[發明專利]井下安全閥活塞進液口清洗系統及驗證方法及清洗方法

有效

• 申請號: 201810475891.4
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108643858B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 羅運川
• 申請（專利權）人: 羅運川
• 主分類號: E21B34/10
• 分類號: E21B34/10;E21B37/06
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 武媛;呂學文

本發明公開了一種井下安全閥活塞進液口清洗系統及驗證方法及清洗方法，包括安全閥本體和活塞，活塞與安全閥本體內壁之間設有液壓腔，液壓腔內壁上開設有活塞進液口，安全閥管柱外壁上固定連接有液控管線，液控管線一端通過活塞進液口與液壓腔相連通，另一端通過油套環空通往地面井口控制柜；液控管線內部增設更為細小的清洗管線，清洗管線一端伸向活塞進液口，另一端通向地面以上；可在地面以上通過清洗管線加注化學溶劑使活塞進液口處積聚的雜質得到充分溶解后，形成粘度更低的物質以便清洗管線沖洗后將其返排至井口，從而解除活塞在液壓腔內的憋壓狀況，使彈簧能夠依靠自身恢復形變的彈力動作而使活塞復位。

技術領域

本發明涉及井下安全閥技術領域，具體涉及井下安全閥活塞進液口清洗系統及關閉異常驗證方法及清洗方法。

背景技術

井下安全閥是一種安裝在油氣井內，在生產設施發生火警、管線破裂、發生不可抗拒的自然災害(如地震、冰情、強臺風等)非正常情況時，能緊急關閉。防止井噴、保障油氣井安全生產的井下工具。

目前國內各大氣田所使用的井下安全閥大部分為Baker、威德福、哈里伯頓、BJ等國外純進口井下安全閥，國內也有部分廠家生產，但由于制造工藝上的差距，其性能明顯不及國外進口的井下安全閥可靠。按照行業標準對于氣井尤其是含硫氣井必須安裝井下安全閥，其主要功能有；一、在正常情況下實施關停(如正常停產、井場設備檢修等)。二、在生產過程中突發火災、管線破裂或發生不可抗拒的自然災害等非正常情況時實現緊急關閉，從而保障油氣井安全生產。三、對于高含硫氣井，它是防止天然氣泄漏的重要組成部分，是保障施工安全及生命財產安全的重要保護屏障。

井下安全閥一般安裝在離井口90-110米范圍內，通過井口安全控制系統的液壓管線來控制其閥瓣的開關狀態，其液壓管線的控制壓力一般在8000—10000Psi(不同廠家，液控壓力設定值約有變化)。盡管井下安全閥生產廠家不同，但其結構原理卻大同小異。井下安全閥在結構上主要分為活塞運動部分、動力彈簧部分、自平衡部分和閥瓣開關部分。它的工作原理均是通過液壓油的充壓與卸壓，來控制安全閥開啟與關閉。即：當井口液壓控制管線充壓時，液壓油進入活塞腔內，推動活塞向下運動、彈簧被壓縮，井下安全閥閥瓣被打開。卸掉地面液控壓力，彈簧恢復形變使活塞上行，井下安全閥閥瓣在扭簧作用下復位，實現安全閥關閉。

在油氣田生產現場，井下安全閥使用的液壓管線均為1/4”液壓管線，其內徑在2mm左右。而且其只有一根液壓管線進入油套環空控制安全閥開關，設計上并無回油管線。在長期使用過程，由于重力、壓力和溫度的影響液壓油中的基礎油和添加劑成份會隨時間推移而發生消耗或變質，即液壓油老化；液壓油在使用過程中會積累管線磨損等原因產生的不溶物，也相當于廣義的老化。產生的“老化物質”在重力作用下會不斷向安全閥活塞進油孔處累積，使其液壓油粘度發生變化，從而增大液壓油摩擦阻力。有的“老化物質”甚至會直接堵塞活塞進油孔。在考慮其他參數不變的情況下，液壓油粘度變大或者活塞進油孔堵塞時，必然會引起活塞動作時的阻力增大。當阻力大于或者等于彈簧恢復形變的彈力時，即使在井口安全控制系統卸掉液控壓力，活塞內的壓力也得不到相應釋放，彈簧無法恢復形變，進而導致井下安全閥無法正常關閉。所以說井下安全閥無回油管線的設計是其一大缺陷，這致使其管線內的液壓油得不到定期清理與更換，長年累月必然導致油路堵塞，引起井下安全閥活塞憋壓、彈簧失效，從而使得安全閥關閉異常。這樣的設計缺陷，使得井下安全閥的使用壽命被大打折扣。可以說井下安全閥液控系統失效只是一個時間問題，這主要取決于生產井的溫度和壓力以及安全閥開關間隔周期的長短和加入液控管線內的油品質量。

綜上所述，現有技術中的安全閥使用較長時間后，在活塞進液口處會滯留積聚雜質，導致活塞進液口堵塞，進液口處的油壓增大，進而導致活塞在彈簧的彈力作用下無法正常復位，從而導致閥瓣無法正常關閉。使得井下安全閥使用壽命大大縮減。

發明內容