含硫油气田铸造井口阀门的拆检研究

由于硫化氢的强烈腐蚀作用, 要求开采含硫油气田的设备和材料必须具有良好的抗硫化氢腐蚀性能。为此, 对川西含硫油气田在用的铸造井口阀门进行了拆检研究, 拆检的零件包括手轮、阀杆铜螺母、轴承座、推力球轴承、填料压盖、填料环和密封圈、阀杆、阀盖、阀板、阀体、螺栓和螺母等。拆检结果表明, 井口阀门中的某些零件存在结构设计不合理和材料选择不当等问题, 因而降低了井口阀门的抗硫化氢腐蚀能力。针对阀门零件存在的问题, 进行了初步研究,并提出若干改进意见。     

PFF65-140型硬密封圆弧平板闸阀结构改进

PFF65-140型平板闸阀在140MPa超高压力作用下,阀板和阀座表面的硬质合金层经常发生爆裂失效。通过受力分析,原密封结构的比压大于标准值,阀板存在应力集中区,阀座基体的变形大,这些因素是导致其硬质合金层失效的原因。改进了阀板和阀座的结构,使其受力合理;并控制阀座、阀体阀座孔的装配间隙小于0.2mm。经过改进后,该阀的加工工艺简单、制造成本低、强度高、密封可靠,能够满足140MPa井口装置的使用要求。     

热采井口双阀杆闸阀研制与应用

针对热采井口应用的单阀杆明杆闸阀存在的不足,设计了热采井口双阀杆闸阀。该阀主要由阀体、盘根、下阀杆、连接装置、弹性挡圈、推力轴承、上阀杆和支架等组成,具有减小闸阀开关扭矩、减小闸板与阀座之间的摩擦、减小腐蚀性介质对阀杆的影响等特点。在整个启闭过程中上阀杆既旋转又升降,下阀杆只有升降动作,从而保证下阀杆对闸板不产生扭矩作用,减小了闸板与阀座之间的摩擦和磨损。现场应用中该阀效果良好,得到了用户好评。     

新型高压平板阀防砂性能试验研究

高压平板阀是石油或天然气钻井、压裂、试油试气等作业中关键的井口采油气设备，高含砂井以及含砂量较大的施工作业，极易导致阀门开关受阻甚至密封失效。为适用高压高含砂作业工况的需求，对传统高压平板阀中的阀座结构进行优化，使阀门在原有基础上增加防砂功能，并运用试验研究的方法，对比分析高压平板阀传统阀座结构以及防砂阀座结构的防砂性能。结果表明，改进后的防砂阀座结构在压砂试验过程中，无砂砾进入阀体及阀座间隙，有效的切断了砂砾进入间隙的通道，开关卡阻现象得到了明显的改善；同时长时间的压砂试验，防砂阀座结构的阀门防砂性能无影响，依然能够保持良好的防砂功能。通过试验方式针对性的对两种典型结构进行分析，也为其他结构形式的高压平板阀的工程设计提供一定的参考。     

新型隐蔽式井口防盗阀

以往油田采用的防盗装置存在着某种缺陷 ,防盗效果不够理想 ,为此 ,中原油田分公司第三采油厂研制了一种新型隐蔽式井口防盗阀。该防盗阀不但防盗方式隐蔽 ,而且可以实现反洗井。现场应用表明 ,新型防盗阀可有效地防止偷气 ,收到了较好的防盗效果。1 井口防盗阀的结构井口防盗阀主要由阀座、钢球、弹簧、压帽和阀体组成 ,结构如图 1所示。图 1　井口防盗阀结构示意图1—压帽 ;2—弹簧 ;3—钢球 ;4—阀座 ;5—阀体2 工作原理(1)防盗气原理　大四通与套管闸门通过卡箍相连接 ,井口防盗阀安装在井口大四通与套管闸门之间 ,井口防盗阀钢球一端…     

高压闸阀阀板与阀座摩擦因数的试验研究

在打开完全关闭状态的闸阀时,由于闸板与阀座密封面充分接触,使闸板与阀座密封面滑动摩擦力达到最大值,导致阀板驱动机构所受力也达到最大值.为确保设计的阀板驱动机构能在阀门全关状态下顺利打开阀门,必须较准确地计算出阀门与阀座之间的摩擦力,而阀门与阀座的摩擦因数难以确定.通过试验的方法测出了油气田现用闸阀的阀门与阀座的摩擦因数,为设计提供了重要基础数据.     

