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井口装置闸阀检测装置的研究

更新时间:2009-03-28

井口装置及采油树设备是油气开采的重要设备,由套管头、油管头、采油(气)树、闸阀等部分组成,如图1所示,用来连接套管柱、油管柱,并密封各层套管之间及与油管之间的环形空间,并可控制生产井口的压力和调节油(气)井口流量,也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业[1]

  

图1 采油树及闸阀

1 闸阀检测的重要性

井口装置和采油树的现场使用条件非常苛刻,环境温度变化范围达-60 ℃~50 ℃,同时还可能承受高达138 MPa高压、带腐蚀性流体的侵蚀。井口装置和采油树是封闭井下流体的第一道关口,其安全性、可靠性至关重要[2]

闸阀质量的好坏直接影响到采油树的性能,如闸阀出现本体渗漏、丝扣渗漏、密封盒渗漏、阀座密封不住等等质量问题时,其渗漏的油气会发生火灾事故。另外,突然喷出的高压油气会对在采油树周围工作的员工身体造成气流打击致伤事故,如喷出的油气中含硫化氢的话,危害将成倍增加[3]

渐进式推迟退休年龄的政策虽然能适应环境的发展以及带来安定的社会效果,但是也具有一定程度的保守性,对于决策的修修补补存在一种略带保守的倾向。渐进方式难以在短时间内使得退休年龄有一个极大的转变,难以填补政策未变动之前的空白,但容易因为各方面的博弈而产生量极少的创新性。放眼长远发展方面的利益较少,并且最终目的是达到一种兼顾国家与国民需求的“次优”结果,而并非追求政策效果的“最优化”,存在着各方博弈陷入僵局的风险。退休年龄的渐进方式有一种“走一步看一步”的意味,理论的推出和实践存在着时间差,具有滞后性,难以完全达到理想意义上的政策因时而动,导致相关问题得不到快速而有效的解决。

2 总体方案设计

为了满足API Spec 6A对闸阀检测的要求,本文设计了如图2所示的总体试验方案图,需要进行的试验项目包括阀门开启和操作力矩、室温下的动态试验160次开关循环、最高温度下的动态试验20次开关循环、最低温度下的动态试验20次开关循环,以及阀体和阀座在高/低温下的气压试验、压力/温度循环、阀体和阀座在室温下的气压试验等。

  

图2 总体试验方案图

2.1 联轴器的选择

由于被试件(闸阀)被夹持装置固定,而转矩转速传感器固定在支架上,为了保证转矩转速传感器与被试件(闸阀)的阀杆的安装同心度0.05 mm要求,所以需要增加万向联轴器作为补偿机构,以保证在阀门开关循环中保证对中要求。

综上所述,井口装置闸阀检测装置能够很好的满足API Spec 6A规定的检测试验条件,其实现了“温度循环”、“压力循环”、“阀门开关机械循环”等综合性试验要求,满足标准要求的结构完整性、承压完整性和压力/温度循环等要求。

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联轴器的功能主要是把转矩传感器和液马达的两轴连接起来,并传递转矩。扭矩传感器与传动轴都有比较高的同轴度要求,有的要求达0.05 mm,加之液马达的振动,所以应选择具有补偿性能和缓冲性能的弹性柱销联轴器。HL3弹性柱销联轴器许用相对位移见表1。

 

表1 联轴器参数

  

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图3 液压系统示意图

 

1-油箱、液位计,2-吸油滤情器,3-叶片泵,4-冷却器,5-温度控制器,6-电磁水阀,7-空气滤油器,8-单向阀,9-耐震压力表,10-比例溢流阀,11-减压12-同步马达3电磁。

本文采用液压马达驱动系统作为阀门性能鉴定试验装置的动力机。其试验装置的组成包括液压马达、支架、联轴器、扭矩传感器、万向联轴器、被试件、被试件夹持装置等组成[4]

2.2 液压系统的确定

通过研究,只将被试件放入温度试验箱内,其它的全部机构如加载机构、动力机构、气体增压系统等全部安放在温度试验箱外,避免了被试件以外的设备受温度试验箱内温度的影响。能够满足性能鉴定的各种要求。温度循环、压力循环、机械循环和载荷循环的不同组合还实现了压力/温度循环、带载荷的压力/温度循环等。

