【正文】 一端為充氣或充液室，另一端為彈簧。當活塞受氣壓或液壓推動壓縮彈簧，閘閥被打開；當氣壓或液壓卸去，彈簧伸展，閘閥被關(guān)閉。 1）、井口安全閥 圖 25 氣動和液動安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 74 井口裝置及采油樹講座 井下安全閥是井中流體非正常流動的控制裝置 ，生產(chǎn)設(shè)施一旦發(fā)生火災(zāi) ， 管線破裂等非正常情況時 ， 能自動關(guān)閉 ， 實現(xiàn)井中流體的流動控制 ， 是海上完井生產(chǎn)管柱的重要組成部分 。 一般要求至少要下在海底泥線以下 20 m ， 雙管完井長管的井下安全閥要比短管深 20 m 以上 。 井下安全閥按其控制方式分地面液壓控制和井下流體自動控制兩類 ， 地面液壓控制分鋼 絲回收式 、 油管攜帶式和環(huán)空安全閥 。 2）、井下安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 75 井口裝置及采油樹講座 （ 1） 、 鋼絲可回收井下安全閥 鋼絲可回收井下安全閥 ， 采用鋼絲下入 ， 坐在預(yù)先隨完井生產(chǎn)管柱下入的安全閥工作筒內(nèi) ， 也可坐在其它工作筒內(nèi)作二次安全閥 。 鋼絲可回收安全閥如 圖 26 所示 ， 主要由下列幾部分組成：閥體 、 密封盤根 、鎖定頭 、 傳壓通道 、 活塞 、 彈簧及活瓣等組成 ， 其中鎖定頭是將安全閥鎖定在工作筒內(nèi)的主要部件 。 3）、井下安全閥結(jié)構(gòu)及工作原理 圖 26 鋼絲回收式安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 76 井口裝置及采油樹講座 工作原理： 安全閥坐到工作筒內(nèi)后 ， 通過地面加壓 ， 壓力經(jīng)液控管線傳至兩個密封盤根之間的傳壓孔到活塞上 ， 推動活塞向下移動 ， 并壓縮彈簧 ， 將活瓣打開 ， 如果保持控制管線壓力 ， 安全閥處于打開位置；釋放控制管線壓力 ， 依靠彈簧張力推動活塞上移 ， 使閥關(guān)閉 。 鋼絲可回收安全閥選用時應(yīng)注意安全閥的鎖定與工作筒的配合 ， 工作筒結(jié)構(gòu)如 圖 27 所示 3）、井下安全閥結(jié)構(gòu)及工作原理 圖 27 安全閥工作筒 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 77 井口裝置及采油樹講座 油管攜帶安全閥與可回收安全閥的最大差別是 ，安全閥與工作筒制成一體 ， 隨管柱一起下入 ， 兼有二次安全閥的功能 ， 即如果安全閥失去作用時 ，可通過鋼絲作業(yè)方法 ， 使其處在常開狀態(tài) ， 再下入相應(yīng)尺寸的鋼絲可回收安全閥 ， 使其再次工作 。 結(jié)構(gòu) 如圖 28 所示 ， 由控制管線連接口 、 活塞 、活塞接頭 、 彈簧 、 流動管 、 活瓣等組成 ， 這類安全閥通常帶有永久打開鎖定滑塊 ， 也可按需要選擇同時帶有臨時打開鎖定滑塊 。 （ 2）、油管攜帶安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 78 井口裝置及采油樹講座 工作原理： 油管攜帶安全閥工作原理與鋼絲可回收安全閥相似 。不同點 在于 ， 如果安全閥失去作用 ， 可下入永久鎖定打開工具 ， 通過地面加壓或向下振擊 ， 剪斷常開鎖定滑塊的銷釘 ， 使滑塊向下移動推動活塞 ， 使安全閥處于永久打開位置 ， 此時相當于 工作筒 ， 再通過鋼絲下入可回收式安全閥 ，形成新的安全閥系統(tǒng)；如果要保證在安全閥以下進行鋼絲作業(yè) ， 通過鋼絲下入臨時打開工具 ， 向上振擊 ， 使臨時鎖定滑塊向上移動與活塞底部鎖定在一起 ， 安全閥處于臨時打開位置 ， 鋼絲作業(yè)完成后 ， 液控管線加壓 ， 安全閥重新處于正常工作狀態(tài) 。 （ 2）、油管攜帶安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 79 井口裝置及采油樹講座 （ 2）、油管攜帶安全閥 圖 28 油管攜帶式安全閥 上短節(jié) 動力密封總成 密封筒螺帽 活塞 分體式軸承 密封筒 2控制管線鎖緊螺母 2彈性密封 2絲扣保護器 2前密封 2后密封 2法蘭面空間 2活瓣（平衡或非平衡） 扭轉(zhuǎn)彈簧 1活瓣銷釘 1活瓣閥座密封總成 1彈簧腔室 1活瓣底座 1活瓣座 1 C環(huán) 1彈簧止動塊 1流動管 1動力彈簧 連接器 固定螺釘 軸承 閥體 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 80 井口裝置及采油樹講座 套管環(huán)空安全閥 ， 如圖 29 ， 從結(jié)構(gòu)上看 ， 通常叫油管懸掛器安全閥 。 適用于需要同時控制油管和套管環(huán)空流動的完井生產(chǎn)管柱 。 如： 氣舉：除提供氣舉通道外 ， 還能保證油井環(huán)空的流動控制 。 雙油層完井：與其它封隔器配合 ， 實現(xiàn)雙油層隔離和生產(chǎn) 。 結(jié)構(gòu)： 套管環(huán)空安全閥的結(jié)構(gòu)如 圖 29 所示 ， 由油管懸掛封隔器和安全閥組成 ， 下部是油管 懸掛封隔器 ， 上部是安全閥 。 安全閥部分由傳壓通道 、控制管線連接口 、 彈簧 、 活塞及流動 通道組成 ， 油管懸掛封隔器坐封 ， 既可以與安全閥采用同一控制管線 ， 也可以使用單獨的控 制管線 。 （ 3）、套管環(huán)空安全閥 圖 29 套管環(huán)空安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 81 井口裝置及采油樹講座 特點： 內(nèi)徑大：懸掛封隔器內(nèi)徑與油管內(nèi)徑一致； 環(huán)空流動面積大：大于油管流動面積； 緊急情況下壓井容易； 作業(yè)簡單：懸掛封隔器通過控制管線坐封 ， 釋放油管張力載荷解封 。 工作原理： 通過地面加壓 ， 壓力經(jīng)控制管線傳到傳壓通道 ， 向上推動活塞壓縮彈簧 ， 使流動通道與環(huán)空連通 ， 安全閥處于打開位置 ， 釋放控制管線壓力 ， 彈簧向下推動活塞使流動通道與環(huán)空隔斷 ， 安全閥處于關(guān)閉位置 。由于套管環(huán)空安全閥的流動通道在懸掛封隔器中心管外部 ， 與安全閥傳壓通道可連通 ， 因此還要考慮懸掛封隔器的坐封方式 ， 一般有油管液壓坐封和控制管線壓力坐封兩種 ， 如果選用控制管線坐封方式 ， 則要考慮安全閥的工作壓力與懸掛封隔器坐封壓力差 ， 防止懸掛封隔器提前坐封 。 （ 3）、套管環(huán)空安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 82 井口裝置及采油樹講座 井下自動控制安全閥指安全閥的開關(guān)由井內(nèi)壓力 、 流速變化控制 ， 按操作方式 ， 這類安全閥可歸類于鋼絲回收安全閥 ， 由于其開關(guān)控制方式不同 ， 故另分一類 。 結(jié)構(gòu) 如圖 30 所示 ， 由閥體 ， 定位頭 、密封圈 、 節(jié)流嘴 (Orifice)、 彈簧 、 活塞及活瓣等組成 。 一般有注入式和速度式兩類 。 