CIT-009 井下安全阀介绍-Chinese
安全阀基本知识讲义(10.09)37页word
安全阀培训讲义之一安全阀基本知识黄光禹编2010年9月目录1 安全阀的用途和作用原理2 对安全阀的要求2.1 对安全阀的基本要求2.2 有关安全阀性能的术语2.3 安全阀的主要性能指标3 安全阀的种类及其特点3.1 按作用原理分类3.2 按动作特性分类3.3 按开启高度分类3.4 按有无背压平衡机构分类3.5 按出口侧是否密封分类4 安全阀的主要结构型式5 安全阀的选用5.1 安全阀型号编制方法5.2 如何选择安全阀类型5.3 如何确定安全阀的流道直径和公称通径5.4 选用安全阀所需的数据6 安全阀的安装和试验要求6.1 安全阀的安装要求6.2 安全阀的试验要求1安全阀的用途和作用原理安全阀是锅炉、压力容器和其他受压设备的保护装置，用来防止受压设备中的压力超过设计允许值，从而保护设备及其运行人员的安全。
由于安全阀可以不依赖任何外部能源而动作，所以常常作为受压设备的最后一道保护装置。
从这个意义上说，它的作用是不能用其他保护装置来代替的。
当受压设备中介质的压力由于某种原因而异常升高，达到预先的设定值时，安全阀自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高；当介质压力由于安全阀的排放而降低，达到另一预定值时，阀门又自动关闭，阻止介质继续排出。
当介质压力处于正常工作压力时，阀门保持关闭和密封状态。
以下分别以弹簧直接载荷式安全阀和先导式安全阀为例，进一步说明安全阀的作用原理。
图1-1是弹簧直接载荷式安全阀的示意图。
当被保护设备中（即安全阀进口处）介质处于正常工作压力时，弹簧载荷大于介质静压力对阀瓣的作用力，使阀门处于关闭状态。
上述两个作用力的差值产生使阀瓣和阀座（统称为关闭件）密封面间相互压紧的力（即密封力）。
只要这个密封力足够大（相对于由密封面及介质状况决定的必需密封力而言），就能阻止介质泄出，使阀门达到必要的密封性。
如果介质压力升高，超过正常工作压力时，密封力就随之减小。
小到一定程度时，介质开始泄出（称为“前泄”）。
井下安全阀
注意：在工程技术资料手册中所给出的关闭压力是校验安全阀设备所得出 的实际最小值。依据关闭压力来计算安全阀的安放深度，控制线内流体的压 力梯度（对于液压油来说一般取 0.35 psi/ft），阀门安放的深度系数取 1.15~1.25。
安全阀开启压力计算
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保持打开压力的几个指标 最大保持打开压力 A) 油管压力在0和4000 Psi (27.58Mpa)之间 最大控制管线压力 = 安全阀额定工作压力 + 油管压力 B) 油管压力高于4000 Psi (27.58Mpa) 最大控制管线压力 = 安全阀额定工作压力 + 4000 Psi (27.58Mpa) 例如10K的NE安全阀的就是最大允许14000psi（但不推荐长期高于10000psi） 最小保持打开压力 控制管线压力=油管压力+打开压力 推荐的保持打开压力（长期开井生产期间使用） 推荐的控制管线压力=油管压力+打开压力+500 Psi (3.45Mpa) 开阀现象：在安全阀阀瓣上下无油压压差的前提下，手压泵地面打压至：井口油 压+ 打开压力，会观察到10下左右的平台期（打压压力不再长），继续打压压力 上涨，可判断阀已经打开。 • 备注：避免长时间采用最大控制管线压力保持安全阀开启！
四、井下安全阀配套接头介绍
区域名称
规 格 7/16" 1/4"
型 号 HIF NPT SwageLok AutoClave HIF AutoClave HIF AutoClave
压力等级 50000Psi 10000Psi 10000Psi 20000Psi 50000Psi 20000Psi 50000Psi 20000Psi
井下安全阀简介解读
•4 test stands达到四种测试标准
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Deep Well Simulator 深井模拟装置
•Simulates High Temperature & Pressure
Tubing Retrievable Sub-Surface Safety Valves 油管携带可回收式井下安全阀
Gary Stephenson
SSSV Global Technical Advisor(井下安全阀全球技术顾问)
20/04/2006 “Confidential - For Internal Use Only. © 2005 Halliburton. All Rights Reserved.”
