井下安全阀简介
井下设备及作业工具介绍
录
Y管柱组成介绍 常用井下工具介绍
Y管柱主要组成
井下安全 阀
过电缆封隔器放 气阀及安全阀控 制管线
过电缆封 隔器
◆ 井下安全阀和过电缆
封隔器，多用于地层压 力高、气量大的油井。 由于过电缆封隔器的存 在，10-1油井无法测量
滑套
Y接头
电缆 Y堵
动液面。
电泵系统
Y管柱主要组成
油管挂及其作用：
井下压力计 油管挂 油管悬挂器是坐在油
Y管柱主要组成
过电缆 封隔器
Y管柱主要组成
Y接头和 Y堵
Y管柱主要组成
电泵系统
电泵系统从下至上 依次为电机、电机保护 器、油气分离器、多级 离心泵、单流阀。在非 Y管柱时电机下部还安 装有扶正器。
扶正器
扶正器位于电机的下面，使电机 居中，使得电机外部过流均匀，散热 环境好，防止电机局部高温而损坏。 Y型管柱并不采用。在扶正器的下部 一般安装有井下压力计。
开关滑套
滑套通过移动内套筒用于关闭或连通 油管与环行空间之间的通道：当内套筒的 孔道对着滑套本体的通道时，滑套处于打 开状态；当两者错开时，则关闭。 滑套
过电缆封隔器
放气阀
Y管柱主要组成
过电缆封隔器：
过电缆 封隔器
坐封：封隔器下到设计位置，从井口油管加 液压。液压力首先推动活塞使下锥体向上运动， 将卡瓦撑开，液压力继续推动活塞上移，压缩封 隔件，同时带动锁紧齿套上行。当液压力达到预 定数值并稳压5～10 min后，卡瓦卡牢，封隔件 密封油套环空，液压释放后锁紧机构锁紧，保证 封隔件长期密封。 工作：由于封隔件上下液压力不同，所以封 隔器将承受一定的液压作用力。这些力均通过锚 定机构作用到套管上，中心管不受向上的作用力， 即工作时液压力不能使封隔器解封。 解封：上提管柱，封隔器中心管随管柱一 起上移，由于卡瓦和套管之间的卡紧力，使封隔 器的其他部件不动，解封剪钉被剪断，封隔件失 去压缩力自行恢复原状，再上行。中心管拖带上 锥体上行，下锥体自行脱卡，封隔器完全解封。
海上油井井下安全阀
６ ．对大 弹簧进行优化 设计 ，以确保大 弹簧 具有 足够 的弹力 ，并且使 用大 弹簧弹性 压缩 的最优 范围。
工作温度范围 最大下井深度 （ ℃） 一６—１ ∞ （ ｍ ）
暂 定工 作 压 力 （ 蛐 ） ３ ５
适 应 工 况 耐 ｓ
、
性 能指标检验
井下安全阗。这种阀主要 由活塞总成 、弹簧 、阀板总成及 中心首等组成。样阐经室内性能检验及 现场应用试验 ，其性能完全达到海上
主 韪 词兰
井 ． 正 塞 全
是 ，从 Ａ孔 处 压 人 液 压 油 ，液 压 力 推 动 活 塞 及 中 心管移 动 同时 压缩弹簧 ， 中心管 顶 开 阀板 ，井 下 安全 阀处于 打开状 态 。将液 压力 泄掉 ， 中心管 和活 塞在弹 簧力 的作 用下 回到原位 ，阀板在 扭簧 作 用下 关 闭 ，封住 油管 的生产 空 间 ，井下 安全 阀即处 于关
现场应用效果
经海 洋安全 监督 管理 处同意 ，在胜 利浅 海胜 固 １ 井 和胜 固 ２井两 口井 上 进行 了现 场 应 用 试 验 ，至 今 已使用 了 １ 年 ３个 月 ，每 月均定 期 到现 场对 井 下 安全 阀进行 性能 检验 ，结果 表 明 ，其性 能 良好 ，达 到海 上采油 现场应 用要 求 。这种 工具 已批量 生产 。
＿ ： 裹 ｌ 样 闷开关检验结果
检验序数 打开压力 关闭压力 （ ＭＰ （ ＾ Ⅱ ）
１
２ ３ ４
稳
压 检
验
板密封 良好及开关灵活是井下安全 阀研制的难点 ， 在 设计 中 ，采取 了以下措施 ：
１ ．阀板采 用 铰 支 结构 固定 于 阀 板套 上 ，闽板 套 与弹 簧套 用螺 纹联接 。 ２ ．阀板与 阀板 座采 用 锥 面 密封 ，密 封面 须 进
井下安全阀简介解读
•4 test stands达到四种测试标准
“Confidential - For Internal Use Only. © 2005 Halliburton. All Rights Reserved.”