4）、井下自動控制安全閥 圖 30 井下自動控制安全 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 83 井口裝置及采油樹講座 作用原理及適用條件： 注入式 注入式安全閥是常閉閥 ， 正常注入時打開 ， 當注入停止或井內(nèi)回流時自動關(guān)閉 。 地面注入流體時 ， 注入壓力在節(jié)流嘴處產(chǎn)生壓差 ， 使彈簧壓縮 ， 向下推動活塞 ， 使活瓣處于打開位置；注入停止 ， 靠彈簧張力 ，使活塞向上移動 ， 活瓣處于關(guān)閉位置 ， 安全閥關(guān)閉 。 這類安全閥多用于注水井 、 注蒸氣井 ， 額定工作壓力為 和69MPa ， 工作溫度在 7～ 135 ℃ 。 特點： 內(nèi)徑大 ， 流動不受限制 ， 保護密封和活瓣不直接受流體沖蝕； 通過常規(guī)鋼絲作業(yè) ， 帶壓下入和打撈； 坐在無開孔 (Non—Ported Nipple) 工作筒內(nèi)； 活瓣采用楔型不規(guī)則結(jié)構(gòu) ， 易密封 。 4）、井下自動控制安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 84 井口裝置及采油樹講座 速度式 速度式安全閥是常開閥 。 當井中流體流速超過安全閥預(yù)先設(shè)定的關(guān)閉流速時 ，在節(jié)流嘴處產(chǎn)生壓差 ， 向上推動活塞使彈簧壓縮活瓣關(guān)閉 ， 實現(xiàn)井下關(guān)井 ， 活瓣處壓力達到平衡后 ， 靠彈簧張力向下推動活塞 ， 使活瓣打開 。 通過改變節(jié)流嘴尺寸和彈簧張力強度 ， 可調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉能力 ， 但要求充分掌握油井數(shù)據(jù) 。 速度式安全閥適用于： 地面不能正?？刂朴途畷r ， 實現(xiàn)井下自動關(guān)井 ， 如管線破裂等非正常情況； 地面控制井下安全閥的控制管線損壞 ， 或安全閥本身損壞失去作用 ， 而又不便修井時 ， 可用鋼絲作業(yè)下入速度式安全閥坐在工作筒內(nèi) ， 作二次安全閥 。 特點： 帶壓下入或打撈； 適用范圍廣 ， 可用于多種不同鎖定方式的工作筒 ， 如 “ F”或 “ R”型工作筒； 下入深度不受限制 ， 可下在生產(chǎn)管柱任何深度； 采用不規(guī)則楔型活瓣 ， 密封性好 。 訂購時除了注明尺寸 、 工作參數(shù)外 ， 還需注明節(jié)流嘴尺寸 、 彈簧強度及調(diào)節(jié)范圍 。 4）、井下自動控制安全閥 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 85 井口裝置及采油樹講座 安全閥主要技術(shù)參數(shù)： 5）、安全閥主要技術(shù)參數(shù) 尺寸 型號 工作壓力 溫度 工作環(huán)境 下入深度 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 86 井口裝置及采油樹講座 三、采 油 樹 目錄（三 —— 5） 化學藥劑注入系統(tǒng) 采油樹的防腐 1)、 內(nèi)腐蝕 (1)、 質(zhì)量損失腐蝕 (2)、 硫化氫或氯化物應(yīng)力裂紋腐蝕 2)、 外腐蝕 (1)、 氧腐蝕 (2)、 電化學腐蝕 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 87 井口裝置及采油樹講座 圖 31 化學藥劑注入示意圖 海上油田向油井注入化學藥劑，可根據(jù)需要注入到井下一定深度或注入到地面油嘴下游。所注化學藥劑包括防腐劑、防蠟劑、防垢劑等。 