苏里格气田井口采气树常见故障原因分析及对策

-87-第7期苏里格气田井口采气树常见故障原因分析及对策王烨炜，杨昭勇，陈增辉，李彦军，呼成刚（中国石油长庆油田分公司第四采气厂，陕西西安710021）[摘要]苏里格气田至今已开发10年，井口采气树规格多样。本文针对苏里格气田井口采气树存在安全隐患的状况，对近几年来应用的多种治理对策进行了总结，形成了适应不同类型采气树隐患治理对策，为今后井口采气树安全隐患的科学治理提供了技术指导。[关键词]采气树；油管头；泄漏；故障分析作者简介：王烨炜（1983—），男，2007年西安石油大学毕业，本科，助理工程师。在长庆油田主要从事气田开发与开采技术工作。苏里格气田至今已开发10年，使用的井口采气树规格多样。井口采气树是天然气开采工艺中用来进行开关井、调节压力、气量、循环压井等作业的井口装置，它连接着气井油、套管和地面工艺设备，起着重要的作用。井口采气树的应用由最早的标准井口采气树及简易井口采气树，发展到水平井应用的采气树，生产厂家名目繁多，采气树阀门组成也是多种多样。在实际生产中，由于天然气组分、阀门结构差异、使用时间长短等诸多原因导致天然气井口采气树出现了不同程度的漏气，不仅严重影响气井的生产，更存在着严重的安全隐患和环境污染。如何解决气井采气树漏气问题，已成为安全工作的一个紧迫任务。因此，有必要提出一些适合不同采气树漏气情况的对策，以利于气井的安全生产。1采气井口应用现状苏里格气田选用的采气井口，主要依据井型确定，水平井全部采用KQ78/65-105型采气井口，上古常规井采用KQ65-70型简易采气井口，下古常规井采用KQ65-70型普通采气井口。采气井口的供货商主要有三家：江苏建湖鸿达阀门管件有限公司、江苏咸中石油机械有限公司及江苏宏泰石化机械有限公司。KQ78/65-105型采气井口和KQ65-70型普通采气井口的区别：油管头部分承压等级相同，采气树部分承压等级不同。井口采气树的组成阀门目前应用有楔型闸阀、平板闸阀、针型节流阀等几种，由各阀门连接后组成井口采气树。2常见采气树泄漏部位分析及对策2.1双公短节下部卡瓦处泄漏苏里格气田气井完井时，目前应用的是简易套管头，完井过程使用卡瓦底座、倒卡瓦片进行表层套管与油层套管进行紧固，并且井口采气树表套与油层套管环空经过挤水泥固井作业，所以泄漏原因只有可能是油层套管有破损，导致卡瓦处泄漏。处理方法相对单一，对将泄漏的部位进行封固，达到使该处密封的效果。2.2转换法兰与油管头连接处泄漏井口简易套管头顶端，完井时安装转换法兰，起到与油管头法兰连接的作用，从而达到密封连接的效果，该部位为法兰连接，依靠法兰间钢圈进行密封，属于金属密封，密封效果最好，该处泄漏是因为该处法兰螺栓松紧度不均。处理方法：将泄漏的部位周围与对角螺栓调整均匀并拧紧。调整后如仍然泄漏，则必须压井进行更换此处钢圈，严重时需更换法兰。2.3油管头顶丝处泄漏油管头顶丝为在萝卜头下入井筒后，防止管柱上窜，对萝卜头锥面进行卡紧，该部位为上部有两道O型圈密封，下部有一道方形密封圈与一道O型密封圈，正常情况下不可能泄漏，如果主密封发生泄漏，可拧紧顶丝，激发主密封的方型密封圈膨胀进行密封，同时通过采气树变径法兰上的试压孔注入大量的密封脂补偿泄漏间隙。如果副密封发生泄漏，只能通过采气树变径法兰上的试压孔注入大量的密封脂补偿泄漏间隙。如果仍然泄漏，只能将顶丝卸下缠绕密封胶利用顶丝自身-88-安全密封石油和化工设备2014年第17卷进行密封。