铁棒砸开,风险大。
¾安全阀半开
-----地层能量很大,上冲阀瓣
-----解决办法:停井打平衡压。
关油嘴憋
压3~5mpa,停泵,利用液体回击瞬间
压力打开scssv。
¾关不上
-----比较少见,阀瓣弹簧断裂
5.结束。
井下安全阀的工作原理及技术分析
作者:刘鹏杜峰
来源:《中国石油和化工标准与质量》2013年第12期
【摘要】本文介绍了井下安全阀的工作原理和发展概况,分析了井下安全阀在活塞密封、阀板开关以及自平衡等方面在设计上的独特之处。
重点介绍了井下安全阀的技术改进、结构特征,以供同行的工作人员参考。
【关键词】井下安全阀技术分析原理
在海洋油气井进行生产过程中,为防止井喷,常在生产管柱上连接井下安全阀,当井下流体出现异常,可以通过地面控制装置迅速关闭生产管柱的生产通道,防止井中高压流体涌出地面。
1 井下安全阀的结构和工作原理
1.1 井下安全阀的结构
井下安全阀在结构上分为活塞运动部分、动力弹簧部分、自平衡部分和阀板开关部分。
活塞运动部分主要由活塞和液控管线组成,该部分主要是用来传递地面液压系统的压力,并在液压力的作用下推动中心管;动力弹簧部分主要包括弹簧和中心管,中心管预先压缩弹簧,使弹簧在安装后就有一定的预紧力,当弹簧压缩中心管时,中心管需要继续压缩弹簧,因此动力弹簧部分决定着井下安全阀的开启压力大小,自平衡部分主要由钢球和自平衡本体组成,在阀板上下压力不相等的情况下可轻易实现阀板上下压力平衡的功能,阀板开关部分主要由阀板、橡胶密封件和阀座组成,是井下安全阀的核心,阀板和橡胶密封件与阀座的密封程度决定井下排气阀应对井喷等异常情况的能力大小。
1.2 井下排气阀的工作原理
井下安全阀的开启:井下安全阀随油管下入井中设计深度,其侧面连有液控管线,延伸至地面,与地面的压力自动控制系统进行密封连接,组成一套完整的井下安全阀操作系统。
当油井进行正常生产时,地面的压力控制系统通过液控管线将压力传给井下安全阀的活塞部分,活塞推动中心管,并继续压缩弹簧,随着液控管线内的压力的升高,中心管先推开自平衡机构中的钢球,使阀板上下压力平衡,并最终推开阀板。
地面液控系统保持在设定的压力下,让井下安全阀保持在开启的状态。
井下安全阀的关闭:当井下流体的压力出现异常,则需在地面通过液压系统紧急切断液控管线内压力,在井下安全阀的弹簧的回复力的作用下,安全阀将紧急关闭阀板,使生产管柱的生产通道紧急关闭,从而实现安全阀的防井喷功能。
2 井下安全阀的技术分析
(1)采用平面较宽的阀座和阀板表面,一些安全阀的阀板周围用硬度较小的橡胶进行初始密封,压力较小的时候主要通过橡胶与阀座进行密封,当压力较大时主要依靠阀板与阀座的金属对金属的密封,以此保证阀板即使在含杂质较多的环境中仍可以有效地进行密封,同时也避免其在打开和闭合的过程中因为高压差而造成密封性和稳定性不好的问题。
(2)井下安全阀的阀体接头的连接处采用技术先进的螺纹,这种螺纹具有精确定位、强度高和应力低等优良性能。
而且采用的是双层不同大径的接头,插口部位直接加工成与阀体想配合的结构。
在涂层方面,井下安全阀的中心管和阀座的外表面进行了涂层处理,从而减少了摩擦,延长了使用寿命,该涂层在外界恶劣的环境下不会脱落,因此能够防止化学药品的侵蚀和污垢物的累积,保证井下安全阀的正常开启和关闭。
当井下安全阀需要提高压力时,控制系统的控制气阀需自动打开,卸压阀及时关闭,电磁阀通过电流接通管道,控制系统根据要求输出液压,给电气化比例阀一个设定的控制电流信号,控制它的比例占有量来调节气压驱动泵形成气源的压力值,因为气动增压泵增压的比例很固定,所以气动增压活塞可以往复进行工作,把液体加压输出,直接达到了设定的控制液体压力值。
(3)井下安全阀的侧面小孔采用自平衡的设计,用1个小弹簧推动钢球的结构,钢球的表面需要打磨光滑,且阀座内部的锥形密封面需与钢球的外表面进行金属密封,在井下安全阀的开启过程中,中心管推动钢球的外圆面使钢球脱离阀座内部的锥形密封面,从而打开阀板附近的平衡通道,当阀板上下压力平衡后,中心管便轻易推开阀板。
以前,由于安全阀的活塞直径大,活塞密封件与配合件的摩擦力较大,另一方面有时地层压力在短期聚集,也使阀板上下压力相差很大,导致活塞在使用的过程中无法顺利移动,同时也容易出现密封件磨损而泄压。
安全阀的阀板和阀座采用了最新研究出来的三点式接触,减小了接触表面的冲击力,防止了阀板因为液体的冲击而被损坏,增加了阀板和阀座的接触时间,让我们使用起来更加快捷、高效、省时。
(4)井下安全阀在失效时可以钢丝下入永久开启工具,永久开启工具锁定在井下安全阀内部的台阶内,利用原液控管线进行液压控制,将阀板强制打开,从而恢复生产并延缓修井时间。
(5)压力的控制比较智能,井下安全阀主要是通过气动增压泵和电气比例阀联合控制输出控制油液的压力。
其中电力比例阀这个本身就是一个闭路环状的控制系统,压力控制回路使用的是PID的控制方式,只要依靠PID控制器进行调节,具体的比较详细的PID调节参数可以通过实验进行核定。
3 结语
井下安全阀技术的发展已经经过了很多年,国外公司由于比我们起步早,他们都形成了标准化、产业化和高科技化,从密封方式、控制的操作等等各方面都要比我们先进很多。
而我国还处在比较落后的发展阶段,在这个领域内,我们没有核心的关键的技术,缺乏这方面的高科
技技术团队进行开发研究,我们应该奋勇直追,提高我国的安全阀技术,为我国海洋事业的发展提供技术支持。
参考文献
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作者简介
刘鹏(1982-),男,天津市人,工程师,本科,研究方向:采油工艺设计及井下工具研发。