井口装置及采油树阀门常见故障的原因分析及排除方法

井口装置及采油树阀门常见故障的原因分析及排除方法摘要：近些年，随着我国石油产业的飞速发展以及生产量的提高，无论是在生产能力上，还是在技术水平上，都有了显著的变化。

但是，由于油田的开发时间越来越长，油井作业条件也就更加复杂，企业为了提高安全生产效率，需要注重井口装置及采油树的安全质量管理。

只有确保生产每一个环节能够更加严格，才能确保企业的经济效益和人员安全。

尤其是在当今节能减排、绿色经济发展以及安全生产要求日益严格，因此，正确设计、制造、使用和维护好井口装置及采油树的阀门显得尤其重要。

基于此，本文首先探讨了井口装置及采油树阀门的重要性，并针对常见的井口装置及采油树阀门故障进行了阐述，此外，还根据相关技术要点，阐述了井口装置及采油树阀门故障的解决对策，来给相关人员提供一些参考价值。

关键词：井口装置及采油树阀门；常见故障；解决对策井口装置及采油树是海底石油和天然气开采的关键装备，其作用是构建石油和天然气的天然屏障，对相关作业有效开采实施保障，从而达到开采的目的。

对于安全作业来说，井口装置及采油树的阀门与油管悬挂器、堵塞器等重要部件一起，构成了当前海底井口装置及采油树体系的安全壁垒。

一般，井口装置及采油树阀门安装在采油树的生产流道和环控流道上，当阀门工作的时候，既要面对外界的海水压力，又要面对内在油气体的高压。

如果出现了故障，不仅会导致管道出现渗漏，严重的情况，将会对整个海域的生态系统造成巨大的、不可逆的损害。

一、井口装置及采油树阀门的重要性在石油和天然气钻井开采设备中，井口装置及采油树是最为核心的系统，而阀门是整个系统的重要组成部分。

通常情况下，按照不同的地质、不同的井压、油气开采要求的状况以及所开采物的有无毒性等特征，会采取不同种类、规格、尺寸的阀门。

最简单井口装置及采油树会选择是3个阀门，压力为14MPa，复杂的系统可多达15个阀门，其压力为105MPa。

因为，井口装置及采油树是被设置在井口的，它们可以被用来悬浮油套管，将油套管与油套管之间的环空进行分割，起着密封、截断油气路径，并对流量和压力进行调整等重要功能。

所以，一般情况下，都会使用一种可以承受温度较高，能够承受海底压力的特殊工业阀门。

当然，在井口装置及采油树中，最容易出现的故障的和泄漏点的环节就是阀门，比如阀门泄漏、阀门无法打开、关闭等。

虽然，这些阀门故障看上去很容易解决，但如果技术人员在高压、高强度的场所进行维修，维修难度会成倍提升。

如果出现泄漏，那么将会造成非常严重的结果。

因此，从安全生产和环境保护的角度上，井口装置及采油树阀门具有十分重要的作用与价值。

为了确保经济效益，油气开采企业必须确保井口装置及采油树阀门的质量，降低故障的可能性。

二、井口装置及采油树阀门常见故障的原因分析对井口装置及采油树阀门进行故障研究，其根本目标就是要从故障产生的因素入手，从而寻找出对应的防范对策，但是对于井口装置及采油树阀门故障，一般都是从阀门装备的制造材料、设计、制造工艺，使用环境、介质成分等方面来进行的。