所以处理方式在拧紧顶丝无效后需加注密封脂进行密封，仍然无效必须使用顶丝自身缠绕密封脂进行密封，严重情况下需要压井更换主副密封件及顶丝。2.4油管头上法兰与采气树连接处泄漏油管头上法兰与采气树之间为法兰连接，依靠法兰间钢圈进行密封，属于金属密封，密封效果最好，该处泄漏是因为主副密封有一项或两项密封失效，同时法兰面不均匀或者钢圈密封面损坏。经过采气树泄漏点法兰面的调平处理仍泄漏则可判定为钢圈密封面损坏。处理方式为拧紧顶丝，无效后则需加注密封脂进行密封，仍然无效则必须实施压井更换主副密封件及钢圈。此时还需视顶丝有无泄漏决定是否更换顶丝。2.5油管头上法兰与采气树连接处试压孔泄漏试压孔为螺纹旋入的丝杆结构，该处泄漏为试压孔螺纹泄漏，说明油管挂的主密封或副密封泄漏，还有可能是主副密封均发生泄漏，可通过主副密封处理方式进行处理。试压孔螺纹泄漏，可通过拧紧试压孔上注脂阀螺纹解决。处理方式为：拧紧顶丝，无效后需加注密封脂进行密封，仍然无效则必须实施压井更换主副密封件。应视顶丝是否泄漏决定是否更换顶丝。试压孔螺纹泄漏时只需拧紧即可。2.6采气树各法兰连接处泄漏采气树各法兰连接方式同转换法兰与油管头连接处连接方式相同，处理方式也相同，可参见2.2项。3采气树各阀门故障分析与对策3.1楔型闸阀故障3.1.1楔型闸阀阀门手轮操作力矩较大楔形闸阀为我国阀门加工工艺技术尚不完善时的过渡产品，与平板闸阀相比存在一定缺陷。由于楔型阀结构的特殊性，造成故障的原因可能是阀杆与填料接触部位存在毛刺或传动部位被异物卡阻，再有可能是阀杆弯曲。处理方法为：检查有可能产生故障的部位，清除毛刺，添加润滑脂或更换阀杆。3.1.2楔型闸阀阀门阀杆密封填料泄漏楔型阀门阀杆的密封填料使用丁腈橡胶，由于阀杆使用时间长或因天然气腐蚀性强而严重被腐蚀形成泄漏，再有是填料压缩量不足或磨损。处理方法为：检查有可能产生故障的部位，查清故障原因，更换阀杆或增加、更换填料。3.2针型节流阀门阀座或锥面冲刷故障转动针形可调式节流阀手轮，带动阀杆旋转，阀杆产生进、退移动，使阀杆针尖部位与阀座的环形锥面间隙发生变化，达到调节流体流量的目的。为抵抗高压高速流体冲刷，阀杆头部采用喷焊耐蚀材料或硬质合金，阀座套采用硬质合金材料，提高了使用寿命。但节流阀仍属易损件，各国的节流阀都有一个共同的缺点，就是节流嘴容易被介质冲刷造成不能节流。在日常生产中，要时刻观察节流阀下部流程的压力变化，及时更换节流阀或节流阀上的节流油嘴。因此需及时更换针型节流阀的阀杆、阀座或更换整个阀门，避免介质压力过高损坏节流阀以下的设备。3.3平板闸阀故障3.3.1平板闸阀阀门内漏（即阀板与阀座间渗漏）平板闸阀手轮，带动阀杆旋转，旋转的阀杆带动螺母进而带动阀板上下移动（阀杆不产生上下位移），以实现闸阀的开关，阀板与阀座在波形弹簧作用下并借助密封脂和高压流体实现密封。如果阀板与阀座之间发生渗漏，可通过阀盖上的注脂阀注入密封脂。如果泄漏严重，必须更换阀门。3.3.2平板闸阀阀盖与阀杆之间的密封圈泄漏阀盖与阀杆之间的密封圈若发生泄漏，可以判断密封圈可能发生破损，可以对密封圈进行更换，或通过阀盖上的注脂孔对密封注入密封脂，以补偿泄漏间隙，达到密封的作用。