井下安全阀简介.

SC35－120A型井下安全阀
一、简介
SC35－120A型井下安全阀是连接在油管上，下至井口以下一定深度，由地面液压控制的非平衡式安全阀。

通过改变安全阀活塞腔内的压力来控制阀板的开关，以实现油管流道的安全控制。

它是防止井喷和环境污染的有效工具。

该工具主要有活塞、弹簧、阀板、中心管等几部分组成。

二、技术特点
SC35－120A型井下安全阀为碟式安全阀，具有操作简单、开关灵活可靠、密封性好等特点。

适用于海上自喷井和电泵井的安全控制。

已在胜利浅海使用，应用效果较好。

三、技术参数
(1)钢体最大外径φ120mm
(2)最小通径φ59mm
(3)长度2100mm
(4)开启压力14MPa
(5)关闭压力5MPa
(6)额定工作压力 35MPa
(7)两端螺纹2-7/8UPTBG
上接头
液压孔承压套
活塞
中心管
弹簧
弹簧套
阀板座
阀板
下接头。

目录设计思想. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . . .3设计原理. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .3安全问题及警告. . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . . . .4最大关闭失效下入深度. . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . ..6开启程序.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .7保持开启压力的准则. . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. ..8最大保持开启压力 . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... ..8最小保持开启压力. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . (8)推荐的保持开启压力. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . . . ... ..8 TRSV最大控制管线压力. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . . ..9测试程序 . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .... . . . .10安装程序. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... .. . . . .11概述. . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .11隔离总成.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .12 TRSV的安装.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . .12操作及保养 . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . .13保养及修理 . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... .. . . . .. . . . .14新阀及检修过阀的测试. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . .. . . . .14复制不受限制弹簧压缩及阀座插入工具.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . . .15单个弹簧阀的装配工具. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . . .15两个弹簧阀的装配工具. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .. . . . .15拆卸指导. . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . .. . . . .16拆卸指导(单个弹簧的阀). . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .17拆卸指导（双弹簧阀）. . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .20装配指导. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . .23单弹簧阀的装配. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . .24双弹簧阀的装配. .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .. .. . . . .28油管可回收式SCSSV通径指南.. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . .33故障排除 . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . .34确定活塞的位移. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . . .34故障排除表. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . .35将阀锁定在开启状态的程序. . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . . .37在已锁定在开启状态的TRSV内安装钢丝安全阀. . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . (38)装配图(单弹簧阀).. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .... . . . .39装配图(双弹簧阀) . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . . .. . . . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . . .40设计思想哈里伯顿WellStar™油管可回收式安全阀是一种自平衡的瓣阀，它设计用于在井下某个位置实施关井。

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。

泰山学院本科毕业设计石油钻井剪销式安全阀（34Mpa 、6等级）所在学院机械与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学年级二〇一一级（3+2）学生姓名、学号周佳2011170228指导教师姓名、职称季绍琨副教授完成日期二零一三年五月摘要安全阀是保障石油化工设备正常运行的重要组成部分，它的启闭件受外力作用下处于常闭的状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时，它会自动开启，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。

