淺析高壓采氣井口裝置研制

華參奎

摘要：隨著我國各項資源開發(fā)工作的不斷推進，相關技術以及裝備也在不斷升級，并開始適應了現(xiàn)代化的工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。在油田的開發(fā)項目中，由于鉆采井過程中的氣體流量較大壓力高，易造成采氣井口裝置被沖蝕，給外圍環(huán)境埋下安全隱患。因此，需要針對高壓采氣井口裝置進行特殊研制。高壓采氣井口裝置是一種在特殊工況下使用的裝備，在油氣資源的開發(fā)項目中較為常見。本文就高壓采氣井口裝置做以論述，并進一步剖析該裝置的研制過程以及系統(tǒng)監(jiān)控流程，以期為科研與實踐提供有益的借鑒。

關鍵詞：高壓采氣;井口裝置;研制

前言

從以往的經(jīng)驗來看，天然氣資源開發(fā)項目的執(zhí)行者在勘測待開發(fā)地質環(huán)境時，通常會考慮天然氣藏的地質特點以及儲層特性等因素，以期能夠安全、高效地完成資源開發(fā)項目。在整個天然氣資源開發(fā)過程中，高壓采氣口裝置的應用僅僅是其中的一個環(huán)節(jié)，但在現(xiàn)實中，該裝置的受力情況極為復雜，所以，在研制高壓采氣井口裝置的過程中，要格外注重其安全性與可靠性。

1.淺析高壓采氣井口裝置的功用

從油田開發(fā)項目的實踐中可以清楚的看到，高壓采氣井口裝置的功用十分強大，它不僅可以應對高壓氣流的突然侵襲，而且，該裝置作為控制井口壓力和調(diào)節(jié)油氣產(chǎn)量，并把油氣誘導到輸油氣管去，必要時還可以作應急裝置來關門井口，其對于整個油氣資源開發(fā)項目的正常運作是非常重要的也具備一定的保障作用，如可以利用鉆油管和井眼間的空間來進行采氣減壓，可以在一定程度上阻止高壓風險事故的發(fā)生[1]。從現(xiàn)實的角度來看，研究高壓采氣井口裝置的功能以及在整個資源開發(fā)項目中的能效，有利于更好的研究該裝置的優(yōu)化策略，從而揚長避短，將裝置的效能更好的發(fā)揮出來。

2.高壓采氣井口裝置的研制

通過了解高壓采氣井口裝置在實踐過程中的應用能效，探究優(yōu)化該裝置功用及其安全性的研制策略，同時，也為了滿足油田開發(fā)過程中的高壓采氣需要。從很多國內(nèi)外現(xiàn)有的高壓采氣井口裝置的設計方案來看，該裝置的設計優(yōu)勢在不同的廠家產(chǎn)品中都有所體現(xiàn)，為了能夠集合這些裝置設計中的優(yōu)秀元素，則利用數(shù)值模擬分析策略對該裝置進行模擬設計，從而在原有裝置的基礎上優(yōu)化該裝置的研制方案，為油田開發(fā)實踐工作提供更為有力的設備支持。

2.1高壓采氣井口裝置的設計

2.1.1高壓采氣井口裝置設計中的技術含量分析

為了更好的滿足高壓采氣井口裝置的實踐要求，結合該裝置的實際功用來選擇合理的技術，與傳統(tǒng)裝置模型進行整合設計，建立一種新型裝置模型。從該裝置的擬設計方案中可以看到，其整合應用了金屬密封技術、新型材料結構的非金屬密封技術、防腐蝕技術、井口安全防控系統(tǒng)技術以及氣密封螺紋技術等。這些技術與裝置進行整合，可以強化裝置的性能，進而提升該裝置的安全性和穩(wěn)定性。