所以在具体的问题排除时，必须追根溯源，只有如此，才能找出针对性的解决对策。

井口装置及采油树阀门部分会面临一种摩擦力，由于管道和阀门之间的接触面会因为压力、介质运输产生的摩擦力，导致接触面上出现较多的物质损失，从而造成了阀门磨损。

一般来说，这种磨损主要分为三类：（1）黏着磨损。

在阀门中，阀门和阀座相互产生磨损，一般来说是由接触面上的突起物引起。

在外力的影响下，阀门相互接触的摩擦发生塑性变形并发生互相粘连，从而在发生相对移动时，形成剪切力，使材质较低的摩擦副发生损伤，并在其表面形成凹洞。

（2）介质冲刷磨损。

在天然气、石油流动过程中，由于介质中含有大量的微粒状杂物，在受到外部压力的影响下，某些比较坚硬的微粒可能会被挤压到管道的表面，造成阀门焊接处发生塑性变形。

此外，当介质中的某些异物或杂质流入到阀门与阀座之间的空隙时，会在沿着介质的流速方向上发生冲蚀，并在结构表面造成蚀槽或较深的凹陷，导致结构表面的金属物质丢失。

（3）侵蚀性磨损。

因为闸板与阀门连接点长期处于包含硫化氢、二氧化硫等腐蚀性物质的环境中，其表面会受到腐蚀性气体的影响。

虽然会在阀门的操作中会被磨去表面，但暴露出的新的金属表面，则会反复受到腐蚀的影响，造成了阀门与管道之间的损伤。

一般来说，闸板与阀门、阀门与阀座之间发生的摩擦，都会有以上的几种摩擦，只不过在不同的流程中，摩擦的主要影响也有差异。

而且，部分特殊的井口装置及采油树阀门还会电化学侵蚀，加重了部件的损伤，进而导致各种故障的产生。

三、井口装置及采油树阀门常见故障排除方法（一）阀门的内漏表现：阀门内部出现介质渗漏，当阀门在闭合时，介质仍从流道中溢出，容易造成介质泄漏，严重会污染环境，造成重大的安全事故。

分析原因：①阀门没有关紧。

②阀门和阀座表面磨损，密封不良。

③阀门材料结构较为松散，存在着间隙。

④阀门加工精度不高。

⑤阀门老化，需要维修。

⑥阀门杆螺帽及阀门杆滑牙盖紧压在阀门上。

⑦阀座破损。

解决办法：①将螺钉旋紧。

②拆下检验，如果出现轻度磨损，可以打磨修补，严重需要更换。

③选择质量更佳的阀门。

④对于刚刚投入运行的阀门，通常会发生渗漏，如果出现这种情况，要马上替换。

⑤替换。

⑥旋紧阀门手轮时，始终不能关闭，为阀门杆－阀门杆螺母的滑齿所致，需重新装上。

⑦更换。

（二）阀门外泄漏表现：阀门外泄漏，也就是在阀门打开或关闭的情况下，在压力的影响下，介质从阀门的外面流出来，例如：阀门气体泄漏，阀门盖泄漏等。

分析原因：①选择尺寸错误的阀门，使其承压能力不足。

②阀门材料强度不够。

③四氟乙烯胶条在与管道螺纹接头上没有包扎，存在空隙。

④阀门罩与阀门本体间的密封件破损。

⑤阀门杆－阀门帽的O形密封件破损。

⑥阀门法兰衬套破坏。

⑦密封圈没有紧固。

⑧夹套密封的小圆圈穿孔泄漏。

解决办法：①按所用介质的额定压力选用相应的阀门。

②对阀门外部松散的结构，先用凿锤将其捣实，然后进行焊接修补。

③拆卸时，将四氟乙烯胶条再次缠绕，并将其旋紧。

④重新装上密封环。

⑤重新装上O形密封环。

⑥重新装填衬里。

⑦将夹头旋紧。

⑧更换小钢圈。

（三）凹槽拉豁表现：在进行阀门试压或工作的时候，在压力条件下，阀门手轮连带阀门杆和被拉断的阀门杆螺母，会在一瞬间飞出，速度较快，并伴随着巨大的响声，会对人员和财产造成严重的损害。