•Test pressures to 15,000 psi测试压力达到15000psi
•Capable of flow testing with water at temperatures from ambient to 195°F压力测试时温度从环境温度到华氏 195°可调 •Up to 30,000 psi below grade gas test cell高达30， 000psi的气体测试装置 •Remotely actuated pneumatic controls远程气压控制
Storm Choke Valves阻流阀
Depth Star
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井下地面安全阀管理规定及操作规程
井下地面安全阀管理规定及操作规程一、日常管理规定：井下、地面安全阀是预防高压油气井发生事故时，控制事故进一步扩大的一套安全装置，地面安全阀装在采气树1#主阀上部（即2#主通径阀门上），井下安全阀装在距井口100m左右的井内油管管串上。
（井下安全阀开启压力为51 MPa-52 MPa，地面安全阀开启为10 MPa-15 MPa）。
1、每日对井下/地面安全阀控制柜，压力进行检查；2、对井下地面安全阀压力表行红线表示，（日常井下安全阀压力不得低于50 MPa，地面安全阀压力不得低于10.5 MPa）当压力低时及时补压；3、每日巡检时，注意对井下地面安全阀的地面液压管线各连接部位进行检查，如发现有渗漏现象及时整改，以免渗漏严重压力下降、导致井下/地面安全阀关闭；4、定期对控制柜内进行维护保养；5、定期检查液压油，不够及时添加；二、维护和保养：1、操作、维护保养应详细阅读使用说明书，了解各零部件功能和控制原理；2、井下、地面安全阀控制柜使用的液压油应根据厂家的要求来使用，更换补充液压油时应型号相同，否则会使操作的灵敏度降低和读取压力值不准。
三、操作规程：1、开井开井前应将井口的各阀门、压力表、截止阀检查一遍，开关位置符合要求，各压力表记录相关数据，控制柜上各阀应全部处于关闭状态。
在此之前对控制柜在额定工作压力情况下进行压力检测，管线、接头各处应无渗漏。
2、开地面安全阀将“切换阀”手柄指向地面安全阀，地面安全阀开关手柄指向“开”，用手动泵打压至15MPa，当井口无压力时，一般泵压至4 MPa，就可以打开地面安全阀：当井口有压力时，一般泵压至18MPa，就可以打开地面安全阀保证和维持地面安全阀全开的泵压为10 MPa-15 MPa：一般不要低于10.5 MPa，这时储能器才能起作用，它可以补偿温度和微渗漏的影响，泵压最高不要超过25 MPa，这时可取下地面安全阀的锁紧帽。
地面安全阀全开时，液压缸的指示杆的伸出长度19mm左右，全关时110mm左右。
安全阀知识介绍
安全阀知识介绍1、安全阀的基本知识（1）阀门：安装在压力容器、受压设备及连接管道上，用以控制介质流向的、具有可动机构的机械产品的总称。
（2）阀门的公称通经：是指阀门与管道及所有其他附件连接处管道的名义直径，单位是毫米（用DN表示）。
（3）安全阀：是一种自动阀门，能不借助任何外力而只利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。
当压力恢复正常后，在自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。
（4）工作压力P：阀门在使用介质温度下的压力。
（5）工作温度T：阀门在使用介质下的温度。
（6）整定压力Ps: 安全阀在运行条件下开始开启的预定压力。
在该压力下，开启阀瓣的力与使阀瓣保持在阀座的力平衡。
（7）回座压力Pr: 指安全阀达到排放状态后，介质压力下跌至一定值，阀瓣重新与阀座接触，亦即开启高度变为零时，阀门进口处的静压力。
（8）启闭压差△Pbl：安全阀整定压力与回座压力之差，通常用整定压力的百分数来表示，只有当整定压力很低时，才用Mpa表示。
（9）排放压力Pb: 整定压力加上超过压力（超过压力指超过安全阀整定压力所增加的压力，通常用整定压力的百分数来表示）。
（10）开启高度h: 阀瓣离开关闭位置的实际升程。
（11）流道面积A：指阀进口端到关闭件密封面间流道的最小截面积，用来计算无任何阻力影响时的理论排量。
对应于流道面积A的流道直径为do（喉径）。
（12）排量系数Kd：阀门实际排量与理论排量的比值。
（14）密封试验压力Pt: 进行密封试验时规定的压力，在此压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率。
一般取整定压力的90%作为密封试验压力。
（15）出厂试验；出厂前对产品所进行的壳体强度、密封性、开启压力的试验。
2、安全阀基本结构（1）阀体。
（2）阀座。
（3）阀瓣。
（4）调节圈。
（5）弹簧。
（6）阀杆。
（7）阀盖。
（8）阀帽。
3、安全阀的分类（1）按使用介质分：a:蒸汽用安全阀。
b:空气及其它气体用安全阀。
井下安全阀-使用说明书