3 检测方法和试验程序

【参考文献】

  

图4 阀门鉴定试验的项目和程序流程图

 

Z-初步试验,按PSL1进行;2次阀体静水压强度试验,两端各2次阀座密封试验;A1-160次动态循环,2次扭矩读数;A2-室温下的阀座低压试验;B-20动态循环,2次扭矩读数,1次阀体半开试验,各1次高低压阀座密封试验;C-20动态循环,2次扭矩读数,1次阀体试验,各1次高低压阀座密封试验;D-保压加热,施加(50~100)%额定压力;E-阀体试验,施加(50~100)%额定压力;F-保压降温,施加(50~100)%额定压力;G-阀体试验,施加(50~100)%额定压力;H-保压加热,施加(50~100)%额定压力;I-高压保持,施加额定压力;J-高压保持,施加额定压力;K-阀体高压沉没试验;L-高压密封沉没试验;M-阀体低压沉没试验;N-低压密封沉没试验;O-换向低压密封沉没试验。

4 结论

根据API Spec 6A规范或SY/T 5127-2002标准的要求,在满足性能鉴定试验条件的情况下,按照研究的闸阀、悬挂器性能鉴定程序,只将被试件安装在步入式高低温环境试验箱内,由温度试验箱实现了被试件的温度循环,气体增压系统、高压管线系统实现了气压循环,油泵、油马达系统实现了阀门的开关机械循环,气体收集系统实现了室温下气体泄漏量的检查,低温防爆措施、程序实现了人员和设备的安全防护。数采采集和控制系统自动记录各种数据、曲线及自动控制功能。

区域地下水主要接受降水补给,据统计文山地区相关气象资料,当地降水量约为1 187.8 mm/a。因为区域地表岩溶较为发育,岩溶洼地和落水洞普遍存在,所以降雨入渗系数选用区域最大值0.4,当地的降水补给地下水的量为0.001 3 m/d。

为了使用一套液压系统,把满足要求的液压基本回路及辅助元件有机地组合起来,构成了本试验装置所需的液压系统,见图3。由于油缸的最大工作压力为25 MPa,所以选液压泵的最大工作压力范围为25×(125%~160%)=(31.25~40)MPa,取标准压力系列中的31.5 MPa较好。

画展前言是这样写的:“谭建丞(1898—1995)先生是20世纪中国画领域中艺擅‘四绝’的一位大家。他经历丰富,学识渊博,品德高尚,在诗书画印的天地里默默耕耘了一个世纪,百年历史的沧桑在他的艺术中留下了生命激荡的印迹。他的艺术充满了儒雅的江南气度,更有精思敏悟的文人才华与世少其俦的传统功力所铸成的‘金石味’和‘文人气’。他的作品以功力深厚、雄浑苍老、大气凝重而自成一格,名重当代,饮誉海内外。

试验包括200次动态循环(开启),最大试验温度下的3次温度循环,几个压力试验和保压期。以下是闸阀进行鉴定试验的项目和典型程序。规定的动态循环、温度循环、压力循环的顺序和项目如图4所示。

[1]叶家康,竺柏康,文建军,等. 沿海油库中闸阀的内渗漏检测和处置措施[J].中国水运(下半月),2017,17(08):149-150

[2]朱祥军,张祥来,张志东. 采油树阀门的超声相控阵检测[J].无损检测,2017,39(01):5-9,74

建筑工程项目是由多个复杂的环节构成的,容易出现一些不规范的现象。比如公司的流动资金去向不明,报账与实际花销不符,项目工程在结算方面容易被忽视,各个部门联系不够密切而导致财务数据滞后,等等[2]。

[3]刘高菲. 采气井口装置在役内壁质量检测研究[D].西南石油大学,2015

[4]张颖. 阀门气体内漏的声学特性及量化检测技术研究[D].大庆石油学院,2007

 
艾买江·吐来克,徐攀,杜锋辉,袁堃棚,吴治君
《内江科技》 2018年第04期
《内江科技》2018年第04期文献

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