2.1.2高壓采氣井口裝置設計的細節(jié)分析

在設計高壓采氣井口裝置的過程中，需要針對復雜的承壓件利用有限元進行科學分析以及針對井口閘閥等細節(jié)進行設計，只有完善裝置設計中的各項環(huán)節(jié)的研制過程，才能提升整個裝置的設計質量，為資源開發(fā)項目的實際運作提供有力的技術支撐。在該裝置的研制過程中可以發(fā)現(xiàn)，首先，需要針對裝置的防腐蝕性特點進行研究，并要盡量采取科學合理的材料以及工藝來滿足高壓采氣井口裝置的設計目標，如連接部分的墊環(huán)采用316材料，本體采用AISI4130材料鍛件，閥桿使用PH17-4材料，閥板和閥座采用新工藝高音速噴涂新材料碳化鎢替代傳統(tǒng)的NI60粉燒結技術，它們提高整個井口的強度和耐腐能力;其次，要針對高壓采氣井口裝置內(nèi)部的復雜承壓件進行拆分設計，研究其運作機理，要順應該裝置的運轉規(guī)律來改善設計，在油管掛設計時采用了金屬密封和夾布橡膠密封雙保險結構;最后，設計好的高壓采氣井口裝置要能夠通過氣密封高低壓壓力測試或高強度壓力測試的考驗[2]。

2.2通過高壓試驗來檢驗高壓采氣井口裝置的安全性

高壓采氣井口裝置的設計除了需要整合密封技術、防腐技術以外，還需要適當應用自動化技術，以此來提升裝置的安全性。在實際運作過程中，天然氣經(jīng)過采氣井口進入到輸氣管中，接下來，輸氣管與今昔切斷閥進行連接，并且，在井口壓力出現(xiàn)異常的情況下，可以自動關閉井口，，向外部輸送天然氣的工作停下來，這樣，便保障了整個系統(tǒng)運作的安全性。同時通過井口上節(jié)流閥來控制氣的流量，節(jié)流閥座和閥針都采用耐沖蝕合金材料制成確?？煽磕陀?。在完成了整個裝置的優(yōu)化設計以后，要針對該裝置進行測試。通過井口強度試驗與密封壓力試驗，證明所設計的井口裝置滿足了高壓采氣的要求[3]。通過研究高壓采氣閘閥的密封結構，在閥桿螺母上創(chuàng)新設計了背壓金屬密封，減小了直接作用在閥桿密封圈上的壓力，同時閥桿填料采用帶彈簧自補型新填料替代傳統(tǒng)的橡膠唇形填料，配合的閥桿外圓進行鏡面拋光處理，閥座與閥體座孔采用端面雙密封新結構替代外圓橡膠密封，閥體配閥座孔底部研磨處理，這樣非金屬密封件磨損大幅度減小，進而提高了密封圈使用壽命與密封性能，它們耐壓更高壽命更長性能更可靠。同時減小了閥門的開關扭矩。由此可見，優(yōu)化設計后的高壓采氣井口裝置具備一定的安全性與穩(wěn)定性。

3.結束語

在油田天然氣開發(fā)項目的執(zhí)行過程中，高壓采氣井口裝置的功用極為重要，通過分析其在實踐中的能效，找出其劣勢，以便于剔除該裝置設計方案中的不利因素，并在優(yōu)化設計方案中極力提升高壓采氣井口裝置研制的安全性與穩(wěn)定性。實踐表明，通過創(chuàng)新設計高壓采氣井口裝置中的金屬密封裝置、調(diào)整裝置的結構，可以解決高壓采氣井口裝置在以往密封不強的問題，進而提高裝置使用的安全性，且高壓采氣井口裝置的擬建模型通過了相關的壓力測試，結果優(yōu)良，因此，可以將新研制的高壓采氣井口裝置投入到實踐領域之中。

參考文獻：

[1]陳鵬，劉繪新，王春生，章景城，張志，張勇.鉆油管鉆完井條件下采氣井口裝置沖蝕及優(yōu)化[J].石油礦場機械，2014，02（02）：58-60.

[2]楊小平，張建成，尤蔚，劉艷澤.采氣井口裝置自動化氣密封試驗臺的設計[J].石油礦場機械，2010，05（05）：109-110.

[3]劉小衛(wèi)，朱舟.105MPa抗硫井口裝置研制與應用[J].石油礦場機械，2012，09（09）：57-59.