我国气田井口一般设立于比较偏远的地区, 因此存在着交通不便利、维护困难等相关问题。为了确保开发井可以顺利完成生产作业,
一般需要在井口位置安装紧急切断阀, 从而对可能出现的管线泄露等问题进行有效的制止, 降低风险事故带来的损失。
1 我国气田现状
当前国内的气田大多位于偏远地区, 区域地理环境比较恶劣且多为土壤贫瘠地区, 整体地势特征呈现为西北方向较高, 而东南处地势较低, 海拔较高,
当地居民十分稀少。受到该地区特殊的地理环境影响, 工程内的井位呈现为分散式设置, 通井路地表湿陷, 容易受到极端天气的影响而阻碍正常通行。另外,
因为工作人员值岗的集气站和井口之间有着较长一段的距离, 因此维护工作很难有效的进行。为了改善这一状况, 人们开始在井口使用切断阀,
以此保证气田作业的安全、方便和快捷。
2 井口紧急切断阀概述
2.1 紧急切断阀介绍
对于天然气井口而言, 紧急切断阀可以起到有效的安全保护作用。一旦井口压力高于设定值, 则阀门就会立即关闭,
避免相关设备由于承载压力过大而遭受严重的破坏。如果井口压力没有达到设定值, 则很有可能是由于设备已经遭受到破坏而停止运行, 此时阀门同样会关闭,
保护天然气不被泄露出去。井口紧急切断阀最重要的组成部分就是阀门和相应的配套设施, 现阶段, 在气田中比较常用的为自力式切断阀,
根据驱动源的不同可以分为以下几种, 包括:液压蓄能式、弹簧式等。
2.2 紧急切断阀类型
2.2.1 液压蓄能式紧急切断阀
2.2.1. 1 基本构成
该类型的切断阀一般包括以下几个组成部分, 分别为:执行机构、反向闸阀、液压泵等。在实际应用过程中,
一般会通过压力先导阀来了解管道内的压力大小, 如果发现压力值高于或者没有达到设定值, 就会开始运作。
2.2.1. 2 优缺点
液压蓄能式切断阀具有很多显著的优点, 如具有良好的可靠性, 易于操作等。该切断阀因为其科学的设计和合理的选材,
使得其各个组成部件的强度、灵活性都可以达到较高的标准, 且具有较长的使用期限。同时该切断阀采取模块化的设计方式,
易于进行阀门替换和后期维护。其阀杆处经过系统化的测量, 有效的保障了在出现故障问题后可以进行顺利的操作。无论出现何种情况,
切断阀都会执行紧急关断。但是该切断阀目前还无法达到API6FA/607的相关标准和要求, 还需要进行更加深入的研发。
2.2.2 弹簧蓄能式紧急切断阀
2.2.2. 1 基本情况分析
该切断阀属于安全阻拦装置, 其关闭动力主要来源于在进行上一次人工操作时所积累的力量,
所以在安装和应用时不需要借助电源和其他能量的支持。一旦管线压力发生异常, 切断阀会马上进行截断,
执行完该操作后就无法实现自动复位。必须将管线中出现的故障问题全部排除后, 控制开关会收到管线恢复的指示,
这时可以利用人工操作将切断阀开启。切断阀的开关处一般会设置有两个弹簧组和传感器,
以便于可以按照压力信号的指示对切断阀进行有效的控制。当其中一侧的压力信号高于规定值, 则切断阀就会立即启动。
2.2.2. 2 优缺点
弹簧式切断阀在我国的应用范围也比较广泛, 其自身价格比较低廉, 而且在进行后期维护时的任务量很少,
可以在一定程度上降低维护成本。但是该切断阀也存在着一定的缺点, 就是无法达到API 6A的相关标准。
3 紧急切断阀在气田中的实际应用
3.1 阀门选型
在对切断阀的阀门进行选取时, 一般会应用反向闸阀, 且其两侧可以达到双向密封效果, 阀腔内能够按照实际情况完成自动泄压,
同时设立相应的排污口, 在阀门关闭的状态下可以顺利的进行排污。
在实际运行时, 在阀杆开始上升时, 阀门会马上进行关闭;相反如果阀杆下降, 则阀门就会开启, 从而实现对井口介质的有效排除, 同一般闸阀而言,
其使用期限可以得到有效的提升。正常情况下, 常规闸阀在进行关闭时, 其阀杆会不断下降, 井口杂质很容易阻隔在阀板与阀体当中,
容易引发泄漏问题。而反向闸板阀在该处设置了具有一定容纳性的腔体, 从而有效的避免出现杂质卡住的问题。另外, 该阀门还设置了安全关断等一系列功能,
也就是可以将介质压力转移到阀板上, 促使阀板上升, 此时阀门就会进行关闭。
针对阀门的密封结构进行分析, 其主要通过软性、硬性和油脂等三种密封方式联合进行, 具有良好的可靠性。另外, 其表层经过硬质合金的有效处理,
可以成功的抵抗各种介质的侵蚀。
3.2 执行机构
一般在压力出现异常时, 执行机构就会开始运作, 阀门会在短时间内进行截断,
从而有效的避免管线内出现安全事故。执行机构的功能主要包括:超压、欠压的有效保护, 手动复位等。为了在气田管理中发挥出更大的效用,
执行机构还可以进行远程控制。执行机构一般属于单项操作型, 在进行关闭操作时需要依靠弹簧复位来实现具体的工作内容。在遇到恶劣作业环境时, 需要立即将阀门关闭,
从而起到安全保护的作用。另外, 在执行机构中远程控制和保护功能不会出现彼此干扰, 且保持良好的独立性。
按照切断阀的蓄能方式进行区分, 可以将其执行机构分为以下几种:液压、电液、弹簧蓄能式等。
4 结束语
随着人们对于天然气资源的需求量增大, 气田管理区域的不断增多, 对气田实行数字化管理建设成为当前的主要发展趋势,
而且在新的安全生产法和环境保护法的实行条件下, 对于紧急切断阀的要求也越来越高。所以不断加强对紧急安全气阀的应用与完善,
利用集气站站控系统、气田生产数字化管理平台对气井实施生产动态分析和远程开关井操作, 解决紧急状态下关井和大规模关井的问题,
为建设数字化现代大气田奠定坚实的技术基础。