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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井下安全阀
SC35－120A型井下安全阀
一、简介
SC35－120A型井下安全阀是连接在油管上，下至井口以下一定深度，由地面液压控制的非平衡式安全阀。
通过改变安全阀活塞腔内的压力来控制阀板的开关，以实现油管流道的安全控制。
它是防止井喷和环境污染的有效工具。
该工具主要有活塞、弹簧、阀板、中心管等几部分组成。
二、技术特点
SC35－120A型井下安全阀为碟式安全阀，具有操作简单、开关灵活可靠、密封性好等特点。
适用于海上自喷井和电泵井的安全控制。
已在胜利浅海使用，应用效果较好。
三、技术参数
(1)钢体最大外径φ120mm
(2)最小通径φ59mm
(3)长度2100mm
(4)开启压力14MPa
(5)关闭压力5MPa
(6)额定工作压力 35MPa
(7)两端螺纹2-7/8UPTBG
上接头
液压孔承压套
活塞
中心管
弹簧
弹簧套
阀板座
阀板
下接头。
毕业设计开题答辩-井下安全阀
环保材料
为了降低环境污染，井下 安全阀将采用环保材料， 减少对环境的负面影响。
市场前景预测
市场需求增长
随着能源和矿井安全领域的不断发展，井下安全 阀的市场需求将持续增长。
技术创新推动
技术创新将推动井下安全阀行业的快速发展，提 高市场竞争力。
竞争格局变化
随着新企业的进入和技术的不断更新，井下安全 阀市场的竞争格局将发生变化。
器和执行器等。
关键技术实现
01
02
03
关键技术一
选择合适的材料，确保安 全阀在高温、高压、腐蚀 等恶劣环境下仍能正常工 作。
关键技术二
优化结构设计，提高安全 阀的密封性能和抗疲劳性 能。
关键技术三
设计高效的控制系统算法， 确保安全阀的快速响应和 准确性。
创新点与特色
创新点一
采用智能控制算法，实现安全阀 的自动调节和控制。
测试方法与流程
测试方法
采用实际工况模拟法，通过调节测试 环境参数和安全阀的工作状态，观察 安全阀的性能表现。
测试流程
先进行空载性能测试，再进行加载性 能测试，最后进行疲劳寿命测试。
测试结果分析与评估
数据分析
对采集到的数据进行分析，包括压力、温度、流量等参数的变化规律，以及安全阀的开启和关闭响应 时间等。
阀的需求将持续增加。
矿井安全
02
在矿井安全领域，井下安全阀能够起到关键作用，保障矿工的
生命安全。
核能工业
03
核能工业对安全要求极高，井下安全阀作为防止核泄漏的重要
设备，具有广阔的应用前景。
技术发展趋势
智能化
随着技术的发展，井下安 全阀将趋向于智能化，实 现远程控制和自动调节。
井下安全阀讲解
克 拉 1/4"×0.049" INC825 17000Psi HIF(50000Psi)
迪 那、 1/4"×0.065"
大北
INC825
25000Psi HIF(50000Psi)
控制管线操作要点
1、对控制管线打压时，控管线压力不 要超过其额定工作压力。如果是开 关井下安全阀，控管线压力不要超 过前面推荐的公式允许压力；
流管
活塞杆
控制管线打压打入液压油
安全阀的工作示意图
Hydraulic Control Line
Subsurface Safety Valve
COLOPESNED
P
Pressure
Formation Pressure
液压
• 阀的关闭 由挡板承载地层压力
• 液压通过控制管线 作用在活塞 开启安全阀. 液压 ≥ 油压. + 开启压力.
井下安全阀介绍
目录
天然气事业部所用井下安全阀、控管线规格及型号 井下安全阀介绍 控制管线的基数参数和操作要点 井下安全阀配套接头介绍
一、各区域使用的井下安全阀及管线规格型号
区域名 称
规格
材质
压力等级 工作环境 油 管
牙哈 英买 力
NE 井下安全阀 781HXE28516-F
NE 井下安全阀 781HXE23516-F
1/4" 0.049" 316L
1/4" 0.049"
316L
1/4" 0.049"
825
1/4" 0.065"
825
1/4" 0.065"
825
JXAF-130型地面液压控制井下安全阀使用说明书
使 用 说 明 书
浙江惟其信石油机械有限公司
共8页
第1页
JXAF-130型地面液压控制井下安全阀使用说明书
1、概述和用途 JXAF-130型地面液压控制井下安全阀（以下简称安全
阀）是与油管连接的非平衡式安全阀。它是依据API标准 并结合油田实际情况开发设计的，它适用于API Spec 14A 规范中规定的一级（标准工况）场合和3S级（防硫应力开 裂操作）环境的油气井。安全阀用液控管线与地面控制盘 联接，操作地面液压装置可控制安全阀的开关。其主要作 用是在井内出现异常情况时，能够实现油管内流体阻断。 2、产品结构
130.5（5.138〞） 58.73（2.312〞）
11～13 4
34.5（5000Psi） 700 380
-20～150 2 7/8 1420
环烷基矿物油（变压器油）
5、使用方法 5.1 下井前试验。不论是新的还是维修后再次下井的安全阀，下井前必须进行地面试验， 合格后方可下井使用。 5.1.1 将安全阀液控管线联接孔处丝堵卸掉。 5.1.2 检查液控管线联接孔（NPT 1/4），确保孔内无尘屑等脏物。 5.1.3 将压紧螺母、密封垫、密封锥和连接螺钉依次串到液控管线上（如图2所示）。
油气井在生产过程中，安全阀始终处于开启状态。当 需要紧急关井时，将液控管线压力泄掉随即可关闭安全 阀，阻断油流。 4、主要技术参数
共8页
第2页
最大外径 最小内径 碟阀全开启液控力 碟阀关闭液控力 额定工作压力 抗拉载荷 设计最大下深 工作温度 两端连接螺纹 总长 缸内使用的液压油
㎜ ㎜ MPa Mpa MPa KN M ℃ UPTBG mm
JXAF-130型安全阀结构如图1所示，主要有上、下接 头，管线接头，弹簧套，中心管，密封1、2、3，密封总 成1、2，主弹簧、平衡阀和碟阀总成组成。 3、工作原理
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。
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Why do we install them? 安装目的
4
To protect lives!!! 保护生命
To prevent infrastructure and production loss.保护设备，防 止生产受损失。
– – – – Houma, Louisiana Montrose, Scotland苏格兰 Singapore新加破 Carrollton, Texas
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– All four combinations of Burst, Collapse, Tension, Compression 包括全部四种测试抗内挤，抗外挤，抗拉， 抗压
