地下安全弁の作動原理と技術分析

海洋油田・ガス田の生産工程では、噴出を防止するため、生産管路に地中安全弁を接続することが多い。異常なダウンホール流体が発生した場合、地上制御装置を介して生産パイプストリングの生産チャネルを迅速に閉鎖し、高圧流体が地表から噴出するのを防ぐことができます。

1.1 坑内安全弁の構造
ダウンホール安全弁は、ピストン運動部分、パワースプリング部分、セルフバランス部分、バルブプレートスイッチ部分に分かれています。
ピストン運動部分は主にピストンと液体制御パイプラインで構成され、この部分は主に地上油圧システムの圧力を伝達し、液体圧力の作用で中央パイプを押すために使用されます。パワースプリング部分は主にスプリングとセンターチューブを含み、センターチューブはスプリングを予圧するため、スプリングには取り付け後に一定の予圧がかかります。スプリングがセンターチューブを圧縮すると、センターチューブはスプリングを圧縮し続ける必要があるため、パワースプリング部分が地下安全弁の開放圧力を決定し、自己平衡部分は主に鋼球と自己で構成されています・体のバランス。弁板の上下圧力が等しくない場合、弁板の上下圧力のバランスの機能を容易に実現することができる。バルブプレートのスイッチ部分は、主にバルブプレート、ゴムシール、地下安全弁の核となるバルブシートで構成されています。バルブプレート、ゴムシール、バルブシートの密閉度によって、噴出やその他の異常な状況に対処する地下排気バルブの能力が決まります。

1.2 地下排気弁の作動原理
ダウンホール安全弁の開放: ダウンホール安全弁は、チューブと一緒に坑井の設計深度まで下げられます。安全弁の側面は液体制御ラインに接続され、地面まで伸び、地面の圧力自動制御システムで密閉されて、ダウンホール安全弁操作システムの完全なセットを形成します。坑井が正常に稼働している場合、地表圧力制御システムは、油圧制御ラインを介して坑内安全弁のピストン部分に圧力を渡します。ピストンは中央のチューブを押し、スプリングを圧縮し続けます。油圧制御ラインの圧力が上昇すると、中央のチューブが自己平衡機構のボールを押して、バルブプレートの上下の圧力のバランスを取り、最終的にバルブプレートを押します。地表流体制御システムは設定圧力に維持され、坑内安全弁を開いたままにします。
ダウンホール安全弁の閉鎖：ダウンホール流体の圧力が異常な場合、地上の油圧システムを介して液体制御ラインの圧力を遮断する必要があります。ダウンホール安全弁のスプリングの回復力の作用により、安全弁は弁板を緊急に閉じ、生産ストリングの生産チャネルを緊急に閉鎖し、噴出防止機能を実現します。安全弁。

2. 地下安全弁の技術分析
（1）バルブシートとバルブプレートの広い表面、硬度の低いゴムを使用した初期シールの周りのいくつかの安全バルブプレート、圧力が大きい場合、主にゴムとバルブシートシールを介して、圧力は小さく、主に依存していますバルブプレートとバルブシートの金属同士のシールにより、より多くの不純物を含む環境でもバルブプレートを効果的にシールできるようになります。同時に、シール不良の問題を回避し、開閉時の大きな圧力差による安定性。
（2）地下安全弁の弁体ジョイントの接続には、正確な位置決め、高強度、低応力の優れた性能を備えた高度な技術スレッドが採用されています。また、異なる大径ジョイントを2重に使用し、ソケット部をボディに直接加工することで構造と連携。コーティングに関しては、ダウンホール安全弁のセンターチューブとシートの外面をコーティングして、摩擦を減らし、耐用年数を延ばします。コーティングは過酷な外部環境でも脱落しないため、化学的浸食や汚れの蓄積を防ぎ、ダウンホール安全弁の正常な開閉を保証します。地下の安全弁が圧力を上げる必要がある場合、制御システムの制御弁は自動的に開く必要があり、圧力リリーフ弁は時間内に閉じ、電磁弁はパイプラインを電流、制御システムの要件に従って接続します。出力油圧、電化された比例弁に設定された制御電流信号、その比例所有を制御してポンプを駆動する圧力を調整し、空気源の圧力値を形成します。空気圧ブースターポンプの比率は非常に固定されているため、空気圧ブースターピストンは、仕事、液体圧力出力を往復させることができ、設定された制御液体圧力値に直接到達します。
(3) ダウンホール安全弁の側面の穴は自己平衡設計を採用し、小さなスプリングを使用して鋼球の構造を押します。鋼球の表面は研磨して滑らかにする必要があり、バルブシート内の円錐形のシール面は鋼球の外面で金属シールする必要があります。ダウンホール安全弁の開放プロセス中に、センターチューブが鋼球の外面を押して、鋼球を弁座内の円錐形のシール面から解放します。このように、バルブプレートの近くのバランスチャネルを開き、バルブプレートの上部と下部の圧力がバランスすると、センターチューブがバルブプレートを簡単に押します。以前は、安全弁のピストンの直径が大きいため、ピストンシールと嵌合部品の間の摩擦が大きくなりました。一方、形成圧力が短期間で集まることがあり、これによりバルブプレートの上下圧力が大きく異なり、使用中のピストンの動きがスムーズになりますが、摩耗しやすくなります。シールの圧力解放。安全弁のバルブプレートとシートは、新たに研究された3点接触を採用し、接触面の衝撃力を軽減し、液体の衝撃によるバルブプレートの損傷を防ぎ、バルブ間の接触時間を増加させますプレートとシートを使用して、より迅速かつ効率的に使用し、時間を節約できます。
(4) 障害が発生した場合、ダウンホール安全弁は永久開放ツールに配線できます。このツールは、ダウンホール安全弁の内側のステップでロックされ、ストック液体制御ラインによって油圧制御されて、バルブプレートを強制的に開きます。生産を再開し、作業時間を遅らせる。
(5) 圧力の制御はよりインテリジェントです。ダウンホール安全弁は、主に空気式ブースターポンプと電気比例弁を組み合わせて制御することにより、油圧を制御します。電力比例弁自体は閉ループ制御システムです。圧力制御ループは PID 制御モードを使用します。 PID コントローラーを使用して調整する限り、特定の PID 調整パラメーターは実験によって検証できます。