華參奎

摘要：隨著我國各項資源開發(fā)工作的不斷推進(jìn)，相關(guān)技術(shù)以及裝備也在不斷升級，并開始適應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(guān)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(zhì)環(huán)境時，通常會考慮天然氣藏的地質(zhì)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(yīng)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(fù)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(qiáng)大，它不僅可以應(yīng)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(dǎo)到輸油氣管去，必要時還可以作應(yīng)急裝置來關(guān)門井口，其對于整個油氣資源開發(fā)項目的正常運(yùn)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(jìn)行采氣減壓，可以在一定程度上阻止高壓風(fēng)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(yáng)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(yīng)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(shè)計方案來看，該裝置的設(shè)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(shè)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(jìn)行模擬設(shè)計，從而在原有裝置的基礎(chǔ)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(shè)備支持。

2.1高壓采氣井口裝置的設(shè)計

2.1.1高壓采氣井口裝置設(shè)計中的技術(shù)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(jié)合該裝置的實際功用來選擇合理的技術(shù)，與傳統(tǒng)裝置模型進(jìn)行整合設(shè)計，建立一種新型裝置模型。從該裝置的擬設(shè)計方案中可以看到，其整合應(yīng)用了金屬密封技術(shù)、新型材料結(jié)構(gòu)的非金屬密封技術(shù)、防腐蝕技術(shù)、井口安全防控系統(tǒng)技術(shù)以及氣密封螺紋技術(shù)等。這些技術(shù)與裝置進(jìn)行整合，可以強(qiáng)化裝置的性能，進(jìn)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(shè)計的細(xì)節(jié)分析

在設(shè)計高壓采氣井口裝置的過程中，需要針對復(fù)雜的承壓件利用有限元進(jìn)行科學(xué)分析以及針對井口閘閥等細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計，只有完善裝置設(shè)計中的各項環(huán)節(jié)的研制過程，才能提升整個裝置的設(shè)計質(zhì)量，為資源開發(fā)項目的實際運(yùn)作提供有力的技術(shù)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(jìn)行研究，并要盡量采取科學(xué)合理的材料以及工藝來滿足高壓采氣井口裝置的設(shè)計目標(biāo)，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(jié)技術(shù)，它們提高整個井口的強(qiáng)度和耐腐能力;其次，要針對高壓采氣井口裝置內(nèi)部的復(fù)雜承壓件進(jìn)行拆分設(shè)計，研究其運(yùn)作機(jī)理，要順應(yīng)該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律來改善設(shè)計，在油管掛設(shè)計時采用了金屬密封和夾布橡膠密封雙保險結(jié)構(gòu);最后，設(shè)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(qiáng)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(shè)計除了需要整合密封技術(shù)、防腐技術(shù)以外，還需要適當(dāng)應(yīng)用自動化技術(shù)，以此來提升裝置的安全性。在實際運(yùn)作過程中，天然氣經(jīng)過采氣井口進(jìn)入到輸氣管中，接下來，輸氣管與今昔切斷閥進(jìn)行連接，并且，在井口壓力出現(xiàn)異常的情況下，可以自動關(guān)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(yùn)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(shè)計以后，要針對該裝置進(jìn)行測試。通過井口強(qiáng)度試驗與密封壓力試驗，證明所設(shè)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(jié)構(gòu)，在閥桿螺母上創(chuàng)新設(shè)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(bǔ)型新填料替代傳統(tǒng)的橡膠唇形填料，配合的閥桿外圓進(jìn)行鏡面拋光處理，閥座與閥體座孔采用端面雙密封新結(jié)構(gòu)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(jìn)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(guān)扭矩。由此可見，優(yōu)化設(shè)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(jié)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(shè)計方案中的不利因素，并在優(yōu)化設(shè)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(shè)計高壓采氣井口裝置中的金屬密封裝置、調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)，可以解決高壓采氣井口裝置在以往密封不強(qiáng)的問題，進(jìn)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(guān)的壓力測試，結(jié)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(lǐng)域之中。

參考文獻(xiàn)：

[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(jī)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(shè)計[J].石油礦場機(jī)械，2010，05（05）：109-110.

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