關(guān)于氣田井口緊急切斷閥的探討

我國氣田井口一般設(shè)立于比較偏遠(yuǎn)的地區(qū), 因此存在著交通不便利、維護(hù)困難等相關(guān)問題。為了確保開發(fā)井可以順利完成生產(chǎn)作業(yè), 一般需要在井口位置安裝緊急切斷閥, 從而對可能出現(xiàn)的管線泄露等問題進(jìn)行有效的制止, 降低風(fēng)險(xiǎn)事故帶來的損失。

1 我國氣田現(xiàn)狀

當(dāng)前國內(nèi)的氣田大多位于偏遠(yuǎn)地區(qū), 區(qū)域地理環(huán)境比較惡劣且多為土壤貧瘠地區(qū), 整體地勢特征呈現(xiàn)為西北方向較高, 而東南處地勢較低, 海拔較高, 當(dāng)?shù)鼐用袷窒∩?。受到該地區(qū)特殊的地理環(huán)境影響, 工程內(nèi)的井位呈現(xiàn)為分散式設(shè)置, 通井路地表濕陷, 容易受到極端天氣的影響而阻礙正常通行。另外, 因?yàn)楣ぷ魅藛T值崗的集氣站和井口之間有著較長一段的距離, 因此維護(hù)工作很難有效的進(jìn)行。為了改善這一狀況, 人們開始在井口使用切斷閥, 以此保證氣田作業(yè)的安全、方便和快捷。

2 井口緊急切斷閥概述

2.1 緊急切斷閥介紹

對于天然氣井口而言, 緊急切斷閥可以起到有效的安全保護(hù)作用。一旦井口壓力高于設(shè)定值, 則閥門就會立即關(guān)閉, 避免相關(guān)設(shè)備由于承載壓力過大而遭受嚴(yán)重的破壞。如果井口壓力沒有達(dá)到設(shè)定值, 則很有可能是由于設(shè)備已經(jīng)遭受到破壞而停止運(yùn)行, 此時(shí)閥門同樣會關(guān)閉, 保護(hù)天然氣不被泄露出去。井口緊急切斷閥最重要的組成部分就是閥門和相應(yīng)的配套設(shè)施, 現(xiàn)階段, 在氣田中比較常用的為自力式切斷閥, 根據(jù)驅(qū)動源的不同可以分為以下幾種, 包括:液壓蓄能式、彈簧式等。

2.2 緊急切斷閥類型

2.2.1 液壓蓄能式緊急切斷閥

2.2.1. 1 基本構(gòu)成

該類型的切斷閥一般包括以下幾個(gè)組成部分, 分別為:執(zhí)行機(jī)構(gòu)、反向閘閥、液壓泵等。在實(shí)際應(yīng)用過程中, 一般會通過壓力先導(dǎo)閥來了解管道內(nèi)的壓力大小, 如果發(fā)現(xiàn)壓力值高于或者沒有達(dá)到設(shè)定值, 就會開始運(yùn)作。

2.2.1. 2 優(yōu)缺點(diǎn)

液壓蓄能式切斷閥具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn), 如具有良好的可靠性, 易于操作等。該切斷閥因?yàn)槠淇茖W(xué)的設(shè)計(jì)和合理的選材, 使得其各個(gè)組成部件的強(qiáng)度、靈活性都可以達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn), 且具有較長的使用期限。同時(shí)該切斷閥采取模塊化的設(shè)計(jì)方式, 易于進(jìn)行閥門替換和后期維護(hù)。其閥桿處經(jīng)過系統(tǒng)化的測量, 有效的保障了在出現(xiàn)故障問題后可以進(jìn)行順利的操作。無論出現(xiàn)何種情況, 切斷閥都會執(zhí)行緊急關(guān)斷。但是該切斷閥目前還無法達(dá)到API6FA/607的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求, 還需要進(jìn)行更加深入的研發(fā)。

2.2.2 彈簧蓄能式緊急切斷閥

2.2.2. 1 基本情況分析

該切斷閥屬于安全阻攔裝置, 其關(guān)閉動力主要來源于在進(jìn)行上一次人工操作時(shí)所積累的力量, 所以在安裝和應(yīng)用時(shí)不需要借助電源和其他能量的支持。一旦管線壓力發(fā)生異常, 切斷閥會馬上進(jìn)行截?cái)? 執(zhí)行完該操作后就無法實(shí)現(xiàn)自動復(fù)位。必須將管線中出現(xiàn)的故障問題全部排除后, 控制開關(guān)會收到管線恢復(fù)的指示, 這時(shí)可以利用人工操作將切斷閥開啟。切斷閥的開關(guān)處一般會設(shè)置有兩個(gè)彈簧組和傳感器, 以便于可以按照壓力信號的指示對切斷閥進(jìn)行有效的控制。當(dāng)其中一側(cè)的壓力信號高于規(guī)定值, 則切斷閥就會立即啟動。