安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，由此对人身安全和设备运行起重要的保护作用。

安全阀在系统中起安全保护作用。

当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。

安全阀结构主要有三大类：剪销式、弹簧式和杠杆式。

弹簧式是指阀瓣与阀座的密封靠弹簧的作用力。

杠杆式是靠杠杆和重锤的作用力。

随着大容量的需要，又有一种脉冲式安全阀，也称为先导式安全阀，由主安全阀和辅助阀组成。

此外，随着使用要求的不同，有封闭式和不封闭式。

关键词：安全阀,剪销,密封,限压,石油钻井IABSTRACTProtection of the safety valve is a safety valve, opening and closing parts of its external force is normally closed by the state, when the device or media pressure inside the tubes increases, exceeds the value of open automatically, through the medium outside the system to prevent disc harge within the medium pressure piping or equipment exceeds the set value. Safety valves are automatic valves, mainly used for boilers, pressure vessels and piping, control pressure does not exceed the value of personal safety and equipment operation play an important protective role.Safety valve in the system play a security role. When the system pressure exceeds the set value, the valve opens, the system part of the gas / fluid into the atmosphere / channels, the system pressure does not exceed the allowable value, thus ensuring the system is not an accident due to excessive pressure. Also known as relief valve, or pressure relief valve, but there are some differences between it and the relief valve. Icon for the safety valve of some typical structure. Figure a safety valve for the piston, the spool is a flat. Air pressure acting on the piston A, when the pressure exceeds the spring force to determine the safety value, the piston A is the top open, part of the compressed air into the atmosphere from the valve port; when the air pressure below the safety value, the spring-driven Pistons down, close the valve port. The valve sealing surface is clean Valve structure has three major categories: shear pin-type, spring and lever type. Spring is the valve seal and valve seat by spring force. Leveraged rely on leverage and weight of the force. With the large capacity needs, but also a pulse-type safety valve, also known as pilot safety valve, safety valve from the main and auxiliary valve. Emissions depends on the safety valve seat diameter and height of the valve opening can also be divided into two types.Key words: pressure limiting valve, shear,pin,seal,oil drillingII目录1 引言----------------------------------------------------------------------------------------------1 1.1 简介-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.2 安全阀的工作原理-------------------------------------------------------------------------2 1.3安全阀的密封防腐性能-------------------------------------------------------------------2 1.4安全阀的优点------------------------------------------------------------------------------21.5安全阀安装前应注意事项-----------------------------------------------------------------22 摇臂设计-----------------------------------------------------------------------------------------3 2.1摇臂材料的选择-------------------------------------------------------------------------------32.2销位置的计算----------------------------------------------------------------------------------33 安全销设计--------------------------------------------------------------------------------------4 3.1安全销所受剪力的原理说明----------------------------------------------------------------4 3.2销的材料的选择-------------------------------------------------------------------------------5 4法兰盘设计----------------------------------------------------------------------------------------5 4.1法兰盘强度计算及材料选择----------------------------------------------------------------6 4.2法兰盘连接螺栓校核-------------------------------------------------------------------------6 5阀杆设计----------------------------------------------------------------------------------------7 6组合密封圈结构设计----------------------------------------------------------------------------8 7箱体结构设计----------------------------------------------------------------------------------9 8安全阀开启压力的调整---------------------------------------------------------------------10 9安全阀常见故障及消除方法--------------------------------------------------------------11 10补充说明--------------------------------------------------------------------------------------12 参考文献----------------- -------------------------------------------------------------------------13 致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------14III1引言随着全球经济的发展,整个世界对于能源的要求与日俱增,供需矛盾也日益突出。

关于井下安全阀的调研报告长孙立刚学号2009630166随着全球经济的发展，整个世界对于能源的要求与日俱增，供需矛盾也日益突出。

世界各国越来越重视环境保护和安全生产，很多国家对油气井的安全生产都有详细的法律规定，强调位于人口稠密地区、重要经济区、海洋和内陆水域的、有自喷及外溢能力的油气井都要安装井下安全阀。

海洋石油开采环境相比陆地石油开采环境恶劣，安全性要求高。

目前，我国海上有自喷能力的油气井都安装有井下安全阀，陆上的一些油田也越来越多地在油气井中使用安全阀。

海洋采油法规规定：在油气开采过程中，凡具有自喷或自溢能力的井都必须安装井下安全阀。

井下安全阀是一种安放于井筒内的连接于油管上设定位置的安全装置,其作用是在井口装置失控时，油气井就能够自动关闭，从而避免严重的人员伤亡、井喷和海洋污染等恶性事故的发生。

井下安全阀有很多种类型，井下安全阀按控制方式分为地面控制和井下控制; 按回收方式分为油管回收式和钢丝回收式, 目前，地面控制油管下入式应用最广泛。

下面以这种类型的井下安全阀的结构说明其工作原理。

如图2.1 所示，工作原理是将井下安全阀连接到油管某一深度，同时连接一条小直径不锈钢控制管线，从阀体连到地面并与自动控制系统连接起来，组成一套井下安全阀系统。

油气井正常生产时，地面控制系统通过泵给安全阀提供液压油并使其自动保持在设定的打开压力下，液压力推动柱塞及中心管移动，同时压缩弹簧，中心管顶开阀板，井下安全阀处于打开状态。

一旦出现紧急情况，地面控制系统可泄掉控制管线内的压力。

这时，中心管和柱塞在弹簧力的作用下回到原位，阀板在扭簧的作用下关闭，封住油管的生产空间，井下安全阀处于关闭状态。

井下安全阀从产生到现在已经历了几十年每个零部件都经历了多次改进、完善, 从而使结构发生了较大的变化。

下面按井下安全阀的主要零部件的完善、发展来说明其技术现状。

a 阀体密封方式1—上接头；2、6、10、14、16、23—密封圈；3—活塞套；4—活塞;5—上密封总成；7—下密封总成；8—中间接头；9—中心管；11—弹簧垫圈；12—弹簧；13—弹簧套；15—阀板座；17—阀板套；18—密封垫；19—销轴；20—扭簧；21—阀板；22—阀板总成套；24—下接头图2.2 井下安全阀结构图早期的井下安全阀采用球阀密封方式，球阀密封的缺点是球阀转动时摩擦力大、可靠性差，更换密封件时球体和球座必须同时更换。

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。