目录设计思想. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . . .3设计原理. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .3安全问题及警告. . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . . . .4最大关闭失效下入深度. . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . ..6开启程序.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .7保持开启压力的准则. . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. ..8最大保持开启压力 . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... ..8最小保持开启压力. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . (8)推荐的保持开启压力. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . . . ... ..8 TRSV最大控制管线压力. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . . ..9测试程序 . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .... . . . .10安装程序. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... .. . . . .11概述. . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .11隔离总成.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .12 TRSV的安装.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . .12操作及保养 . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . .13保养及修理 . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... .. . . . .. . . . .14新阀及检修过阀的测试. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . .. . . . .14复制不受限制弹簧压缩及阀座插入工具.. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . . .15单个弹簧阀的装配工具. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. .. . . . .15两个弹簧阀的装配工具. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .. . . . .15拆卸指导. . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . .. . . . .16拆卸指导(单个弹簧的阀). . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .17拆卸指导（双弹簧阀）. . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .20装配指导. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . .23单弹簧阀的装配. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . .24双弹簧阀的装配. .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . .. .. . . . .28油管可回收式SCSSV通径指南.. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . .33故障排除 . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . .34确定活塞的位移. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . . .34故障排除表. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . .35将阀锁定在开启状态的程序. . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . ... . . . .37在已锁定在开启状态的TRSV内安装钢丝安全阀. . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . (38)装配图(单弹簧阀).. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .... . . . .39装配图(双弹簧阀) . .. . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .. . . .. . . . . .. . . . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . . .40设计思想哈里伯顿WellStar™油管可回收式安全阀是一种自平衡的瓣阀，它设计用于在井下某个位置实施关井。
井下安全阀的工作原理及技术分析
井下安全阀的工作原理及技术分析【摘要】本文介绍了井下安全阀的工作原理和发展概况，分析了井下安全阀在活塞密封、阀板开关以及自平衡等方面在设计上的独特之处。
重点介绍了井下安全阀的技术改进、结构特征，以供同行的工作人员参考。
【关键词】井下安全阀技术分析原理在海洋油气井进行生产过程中，为防止井喷，常在生产管柱上连接井下安全阀，当井下流体出现异常，可以通过地面控制装置迅速关闭生产管柱的生产通道，防止井中高压流体涌出地面。