2.2.2. 2 優(yōu)缺點(diǎn)

彈簧式切斷閥在我國的應(yīng)用范圍也比較廣泛, 其自身價(jià)格比較低廉, 而且在進(jìn)行后期維護(hù)時(shí)的任務(wù)量很少, 可以在一定程度上降低維護(hù)成本。但是該切斷閥也存在著一定的缺點(diǎn), 就是無法達(dá)到API 6A的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 緊急切斷閥在氣田中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 閥門選型

在對切斷閥的閥門進(jìn)行選取時(shí), 一般會應(yīng)用反向閘閥, 且其兩側(cè)可以達(dá)到雙向密封效果, 閥腔內(nèi)能夠按照實(shí)際情況完成自動泄壓, 同時(shí)設(shè)立相應(yīng)的排污口, 在閥門關(guān)閉的狀態(tài)下可以順利的進(jìn)行排污。

在實(shí)際運(yùn)行時(shí), 在閥桿開始上升時(shí), 閥門會馬上進(jìn)行關(guān)閉;相反如果閥桿下降, 則閥門就會開啟, 從而實(shí)現(xiàn)對井口介質(zhì)的有效排除, 同一般閘閥而言, 其使用期限可以得到有效的提升。正常情況下, 常規(guī)閘閥在進(jìn)行關(guān)閉時(shí), 其閥桿會不斷下降, 井口雜質(zhì)很容易阻隔在閥板與閥體當(dāng)中, 容易引發(fā)泄漏問題。而反向閘板閥在該處設(shè)置了具有一定容納性的腔體, 從而有效的避免出現(xiàn)雜質(zhì)卡住的問題。另外, 該閥門還設(shè)置了安全關(guān)斷等一系列功能, 也就是可以將介質(zhì)壓力轉(zhuǎn)移到閥板上, 促使閥板上升, 此時(shí)閥門就會進(jìn)行關(guān)閉。

針對閥門的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析, 其主要通過軟性、硬性和油脂等三種密封方式聯(lián)合進(jìn)行, 具有良好的可靠性。另外, 其表層經(jīng)過硬質(zhì)合金的有效處理, 可以成功的抵抗各種介質(zhì)的侵蝕。

3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

一般在壓力出現(xiàn)異常時(shí), 執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會開始運(yùn)作, 閥門會在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行截?cái)? 從而有效的避免管線內(nèi)出現(xiàn)安全事故。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能主要包括:超壓、欠壓的有效保護(hù), 手動復(fù)位等。為了在氣田管理中發(fā)揮出更大的效用, 執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般屬于單項(xiàng)操作型, 在進(jìn)行關(guān)閉操作時(shí)需要依靠彈簧復(fù)位來實(shí)現(xiàn)具體的工作內(nèi)容。在遇到惡劣作業(yè)環(huán)境時(shí), 需要立即將閥門關(guān)閉, 從而起到安全保護(hù)的作用。另外, 在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中遠(yuǎn)程控制和保護(hù)功能不會出現(xiàn)彼此干擾, 且保持良好的獨(dú)立性。

按照切斷閥的蓄能方式進(jìn)行區(qū)分, 可以將其執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為以下幾種:液壓、電液、彈簧蓄能式等。

4 結(jié)束語

隨著人們對于天然氣資源的需求量增大, 氣田管理區(qū)域的不斷增多, 對氣田實(shí)行數(shù)字化管理建設(shè)成為當(dāng)前的主要發(fā)展趨勢, 而且在新的安全生產(chǎn)法和環(huán)境保護(hù)法的實(shí)行條件下, 對于緊急切斷閥的要求也越來越高。所以不斷加強(qiáng)對緊急安全氣閥的應(yīng)用與完善, 利用集氣站站控系統(tǒng)、氣田生產(chǎn)數(shù)字化管理平臺對氣井實(shí)施生產(chǎn)動態(tài)分析和遠(yuǎn)程開關(guān)井操作, 解決緊急狀態(tài)下關(guān)井和大規(guī)模關(guān)井的問題, 為建設(shè)數(shù)字化現(xiàn)代大氣田奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。