Dans le processus de production des puits de pétrole et de gaz offshore, afin d'éviter les éruptions, des soupapes de sécurité souterraines sont souvent connectées au train de tiges de production. Lorsqu'un fluide de fond de trou anormal se produit, le canal de production du train de tiges de production peut être rapidement fermé via le dispositif de contrôle au sol pour empêcher le fluide à haute pression de jaillir de la surface.
1.1 Structure de la soupape de sécurité de fond
La soupape de sécurité de fond de trou est divisée en une partie de mouvement de piston, une partie de ressort de puissance, une partie d'auto-équilibrage et une partie de commutateur de plaque de soupape.
La partie mouvement du piston est principalement composée d'un piston et d'une conduite de commande de liquide, cette partie est principalement utilisée pour transférer la pression du système hydraulique au sol et pousser le tuyau central sous l'action de la pression liquide ; La partie ressort de puissance comprend principalement le ressort et le tube central, le tube central précomprime le ressort, de sorte que le ressort ait une certaine précharge après l'installation. Lorsque le ressort comprime le tube central, le tube central doit continuer à comprimer le ressort, de sorte que la partie ressort de puissance détermine la pression d'ouverture de la soupape de sécurité souterraine, et la partie auto-équilibrée est principalement composée de la bille d'acier et de l'auto -corps équilibrant. Lorsque la pression supérieure et inférieure de la plaque de soupape n'est pas égale, la fonction de l'équilibre de la pression supérieure et inférieure de la plaque de soupape peut être facilement réalisée. La partie interrupteur de la plaque de soupape est principalement composée de la plaque de soupape, des joints en caoutchouc et du siège de soupape, qui est le cœur de la soupape de sécurité souterraine. Le degré d'étanchéité de la plaque de soupape, des joints en caoutchouc et du siège de soupape détermine la capacité de la soupape d'échappement souterraine à faire face à une éruption et à d'autres situations anormales.
1.2 Principe de fonctionnement de la soupape d'échappement souterraine
Ouverture de la soupape de sécurité de fond de trou : la soupape de sécurité de fond de trou est abaissée à la profondeur de conception du puits avec le tubage. Le côté de la soupape de sécurité est relié à la ligne de commande de liquide, qui s'étend jusqu'au sol et est scellée avec le système de contrôle automatique de la pression au sol pour former un ensemble complet de système d'exploitation de la soupape de sécurité de fond. Lorsque le puits fonctionne normalement, le système de contrôle de la pression de surface transmet la pression à la partie piston de la soupape de sécurité de fond de trou via la conduite de commande hydraulique. Le piston pousse le tube central et continue de comprimer le ressort. Au fur et à mesure que la pression dans la conduite de commande hydraulique augmente, le tube central pousse la bille dans le mécanisme d'auto-équilibrage pour équilibrer la pression au-dessus et au-dessous de la plaque de soupape, et pousse finalement la plaque de soupape. Le système de contrôle des fluides de surface est maintenu à la pression définie pour maintenir ouverte la soupape de sécurité de fond de trou.
Fermeture de la soupape de sécurité de fond de trou : Lorsque la pression du fluide de fond de trou est anormale, il est nécessaire de couper la pression dans la ligne de contrôle du liquide à travers le système hydraulique au sol. Sous l'action de la force de récupération du ressort de la soupape de sécurité de fond de trou, la soupape de sécurité fermera la plaque de soupape de toute urgence, de sorte que le canal de production de la chaîne de production sera fermé de toute urgence, afin de réaliser la fonction de prévention des éruptions du soupape de sécurité.
2. Analyse technique de la soupape de sécurité souterraine
(1) La large surface du siège de soupape et de la plaque de soupape, une plaque de soupape de sécurité autour du joint initial avec moins de caoutchouc de dureté, la pression est faible, principalement à travers le caoutchouc et le joint de siège de soupape, lorsque la pression est élevée, reposez-vous principalement sur le joint métal sur métal de la plaque de soupape et du siège de soupape, afin de garantir que la plaque de soupape, même dans l'environnement contenant plus d'impuretés, peut toujours être efficacement scellée, en même temps, cela évite également le problème d'une mauvaise étanchéité et stabilité due à la différence de pression élevée dans le processus d'ouverture et de fermeture.
