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国内外井口安全系统的现状及基本做法

  
评论: 更新日期:2016年03月25日

        (2)操作方式的设计应简捷,适合一个人独立操作、紧急操作和便于日常维护。
        (3)任何管路、卡套接头和部件的失效,均会导致系统故障。因此,安全系统的质量由最差的部件决定。
        (4)液动控制系统适用于每年平均有20天以上有霜冻的地区,而气动控制系统常用于无霜冻的地区。维持方便、操作简单、截断时间短、扩展性强及经济性使气动比液动有更大的优势。在高含硫的天然气井场,可采用仪表风、回铺的净化气作为动力源,也可用电能或太阳能做动力。
        (5)对偏远(如戈壁沙漠)的天然气井,安全系统的控制可用有线电话、手机或卫星电话远程通讯实现无人值守监控,而成本已较过去大大降低。
        (6)导阀:高低压导阀的精度为井口系统压力感应的精度。BWB公司生产的导阀有5~10000PSI的范围,已有35年历史,在美国被广泛接受。
        (7)自动中继阀和手动中继阀:主要的逻辑控制部件,要求有较好的操控性。
        三、我国地面井口安全系统的现状与差距
        我国对井口安全系统的研究还处于起步阶段,主要表现在以下方面。
        (1)无论是用户或制造商,在理论上缺少对井口安全系统的系统研究,还没有形成产业化的趋势;而在美国已有明确的分工,如控制部件的生产公司,专业的设计公司和系统集成公司。
        (2)国内还没有一个商业化、上规模生产API 6A安全阀执行器的厂家;国外已有CAMERON、BAKER、BETTIS和SAFOCO等专业厂家。
        (3)在控制部件方面没有相应的国产产品来支持,几乎买不到可靠的、用于抗恶劣环境的部件;在美国就有近百家公司在生产各种控制部件。
        (4) 在控制系统(柜)的设计和制造方面:①海上石油平台安全控制系统的工艺比陆上复杂很多,大的控制柜可以控制72口井,有微电脑PLC控制的面板、三相分离器的液动控制和自动消防的灭火系统等多种选择,目前中国海洋石油公司的市场主要还是依赖进口;②陆上井口安全系统以单井居多,最多为四路目标控制(SCSSV+MSSV+WSSV+SDV),从维护和操作方便来讲,陆上井口安全系统不建议采用多井控制柜,站内多井的安全系统可通过控制逻辑的连锁来实现,这样会有更好的经济性;③一种更廉价的用于低产量的井口安全系统被 研发出来。美国AXION TECH公司2005年投入市场约9000美元的安全系统(包括阀门)运用于美国墨西哥湾陆地附近的许多低产井,安装和调试方式极为简便,但如果用于高产或高危井口,其灵活性和扩展性将受到限制,所以在美国只有低产气井用户采用这种电控压力表作为传感器的控制系统。
        (5)我国自2005年在国标中要求安装井口高低压紧急关断阀以来,市场上出现了各种各样的井口安全系统。国内井口安全系统制造和应用存在以下误区。
        1)地面安全阀的误区
        API SPEC 6A(SY5127)已对地面安全阀有明确定义,但直到现在仍有公司采用井口液动阀或气动阀(活塞式执行器)作为地面安全阀。虽可降低生产成本,但这种需外部动力才能关断的阀门在井口发生意外情况时,是不能可靠截断井口气源的,存在极大的安全隐患。
        2)井口安全系统和紧急截断阀的应用误区
        井口安全系统的地面安全阀为保证其在下游设备的安全而安装在采油树上,井口节流阀安装在其后面。当井口节流阀失效或出现故障时,下游管线压力增高,井口安全系统的一个重要作用是要检测出压力安全高限(PSH)而立即切断井口安全阀。如果井口安全阀安装在节流阀后,就不能保护井口到截断阀之间的设备和管线(压力最高和最危险的部分)。西北的一些气田还有这样的做法。BETTIS公司生产的“压力卫士”和国产的自励式高低压截断系统与常用的气液联动截断系统一样,可提供下游管线的高、低压保护,但用它代替井口安全系统的做法是不安全的。
        3)采用非专业部件制造控制系统
        安全系统的专用控制部件基本采用阻塞/排放(BLOCK AND BLEED)工作方式,这样才有更快的响应时间、更简捷的控制逻辑和节约动力;而国内一些厂家多采用通/断(ON/OFF)工作方式的部件设计和生产的控制系统,达不到快速响应的目的,或造成驱动介质排放量过多污染环境(液动系统会造成液压油污染),其可靠性、稳定性和操作性均与专业厂商的产品相差甚远。
        我国越来越重视安全生产和环境保护,如何借鉴国外在地面井口安全系统的经验和执行标准,积极采用更安全、更可靠、更经济、符合国际标准的安全控制系统,对含硫天然气田的开发与生产有非常重要的意义。
        作者简介:李瑜,1964年生,高级工程师;多年从事地面井口安全系统的研究、设计、制造和销售工作。地址:(610041)四川省成都市高新区科园南2路1号大一高新孵化园4栋B座2层。电话:(028)85196343。Email:woods.lee@zhonghuanchina.com.cn
        参考文献:
        [1]American Petroleum Institute , Recommended practice for analysis, design, installation, and testing of basic surface safety systems for offshore production platform[S].API Recommended Practice 14C seventh edition,  March 2001.
        [2]American Petroleum Institute, Specification for wellhead and Christmas tree equipment[S].SPI SPEC 6A 19th July,2004.
        [3]American Petroleum Institute, Specification for wellhead surface safety valves and underwater safety valves offshore service[S] .API SPEC 14D,July,2001
        [4]Global Training & Environmental,Inc. Production safety systems[R].API Training Provider Certification Program,Oct.2002
        [5]张斌,采气井口密封栓检测研究[J],西南石油学院学报,2003,25(6).
       
       

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