化學藥劑注入系統(tǒng) 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 88 井口裝置及采油樹講座 化學藥劑由平臺上的化學藥劑罐經(jīng)過化學藥劑注入泵泵送到井口?；瘜W藥劑注入泵可以是各種類型的小排量泵，泵速可調(diào)。如圖 31所示，與井口裝置相連的采油樹下端法蘭上有一個 (1/2in) 的螺紋連接口，接上一個閥門?；瘜W藥劑到井口后，經(jīng)此閥門進入法蘭內(nèi)的通道，再經(jīng)油管懸掛器上的通道進入環(huán)空的井下注入管線，到達一定深度后，從管柱工作筒上的注入閥再注入到油管里。注入管線可采用 (1/4in)或3/8in 的不銹鋼管線。 化學藥劑注入系統(tǒng) 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 89 井口裝置及采油樹講座 腐蝕的定義： 采油樹的防腐 金屬與其環(huán)境發(fā)生化學反應(yīng)或電化學作用而造成的金屬破壞。 腐蝕 可能是內(nèi)部的、也可能是外部的。 內(nèi)部腐蝕 常常是由于有機酸、二氧化碳、氯化物或硫化氫等電解質(zhì)引起的腐蝕。 外部腐 蝕 常常是由于金屬表面與氧接觸或微電流流動使金屬失電子而引起的腐蝕。 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 90 井口裝置及采油樹講座 采油樹和井口設(shè)備的防腐方法： 采油樹的防腐 a 使用各種特殊抗腐蝕合金 b 注入某種有效的防腐劑 c 應(yīng)用有效的涂層 d 陰極保護 （ 根據(jù)腐蝕的類型和經(jīng)濟效益可以采用一種或幾種方法來防腐 ） 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 91 井口裝置及采油樹講座 要測試流體對采油樹的腐蝕情況 ， 可在采油樹或出油管線上可安裝腐蝕掛片 ， 定期檢查對比腐蝕掛片情況 ， 就可知道腐蝕快慢并采取相應(yīng)的防腐措施 。 腐蝕掛片更換時要記錄其質(zhì)量 和更換的時間 。 采油樹的防腐 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 92 井口裝置及采油樹講座 質(zhì)量損失腐蝕是由二氧化碳和有機酸引起的 (沒有硫化鐵腐蝕產(chǎn)物或硫化氫出現(xiàn) )。 當二氧化碳溶解于水而產(chǎn)生碳酸 ， 由于其作用引起的腐蝕 。 1）、內(nèi)腐蝕 (1) 質(zhì)量損失腐蝕 采油樹防止質(zhì)量損失腐蝕的防腐方法： a. 當二氧化碳分壓在井底條件下超過 207kPa(30psi) 時 ，一般需要應(yīng)用一種有效防腐劑 、 防腐涂層或特殊合金設(shè)備； b. 當二氧化碳分壓在井底條件下超過 689kPa(100psi) 時 ， 一般需用特殊合金設(shè)備 。 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 93 井口裝置及采油樹講座 (2) 硫化氫或氯化物應(yīng)力裂紋腐蝕 1）、內(nèi)腐蝕 硫化氫或氯化物對采油樹的腐蝕稱為硫化氫或氯化物應(yīng)力裂紋腐蝕 。 當硫化氫溶解于水呈酸性 ，產(chǎn)生腐蝕并形成硫化鐵時 ， 硫化鐵附著在鋼的表面形成電解電池 。 硫化鐵對鋼是陰極 ， 進而加速了局部腐蝕 。 硫化氫釋放出的氫進入鋼晶體結(jié)構(gòu) ，減小了其延展性 ， 增加了其脆性 ， 從而形成氫脆裂 。 2022年 6月 23日 監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)公司 94 井口裝置及采油樹講座 (2) 硫化氫或氯化物應(yīng)力裂紋腐蝕 1）、內(nèi)腐蝕 硫化氫或氯