海上热采常开式高温排气阀研制与试验

针对海上热采用排气阀在高温高压下存在液控管线损坏导致无法正常开启关闭的问题,设计了常开式高温排气阀。常开式高温排气阀采用全金属密封,保证在常温到350℃高低温交变工况下密封可靠性,并通过高低温室内试验进行验证;通过常压开启、加压关闭的方式避免井下工具和管线长期高温承压,提高了排气阀启闭的可靠性;对开启和关闭2个状态下的阀体进行了受力分析,利用Hertz接触理论建立了阀体-下接头的球头-锥面接触力学理论模型,通过对球面半径、锥面锥角和液控端压力敏感性分析,优化了地面关闭压力和密封压力等工作性能参数,保证在应急状态下关闭的可靠性。通过理论模型优化设计,球面半径8.2 mm、锥面锥角4.6°时具备最佳的密封性能,并得到了不同环空压力下的关闭压力图版;常开式高温排气阀经过高低温试验,表明常开式高温排气阀开启关闭动作灵活可靠,在60~350℃下都具有可靠的密封性能,能够满足海上热采井长期注汽-采油需要。常开式高温排气阀适合海上热采井常开高低温交变工况下长期使用,建议在海上3轮次吞吐井及驱替井推广应用。