1 井下安全阀的结构和工作原理1.1 井下安全阀的结构井下安全阀在结构上分为活塞运动部分、动力弹簧部分、自平衡部分和阀板开关部分。
活塞运动部分主要由活塞和液控管线组成，该部分主要是用来传递地面液压系统的压力，并在液压力的作用下推动中心管；动力弹簧部分主要包括弹簧和中心管，中心管预先压缩弹簧，使弹簧在安装后就有一定的预紧力，当弹簧压缩中心管时，中心管需要继续压缩弹簧，因此动力弹簧部分决定着井下安全阀的开启压力大小，自平衡部分主要由钢球和自平衡本体组成，在阀板上下压力不相等的情况下可轻易实现阀板上下压力平衡的功能，阀板开关部分主要由阀板、橡胶密封件和阀座组成，是井下安全阀的核心，阀板和橡胶密封件与阀座的密封程度决定井下排气阀应对井喷等异常情况的能力大小。
1.2 井下排气阀的工作原理井下安全阀的开启：井下安全阀随油管下入井中设计深度，其侧面连有液控管线，延伸至地面，与地面的压力自动控制系统进行密封连接，组成一套完整的井下安全阀操作系统。
当油井进行正常生产时，地面的压力控制系统通过液控管线将压力传给井下安全阀的活塞部分，活塞推动中心管，并继续压缩弹簧，随着液控管线内的压力的升高，中心管先推开自平衡机构中的钢球，使阀板上下压力平衡，并最终推开阀板。
地面液控系统保持在设定的压力下，让井下安全阀保持在开启的状态。
井下安全阀的关闭：当井下流体的压力出现异常，则需在地面通过液压系统紧急切断液控管线内压力，在井下安全阀的弹簧的回复力的作用下，安全阀将紧急关闭阀板，使生产管柱的生产通道紧急关闭，从而实现安全阀的防井喷功能。
最新井下安全阀简介专业知识讲座
– General Applications应用于通常环境 – HPHT Applications应用于高温高压 – Deepwater/XHP Applications应用于深海/超高压环境
• Recent and Current Developments当前项目研究 • Questions问题
– 100% Metal-to-Metal Well Containment in the Closed Position在关闭 情况下100%金属对金属的密封关井
– Enhanced Debris Isolation 增强了对碎屑的隔离(Positive Debris Barrier at Both Ends of Flow Tube in Full Open Position完全开启时， 流管两端都有碎屑隔离屏障)
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To protect lives!!! 保护生命
To prevent infrastructure and production loss.保护设备，防 止生产受损失。
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• Rogaland testing is the Halliburton standard for TRSCSSV validation testing，Rogaland测试是哈里伯顿标准安全阀测试
– 60 differential openings at max control line pressure 在控制管线最大压力下，60次差式开启 – 120 slam closures in sand slurry vs. 7 for API 14A 120次在沙浆中紧急关闭，而API（美国石油工程协会）14A标准只要求7次
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TRSV – SP™ Valve
Insert Valve Capability
The Halliburton SP™系列油管可回收式安全阀 是一种单柱塞，非密封筒活瓣式阀。专为恶劣的 环境设计和最后可靠性要求时，延长寿命的应用。 The Halliburton SP™ Series TubingRetrievable Safety Valve is a single rodpiston non-elastomer flapper valve designed for hostile environments and extended life applications where ultimate reliability is required. 从1990年来液压激活卓越的可靠性 Unsurpassed reliability of hydraulic actuator with flawless performance since 1990
Questions?
井下安全阀介绍 Subsurface Safety Valve Overview
July 2006
安全阀在哪里？ Where is the Safety Valve? 安全阀是什么？ What is a Subsurface Safety Valve?
定义Definition: 一种工 具它的功能是关闭时能阻 止非控制井内流体。A device whose function is to prevent uncontrolled well flow when closed. 动化演示
油管可回收安全阀 Tubing Retrievable Safety Valves (TRSV)
• • • • WellStar® NE Valve SP™ Premium Valve DepthStar™ Deep Set TRSV
不同类型TRSV总结 TRSV Variation Summary
为什么我们用井下安全阀 Why Do We Use Subsurface Safety Valves?