分析：①在加工闸板沟槽的时候，没有对其进行倒角，导致了应力集中；②阀门的材料有问题。

③当阀门达到顶点时，仍然用力转动手轮。

④在合闸过程中，如果合闸时间太长，会产生生锈、侵蚀等现象。

排除办法：①在制作过程中，要留出R2的圆角。

②对破损的阀门开口部位中金属颗粒粗大、气孔缩松等位置进行检测，必要时要进行部件替换。

③在阀门达到上止点时，将手轮逆时针转动1/4，降低压强。

④更换闸板。

（四）阀杆螺母拉断故障表现：在压力测试或操作期间，当阀门处于关闭状态时，手轮与阀杆螺母断裂。

分析原因：①结构设计不合理，例如结构较弱，截面面积最小；②物料不合格。

③不正确的使用方法，过度使用阀杆。

排除办法：①如阀杆的铜螺帽多次出现同样的问题，那么就说明这是一种设计上的失误，截面肯定是最薄弱的环节。

需要重新设计，延长内螺纹到凸台的距离。

②重新换零件；③按规定的转矩将手轮旋紧。

（五）阀门杆拉断裂故障表现：当阀门在压力测试或运行时，阀门关闭时，手轮与阀门杆、阀门杆螺帽一起卸载，用手可以很容易地将手轮装置抬起来。

分析：①在螺纹与阀杆交接部位，由于设计和制作的不合理，使得阀门的退刀槽被切削得过深。

②采用超长的加力杆。

③材质不合格。

④手轮转动角度不正确。

解决办法：①对阀杆的剖面进行检验，如果回刀槽剖面太窄，是由于机械加工的原因造成的，要马上更换。

②按操作手册上的规定，不要随意使用延长的加力杆。

③可以用肉眼观察，也可以用材料分析来确定故障原因，并对其进行更换。

④按转盘上的转动箭头进行转动。

（六）阀门无法打开表现：阀门无法打开。

分析：①轴承磨损；②阀杆机械加工质量低。

③由于长时间的缺少润滑油，导致阀门杆和阀螺纹被腐蚀。

④阀门和阀座生锈。

排除办法：①替换。

②更换新部件。

③情况不严重可以维修，情节严重要及时更换。

④修理。

四、井口装置及采油树阀门安全质量的保障措施（一）加强设备的性能验收，保证装备的使用品质为减少阀门本身的故障率，需要对其进行检测与设计。

比如，在井口设备及采油树系统，一般都是采取驱动装置水平的安装方法。

在此情况下，由于阀门和阀座过重，使阀座U形密封件的弹性应力被彻底抵消，从而对初始密封产生不利的影响。

所以，在加工的过程中，要对阀体容腔尺寸及阀板、阀座的厚度、尺寸、承压进行严格的控制，并对组装间隙进行合理的判断，以确保在作业条件下，阀门具有良好的密封和工作性能。

（二）做好后期的维修和养护工作只有做好阀门的维修工作，保证阀门的维修质量，才能促进阀门的安全运行，防止出现故障，避免影响到井口装置及采油树正常运行。

首先，技术人员要及时对阀门开关的弹性进行检查，并对阀杆和阀门的密封性能进行测试，在对阀杆的密封性能进行检查的时候，要及时对阀门进行盘根的操作，并且要为阀门添加润滑油，以确保阀门的正常运转。

同时，在阀门使用到了一定的年限之后，应该对其进行常规的维修，定期开展清洗、防腐措施，以确保其完整，从而更好地发挥阀门作用。

其次，技术人员也要采取将日常维修管理与常规维修管理结合起来的原则，对井口装置及采油树的阀门密闭性进行检查，定期对阀门的泄放量进行检查，以防止由于出现介质泄漏而不自知等情况，避免故障扩大。

一般来说，阀门维护分为每日维护、每周维护和定期维护，在阀门出现故障的时候，技术人员要做好相应的维护和维护工作，以确保阀门能够发挥良好的作用，并且要注意指针节流刻度的改变，并对阀体的密封情况进行测试。

每周的阀门养护工作要做好阀门的清洗工作，清理指示灯上的刻度线，检测阀门的开启程度。

常规的维修工作主要有：对指示灯进行调零、对阀门的腐蚀、对密封性能进行试验、对阀座进行检查，以确保阀门处于良好的工作状态，从而为井口装置及采油树安全生产提供坚实的基础。

五、结论伴随着石油行业的飞速发展，不管是在生产能力上，还是在技术水平上，都对生产安全提出了新的要求。

由于井口装置及采油树阀门对于安全生产拥有重要的价值和意义，因此，技术人员一方面要强化日常管理，积极解决阀门故障，另一方面，生产企业要对阀门进行正确的设计、制造，进而共同保障井口装置及采油树阀门的质量，从而推动行业健康发展。

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