应用于井下安全阀试验的高压气源控制系统设计

井下安全阀试验需要有能够稳定输出气体、人机交互性强以及自动化控制程度高的气源,针对这一问题,从研究气体流动特性入手。首先,对气源系统整体结构进行设计,包括关键部件的分析计算和选型;其次,基于S7-200 SMART PLC和LabVIEW软件进行控制程序编写和主控界面设计,实现数据存储和显示以及绘制气源系统各工作参数随时间变化的功能曲线;最后,搭建实验平台进行测试,实验结果验证了系统设计的合理性,得到输出过程中气体输出流量波动在2.8%、压力波动在5%、温度波动在6%左右,能够简单、高效、精确地控制气体输出,使设计的高压气源系统达到井下安全阀试验需求。

基于流动保障技术对海上油气井井下安全阀下入深度的优化设计

本文以实际油田开发方案为例,利用流动安全保障技术,选取高风险井流物组分,通过建模分析,模拟井筒内流体温度、压力、产量等关键参数,评估天然气水合物和蜡沉积在井筒内形成的风险区域,量化井筒内结蜡量。对比仅考虑析蜡点确定安全阀下入深度的传统方法,本文通过规避天然气水合物和蜡沉积风险,设计井下安全阀下入深度,降低安全风险,为后续油气井井下安全阀下入深度设计提供借鉴。

基于物联网的煤矿井下安全监控系统设计与应用研究

煤矿井下安全监控系统是确保煤矿安全生产的重要环节,随着物联网技术的不断发展,基于物联网的煤矿井下安全监控系统应运而生。该系统利用无线传感网络、无线通信网络和以太网等技术,在煤矿井下实现对矿井环境的实时监控,并能够实现煤矿井下工作人员、设备以及环境信息的共享。该文分析了煤矿井下安全监控系统设计与应用中存在的问题,并提出相应对策。

基于无线混合传感器的井下安全监控系统设计与实现

针对传统无线网络在井下组网中存在的随机部署节点密度不均匀和网络拓扑结构不合理等弊端,基于无线混合传感器设计了一种全新的井下安全监控系统。引入可移动传感器节点来调整无线网络的节点密度,并重点解决网络边缘地带覆盖率较差的问题。整个监控系统的硬件部分包括普通传感器节点、可移动传感器节点、sink节、网关、后台控制中心和后台预警系统,普通节点和可移动节点采集的信息,经过sink节点后逐层汇总到后台控制中心,如果识别出异常情况及时预警。在Android平台的支持下,构建监控系统的软件部分,具体包括用户登录模块,节点查询模块,节点状态控制模块和数据推送模块,Android平台具有良好的兼容性和安全性,根据用户的具体请求完成指定的指令任务,并实时监控网络的状态并根据具体情况做出应对和调整。

滑套式井下安全阀设计及动态特性分析

为防止井喷、保证油气井正常生产,设计了1种滑套式井下安全阀,对其结构、控制方式和工作原理进行了介绍;采用有限元的方法对井下安全阀由开启到关闭的动态过程进行模拟,在滑套阀不同倒角情况下,对滑套阀内部流场特性和所受压力的变化规律进行分析。分析结果表明,在滑套阀关闭过程中流体最大速度达到275 m/s,滑套阀所承受最大压力超过40 MPa;流体速度和滑套阀所受压力都随着滑套阀开度的减小而增大,随滑套阀倒角的增大而减小。此滑套式井下安全阀采用压力脉冲控制方式,液压管线只需要传递压力脉冲信号,杜绝了因管线泄漏而造成的井下安全阀失效。同时,驱动方式改为电机驱动,直接控制滑套式阀门的开合,反应迅速,提高了安全性和可靠性,具有较好的实用价值。

SC35—120A型井下安全阀的研制

针对浅海油田开发和安全环保的要求,研制了SC35—120A型井下安全阀。该型阀由控制总成、蝶阀总成及锁定总成等3部分组成,其打开压力133～154MPa,关闭压力48～52MPa,液压系统和阀板密封严密,能承受513～539MPa内压,安全控制可靠,各项指标均达到设计要求,并符合APISpec14A中1级阀标准。该型阀已在胜利浅海油田的10余口油井中做了现场应用,除1口井内的安全阀因地质原因起出外,其余都在正常使用。现场应用证明,SC35—120A型井下安全阀的各项性能指标均能满足浅海及海洋油田油井井控要求。