灾难性事件的最后防线Last Line Of Defense In The Event Of A Catastrophe 保护生命Protects Life 保护运行者投资Protects Operators Investment 保护环境Protects The Environment 政府要求Government Requirement
TRSV – WellStar®
在连接和关闭机制中金属对金属整体密封 连接使该安全阀列入伴随一个经济得价格 标签的一个优化得安全阀类别。The metal-to-metal sealing integrity in the body joints and closure mechanism put it into a premium valve category with an economical price tag. 紧凑，简单的设计极大增强了阀可靠性和 提供了对事故灵活控制。The compact, simple design enhances the valve's overall reliability and provides for trouble free operation
WLSV – Bigbore™
应用Applications: 新的完井New completions 代替已有的电缆可回收安全阀增加了 其内径和可靠性。Replacement of existing wireline retrievable safety valves to provide increased ID and reliability
TRSV – NE Valve
The Halliburton NE 油管可回收安全阀是一 种单柱塞式，非橡胶活瓣式阀，这种设计增强 了一般生产的可靠性和长久性。。The Halliburton NE Tubing-Retrievable Safety Valve is a single rod-piston nonelastomer flapper valve designed for general production with enhanced reliability and long life. 从1990以来，在工业界，被油田证实的和可 靠的液压激活的完美的性能。Most fieldproven and reliable hydraulic actuator in the industry with flawless performance since 1990
井下安全系统 Subsurface Safety Systems 油管可回收安全阀 Tubing Retrievable Safety Valves (TRSV) 电缆可回收安全阀 Wireline Retrievable Safety Valves (WLRSV) 控制管线，接头，和控制管线保护器 Control Line, Fittings, and Control Line Protectors
安全阀坐落短节 Safety Valve Landing Nipples
特点Features: 和油管尺寸和磅级一致大的内径。 Large ID is compatible with tubing size and weight. 实心的，非焊接控制管线连接和坐落短节 保护部分。 Solid, non-welded control-line connection and protection portion of nipples 控制部分进入坐落管壁 Control port machined into nipple wall
TRSV – DepthStar™ Valve
The DepthStar™ 的功能在于完全独 立于油井压力，因而它能较低的压力下 运行，使得对深水井完井非常理想。 The DepthStar™ valve functions completely independent of well pressure; therefore, it is able to operate at consistently low hydraulic pressures making it an ideal solution for deepwater completions.
TRSV
阀板关闭 Flapper Closure 柱塞控制Rod control
SP WellStar
NE TRSV
非胶筒密封Nonelastomer seals 金属对金属密封
Metal to Metal Seals
TRSV – WellStar®
在过去40年安全阀设计的经历中， Halliburton‘s WellStar 阀证实了自己在 行业内的领导地位，为未来的安全阀的设 计设定了标准。With over 40 years of safety valve design experience, Halliburton's WellStar Valve proves to be the leader in its class and sets the standard for future valve designs.
电缆可回收安全阀 Wireline Retrievable Safety Valves (WLSV)
• FXN/FXE 活瓣式 WLRSV FXN/FXE Flapper Type WLRSV • BigBore™ WLRSV • WLRSV 配件 WLRSV Accessories
安全阀坐落短节 Safety Valve Landing Nipples 滑套坐落短节 Sliding Sleeve Landing Nipples
注射式安全阀 Injection Safety Valves
Halliburton MC （阀板型）注射阀 用在注射井，当注射停止或流体反循 环时自动关闭油管串。 Halliburton MC (flapper-type) Injection Valves are used in injection wells to automatically shut in the tubing string when injection stops or flow reverses.
Permanent Lockout Feature
Debris Protection Single Rod Piston Internal Exercise Profile
MTM Body Joint Flow Tube Fluted Guide Spherical Radius Flapper Flow Tube Face Seat
SP Rod Piston Non-Elastomer TRSV
FACT: ZERO Hydraulic Failures
十二年多的经历和在世界上任何地方没有液压失败的记 录Over twelve years experience and no reported hydraulic failures anywhere in the world. 没有其它那个安全阀供应商能发表这个申明。No other safety valve supplier can make this claim. ® 2000 SP 在全世界范围应用，代表着超过 8000安全 ® 阀年服务。Over 2000 SP Safety Valves in use worldwide, representing more than 8000 valve years of service.