(2) La connexion du joint de corps de soupape de la soupape de sécurité souterraine adopte un filetage de technologie de pointe, qui offre d'excellentes performances de positionnement précis, de haute résistance et de faible contrainte. Et l'utilisation d'une double couche de différents joints de grand diamètre, la partie douille est directement transformée dans le corps pour coopérer avec la structure. En termes de revêtement, la surface extérieure du tube central et du siège de la soupape de sécurité de fond de trou est revêtue pour réduire la friction et prolonger la durée de vie. Le revêtement ne tombe pas dans les environnements extérieurs difficiles, empêchant ainsi l'érosion chimique et l'accumulation de saleté, et assurant l'ouverture et la fermeture normales de la soupape de sécurité de fond. Lorsque la soupape de sécurité souterraine doit augmenter la pression, la soupape de commande du système de commande doit s'ouvrir automatiquement, la soupape de surpression se ferme à temps, l'électrovanne relie la canalisation par le courant, le système de commande selon les exigences du pression hydraulique de sortie, à la vanne proportionnelle électrifiée un signal de courant de commande réglé, contrôlez son possessif proportionnel pour ajuster la pression pour entraîner la pompe pour former la valeur de pression de la source d'air, parce que le rapport de la pompe de surpression pneumatique est très fixe, le surpresseur pneumatique Le piston peut échanger le travail, la sortie de pression de liquide, atteindre directement la valeur de pression de liquide de contrôle définie.
(3) Le trou sur le côté de la soupape de sécurité de fond adopte une conception auto-équilibrée et un petit ressort est utilisé pour pousser la structure de la bille d'acier. La surface de la bille d'acier doit être polie et lisse, et la surface d'étanchéité conique à l'intérieur du siège de soupape doit être scellée au métal avec la surface extérieure de la bille d'acier. Pendant le processus d'ouverture de la soupape de sécurité de fond de trou, le tube central pousse la surface extérieure de la bille d'acier pour libérer la bille d'acier de la surface d'étanchéité conique à l'intérieur du siège de soupape. Ouvrez ainsi le canal d'équilibre près de la plaque de soupape, lorsque la pression supérieure et inférieure de la plaque de soupape est équilibrée, le tube central poussera facilement la plaque de soupape. Auparavant, en raison du grand diamètre du piston de la soupape de sécurité, le frottement entre les joints de piston et les pièces d'accouplement était plus important. D'autre part, parfois la pression de formation est recueillie à court terme, ce qui rend également la pression supérieure et inférieure de la plaque de soupape très différente, conduisant au mouvement fluide du piston en cours d'utilisation, mais également sujet à l'usure et décompression des joints. La plaque de soupape et le siège de la soupape de sécurité adoptent le contact à trois points nouvellement étudié, qui réduit la force d'impact de la surface de contact, empêche la plaque de soupape d'être endommagée en raison de l'impact du liquide, augmente le temps de contact entre la soupape plaque et le siège, afin que nous puissions l'utiliser plus rapidement, efficacement et gagner du temps.
(4) En cas de panne, la soupape de sécurité de fond de trou peut être câblée dans l'outil d'ouverture permanente, qui est verrouillé dans l'étape à l'intérieur de la soupape de sécurité de fond de trou et commandé hydrauliquement par la ligne de commande de liquide de stock pour forcer l'ouverture de la plaque de soupape, de manière à pour reprendre la production et retarder le temps de reconditionnement.
(5) Le contrôle de la pression est plus intelligent. La soupape de sécurité de fond de trou contrôle principalement la pression d'huile grâce au contrôle combiné de la pompe de surpression pneumatique et de la soupape proportionnelle électrique. La vanne proportionnelle de puissance elle-même est un système de contrôle en boucle fermée. La boucle de régulation de pression utilise le mode de régulation PID. Tant que le régulateur PID est utilisé pour le réglage, les paramètres de réglage PID spécifiques peuvent être vérifiés expérimentalement.