井下安全阀国内外研究现状与国产化思考

针对中国井下安全阀研究与发展不足的现状,首先,介绍了井下安全阀结构及分类方法,其次,分析了全球4大石油服务公司与国内企业的油管回收式产品,对比表明,国外不同井下安全阀公司的产品在结构和功能实现上各具特色,但很多核心技术却非常相似,能适用于不同的井深、温度及压力工况,而中国产品只能适合浅井低压环境。接着调研了国内外对井下安全阀一些研究最新情况,对比分析表明,国外研究主要集中在安全可靠性及功能多样化,而中国只能进行初步设计和室内外检测试验的现状。最后结合井下安全阀中国目前技术现状,提出了井下安全阀国产化的亟待解决关键技术以及解决方法与思路,对促进中国井下安全阀系统自主研发与生产具有重要意义。

井下安全阀启闭阀板流场及应力场有限元分析

针对海上油气田常用的井下安全阀,通过有限元分析的方法对启闭阀板的流体动力学和应力应变进行了模拟分析。通过分析,得出了安全阀启闭系统结构两侧压差随开启角度的增大,两侧压差呈减小趋势,阀板的开启角度对流体速度和湍流强度的影响,得出了阀板在开启过程中最大应力出现在销轴连接处与阀板连接的过渡圆弧处,且随着阀板开启角度增大,阀板应力最大值逐渐减小。文章从理论上,为安全阀启闭系统的结构设计提供了技术参考,确保了安全阀启闭系统的可靠性。

海上耐高温井下安全控制管柱系统的研制

海上石油安全生产规定海上生产井必须下入井下安全控制管柱,然而现有井下安全控制管柱的耐温性能达不到注热井的要求。为此,在分析海上注热井对井下安全控制管柱要求的基础上,通过优选密封材料和密封方式,研制了由Y241型热采封隔器、耐高温井下安全阀、隔热型补偿器和井口穿越装置等关键工具组成的耐高温井下安全控制管柱。室内试验及现场试验均表明:Y241型热采封隔器、耐高温井下安全阀、隔热型补偿器和井口穿越装置在常温和350℃高温下的密封性能良好;Y241型热采封隔器的单流阀和耐高温井下安全阀开启、关闭操作灵活。这表明,耐高温井下安全控制管柱系统的结构设计合理,耐温性能、密封性能等能满足注热井的要求,可以提高注热井的安全性。

三维激光扫描仪井下安全监测技术

阐述三维激光扫描技术的原理及其在矿山井下安全监测中的应用情况,介绍国内外针对矿山安全监测领域推出的三维激光扫描产品及其特点,分析并展望三维激光扫描仪在矿山安全监测领域的发展趋势,指出三维激光扫描技术是井下空区安全监测的技术创新和重要手段。随着矿山信息化的快速发展,三维激光扫描仪必将在矿山井下安全监测中发挥重要作用。

自平衡井下安全阀动态平衡响应分析

针对现有自平衡井下安全阀的自平衡时间和中心管下移时间匹配与协调的问题,建立自平衡安全阀振动力学模型,确定其输出的响应函数,推导了自平衡式井下安全阀开阀时自平衡响应时间与平衡阀的几何尺寸及位置之间的函数关系。通过实例分析了FVL型井下安全阀开启时的自平衡响应时间,为自平衡井下安全阀分段加压提供了指导,有效地改善了井下安全阀工作可靠性,也为自平衡井下安全阀的结构优化设计提供了参考。

88.9mm油管携带式井下安全阀研制

为解决在海上油气田生产过程中井中流体发生非正常流动时所带来的安全问题,采用结构设计和试验验证相结合的方法,研制了一套油管携带式井下安全阀。通过多次地面功能测试,各项性能参数稳定可靠,满足现场作业要求。