3.3.3平板闸阀阀体与阀盖之间泄漏井口在使用过程中，由于介质的作用会发生振动，阀门的螺栓可能会因振动、氧化引起“退扣”、松动现象，就会引起阀盖与阀体间的泄漏，如果是这种情况，解决的方法较简单，只须将阀盖上的螺母拧紧即可，应注意拧紧螺母时一定要对称拧紧，在拧紧前要仔细检查阀盖与阀体之间有无间隙，如果没有间隙（中法兰垫环是单面密封）就不要再拧螺母，以防止泄漏越来越严重。如果需更换密封垫环，应先关闭阀门或主阀，然后依次拆卸手轮、止动螺钉、轴承座、阀杆螺母、连接螺栓，取出密封垫环，检查有轻微损伤时，可用细油石打磨，若密封垫环损伤时，（下转91页）-91-第7期吕锋等城市高层建筑燃气管道安全设计探讨收稿日期：2014-04-10；修回日期：2014-05-22◆参考文献[1]王淑静.超高层建筑燃气管道设计及安全措施[J].煤气与热力，2013，33(10).[2]韦武亮.高层建筑管道燃气设计中管道的安全设计[J].中华民居，2012，(3).[3]徐相军.谈燃气锅炉房的安全设计[J].工程建设与设计，2012，(6).气管道相邻侧的沟壁两侧及管沟的沟底进行勾缝处理，然后，抹面操作用1:3及1:2的水泥砂浆分别进行，要求其抹面总厚度不小于20mm；对于已建的管沟，加套管、砌隔离墙措施需要根据现场实际情况，或采用已建管沟的水泥砂浆抹面或者勾缝等方案。对地下燃气管道与其他相邻管道的净距不够时，应考虑敷设套管方式，在燃气管道外进行，可采用球墨铸铁管或无缝钢管作为套管，用沥青等材料进行密封。地下燃气管道较长或地下燃气管道是庭院管时，砌筑隔离墙的方法应用在地下燃气管道与净距不够的相邻管道间。3结语在越来越重视环境质量的今天，能源供应呈现出高效型和清洁型的特点，燃气管道的设计与施工关系到千家万户的幸福，能够有效改善城市的环境质量，体现城市的能源利用水平，应当尽最大努力周到、合理地进行城市管道设计，确保人民生命财产安全与提高生活质量。收稿日期：2014-03-10；修回日期：2014-05-21◆参考文献[1]李太元.目前采气井口存在的特殊问题及对策[J].钻采工艺，2001，25(3)：57-59.应更换新的密封垫环。更换新的密封垫环后，应将该密封垫环的标记记录下来，当阀体密封垫环槽损伤严重时，需更换主阀，非主控阀时应先关闭主控阀，然后更换阀门。4总结及建议4.1鉴于目前解决采气树漏气的方法还比较单一，一些先进方法还处于逐渐完善和成熟中，因此应对解决方式进行更深入的研究，以便研究出更好更经济的技术方案。4.2注重采气树本身的质量，其生产在工艺上应事先考虑采气树的维护和补救措施，安装应严谨和规范，即在采气树投入使用前，确保其完好，避免先天不足。4.3对于特殊高含硫气井的采气树，应选用更可靠的抗硫材质以及合适的密封填料。4.4加强采气树的日常维护和保养，如定期加注密封脂，阀门平时应处于全关或全开状态，平时应适时对阀门进行开关操作，以保证其开关灵活。采气树的漏气问题，不仅应在针对采气树漏气的对策上研究，还应在预防采气树的漏气上多下功夫，以减少采气树漏气事故发生，达到安全生产、提高企业经济效益的目的。（上接88页）作者赵洋2014.6.24给我刊编辑部发来如下内容的电子邮件：我曾在《石油和化工设备》2013年第1期26-27页发表《磁力泵防涡隔离罩的开发与应用》论文一篇，由于当时我公司进行改制准备，因此论文作者工作单位署名为“兖矿鲁南化工有限公司”。目前由于改制出现其它情况，请将该论文作者的署名单位由“兖矿鲁南化工有限公司”更正为“兖矿国泰化工有限公司”，作者赵洋，赵鹏，陈慧聪，田斌，李昌忠。