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5
Surface Controlled (Control Line) 地面控制（控制管线）
Wireline Retrievable钢 丝可回收式 WRSV FXE Safety Valve
Big Bore Safety Valve（大通径安全 阀） • SSSV Landing Nipple needed需要安装井下安全 阀坐落接头
Reliability – Protection 可靠性-保护 • SSSV Reliability Protection Centers可靠性保护中心
– Houma, Louisiana – Montrose, Scotland
11
• SSSV Repair 井下安全阀修理中心(API 14A Licensed认证)
6
• Reliability is the Top Consideration 可靠性为第 一考虑因素
– Design设计
– Verification确认
– Performance性能 – Protection保护
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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.”
2
Agenda 提纲
• • • •
SSSV Quick Review井下安全阀简要回顾 Design Philosophy设计原理 Reliability可靠性 Tubing Retrievable Safety Valves油管携带可回 收式井下安全阀
– 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
Storm Choke Valves阻流阀
Depth Star
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Halliburton SSSV Philosophy Halliburton SSSV 设计理念
• Recent and Current Developments当前项目研究 • Questions问题
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Quick Review- What is a Subsurface Safety Valve? 回顾-什么是井下安全阀
API Test Facility for Sub Surface Safety Valves API 测试设备
9
•Purpose目的: Pre-qualify SSSV’s to API 14A & Rogaland Test Requirements预先具备API14A和Rogaland 测试所需 标准 •Flow testing with clean water or sand slurry用清水或泥浆 做流压测试
•Test Long Assemblies, SSSV’s, and
Expandable
products测试较长总成,如井下安全阀和可膨胀设备
•Snubbing Jack – Tension/Compression抗拉,抗压测试装置
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– 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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3
POW!
Subsurface Safety Valve
• A Subsurface Safety Valve is a device which automatically shuts in the well in case of a major malfunction of the surface equipment, preventing the uncontrolled flow of hydrocarbons to the surface.井下安全阀是一种在 井口出现重大故障时，自动关井的 装置。防止井喷。
To prevent environmental contamination due to uncontrolled hydrocarbon flow.保护环境，防止由于油气喷 出造成的污染。 Law requirements. Many countries’ laws require the installation of SSSV Offshore.法律要求。许多国家要求安 装井下安全阀，尤其海上完井。
8
• API 14A Validation and Monogramming API 14A 检测合格，注有API 会标 • Every size of HST Body Joint thread is validated to the full performance envelope rating每种尺寸的HST本体接扣都是经过严格测 验来证明符合设计工作性能和要求。
P
Pressure
Subsurface Safety Valve OPEN CLOSED
• Apply Hydraulic Pressure to the Control Line 液压控 制管线 Acts on the piston作用在活塞 Moves the SSSV towards the open position.开启 安全阀 Hyd. Press. ≥ Form. Press. + Op. Press. 液压≥地层压力+开启压力
•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
Reliability – Design 可靠性-设计 • Unique Features特点： Only Offered by Halliburton In All of It’s TRSV’s只有哈里伯顿油管可回收安全阀才能全部
7
具备的
– Verified 100% Metal-to-Metal Flapper Sealing经过反复经验， 100% 金属对金属阀板和阀座的密封 – 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
•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
How do our SSSVs work? 井下安全阀如何工作
Hydraulic Pressure（液压）
13
Hydraulic Control Line