国外井下安全阀的技术现状

井下安全阀是一种用于防止井喷、保证生产安全的井下工具。系统调研了哈里伯顿、贝克休斯和威德福3家国外大型油田服务公司的井下安全阀技术,具体介绍了其工作原理、特点、指标等情况。综合分析结果表明,哈里伯顿公司的井下安全阀耐压最为突出,高达137.9 MPa,贝克休斯公司的产品耐温最高,达到177℃。各公司安全阀主密封基本都采用金属-金属密封方式。在选材方面,低度、中度腐蚀环境中选用9Cr1Mo、13%Cr等,高度腐蚀环境选用镍合金INCOLOY 925和INCONEL 718。从长远发展来看,必须发展性能可靠、结构简单、智能化的井下安全阀系统。

国内外井下安全阀的技术现状及发展趋势

介绍了井下安全阀的工作原理,对国内外的研究现状及成果进行分析,总结出井下安全阀今后的发展趋势,必须是发展性能可靠、结构简单、智能化的井下安全阀系统,并提出了几点建议。

大港油田滩海地区电泵井井下安全控制系统研制

大港油田滩海油田目前主要采用φ244.5 mm(95/8英寸)套管完井,部分断块具有高压、高气油比的特征,常规井下安全生产配套工具已经不能满足生产需要。从大港油田滩海油田勘探开发的实际情况出发,研制开发了φ244.5 mm(95/8英寸)套管电泵井井下安全控制系统,能够满足该地区试油试采及安全环保的要求。

井下安全阀技术的发展与现状

井下安全阀是确保海洋油气井、陆地自喷井及气井安全生产的井下工具,在国外已经得到了广泛的应用,在国内也得到了规模应用。国外哈里伯顿、贝克休斯及威德福等公司早就推出了多套产品,并进行了产业化应用。国内胜利钻采院及辽河钻采院就其进行了研究,并进行了部分现场试验,但仍属室内研究阶段。本文重点介绍了井下安全阀的技术发展、结构特点及工作原理、国外公司产品特点、国内外专利情况及API标准情况等,以供国内同行进行参考。

海上油井井下安全阀

目前国内尚没有适合海上油井完井采油的井下安全阀定型产品，为此研制出SF－1型井下安全阀。这种阀主要由活塞总成、弹簧、阀板总成及中心管等组成。样阀经室内性能检验及现场应用试验，其性能完全达到海上油井采油工艺要求。

典型工况下完井管柱井下安全阀力学性能分析

井下安全阀作为油气井完整性的重要屏障,其工作性能和力学行为对安全生产至关重要。以西部油田深井常用井下安全阀为例,建立安全阀三维有限元分析模型,根据模型各几何体的结构特点在前处理阶段对模型网格作细部处理,应用有限元分析软件的弹簧仿真功能对模型中的弹簧作等效替换,考虑坐封、压裂、开井、关井4种典型工况,分析安全阀体和关键部件的工作程序和力学性能。结果表明,压裂工况下安全阀应力值最高,为最不利工况,其最大应力与大部分部件应力差值超过250 MPa,虽整体应力强度安全系数在1.41以上,但关键零部件应力分布不均。其中,中心管大部分部位应力差值超过200 MPa,导致应力分布的折线图呈现出“山峰”式变化,其端部附近几毫米位置处应力差值超过70 MPa,导致应力分布呈现出从一点迅速上升的变化趋势;下部接头大部分部位应力差值超过300 MPa,边角附近的应力差值超过150 MPa;传力筒整体应力较为均匀,但端面局部应力有突变情况,突变值超过200 MPa。研究结果对安全阀及类似井下工具改进设计及使用具有借鉴意义。

地质工程特色专业煤矿井下安全实践教学体系构建

固体能源行业地质工程特色专业大学生的煤矿井下实习是最具特色的实践教学内容。针对井下实习的困难和安全实习问题,本文提出了井下实践教学需要贯彻学校、董事会单位和师生合力共进的方针;构建安全教学的实践教学体系框架,要选择安全系数高的矿井,掌握和煤矿安全相关的法律法规,了解实习矿井的历史灾害事故,能够应用井下实习的安全知识,时刻具备安全意识,学会灵活应用有效的避灾知识。

论金属矿山井下安全生产条件评估体系的建立

参照中华人民共和国国家标准,结合金属矿山井下安全生产的特殊性,对金属矿山井下安全生产条件评估体系的建立提出了见解,供金属矿山技术人员、管理人员参考。