井口防盗油装置

近年来,各大油田采油井均遭到过盗窃和严重破坏,给国家带来了巨大的经济损失。由于常规井口由丝堵密封,容易被拆卸直接进行原油盗窃,给采油管理带来了困难。为此,设计了井口防盗油装置。1　结构与工作原理井口防盗装置由三通、阀球、弹簧、弹簧座、阀座、接箍、直角弯头、丝堵等8部分组成。阀座与三通为管螺纹联接,弹簧座安装在三通内台阶处,弯头与三通出接箍联接后点焊。该装置与油井井口流程的生产阀门和回压阀门为卡箍联接。在油井正常工作时,阀球由于受油压和弹簧压力的作用与阀座密封,凡阀球由于受油压的作用克服了回位弹簧的压力,与阀…     

减压塔底泵入口阀失效原因分析

减压塔底泵入口阀阀杆、阀板松脱造成装置停工,通过分析阀杆和阀板的化学成分、硬度、微观组织和操作条件对阀门的影响,找到了阀门失效的真正原因是阀杆、阀板选材不对及渣油中高温硫腐蚀和沥青质的冲蚀先造成阀杆磨损,然后导致阀门失效。     

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对井口装置的失效形式及失效模式进行了深入的分析，发现失效形式有：电化学腐蚀分布面积较大；冲蚀产生蚀槽；分布不均匀的坑蚀；腐蚀产物使闸板卡死；阀杆与闸板或阀针连接处硫化物应力腐蚀，使阀杆断裂；磨损或腐蚀造成表面损伤，材料流失，影响密封性；密封盘根老化、鼓泡，永久变形；失效模式为：腐蚀、磨损及密封件老化；易损件有：针阀的阀针与阀座；闸阀的阀板与阀座；针阀、闸阀的阀杆、密封盘根及轴承。为此，文章提出了改善井口装置系统可靠性的措施。     

水下平板闸阀阀座密封技术探讨

水下平板闸阀阀座密封的可靠性和稳定性直接影响水下生产系统的正常运行。通过对水下闸阀密封试验测试、几种典型阀座密封结构及密封机理、闸阀关键部件材料选择和热喷涂技术等进行阐述,得出水下闸阀阀座密封结构设计要求点,即首先根据油气介质的工作压力、气质条件来确定密封方式;其次是设计的阀板与阀座金属密封面在低压状态下必须具有自密封性;再者是设计的阀板与阀座需始终保持浮动状态;最后是应选择合适的阀座与阀板密封面喷涂材料及喷涂工艺。建议我国应加大水下闸阀阀板与阀座金属密封面涂层材料的自主研发,深入研究热喷涂后的腐蚀行为测试方法,确定不同工况下涂层材料的选择方案及依据。研究内容可为我国的平板闸阀国产化研制提供参考。     

含Cr材质在CO_2腐蚀环境中的腐蚀分析

雅克拉凝析气田具有高压力、高产量、高流速、CO2含量高、水和H2S含量低的＂四高两低＂特征,腐蚀介质非常复杂。气田开发以来,井下管柱和集输管道出现了严重的腐蚀。通过对13Cr材质在现场不同CO2腐蚀环境中的试验研究,验证了13Cr材质在CO2含量低的腐蚀环境中发生腐蚀较轻,随着CO2含量增加,13Cr材质腐蚀程度增加。模拟井下和集输管道两种CO2腐蚀环境,采用高温高压釜装置对不同Cr含量材质的腐蚀行为进行了试验研究,采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）等方法对试样表面腐蚀产物的形貌及成分进行了分析。分析结果表明,22Cr和316L抗腐蚀性能优于3Cr和13Cr,并提出了适合雅克拉凝析气田井下和集输管道腐蚀治理的方向。     

抽油泵阀用新型耐蚀耐磨合金的研制

针对国内油田使用的抽油泵阀耐蚀性和耐磨性能差，严重影响抽油泵效率的问题，对泵阀失效进行分析的结果表明，泵阀失效是由腐蚀冲蚀磨损和氢致开裂所致。在此基础上，对高碳高铬系钢材的组织和性能进行了研究，研制成功ZG8Cr18Si2MoCuRe钢，热处理后的组织是断续状共晶碳化物＋奥氏体＋高度弥散分布的细微二次碳化物。新型合金钢具有耐蚀性和耐磨性好的特点，是抽油泵阀的理想替代材料。     

采气闸阀密封面喷焊工艺及性能

采气井口闸阀在含硫天然气介质中工作，密封面失重腐蚀、应力腐蚀及磨损是其主要失效形式。采用2Cr13钢为基体，用氧－乙炔火焰喷焊工艺在阀板、阀座密封面上喷焊镍基自熔性合金粉末，可获得性能优良的表面防护层。喷焊层抗摩擦磨损及磨粒磨损性能与镀硬铬件相同；在5％和10％H2SO4恒温溶液中的腐蚀速率分别是镀铬件的1／14和1／16，具有优良的抗蚀性；喷焊层抗拉强度为218～294MPa，与基体的结合强度相当，完全满足采气闸阀密封面的使用要求。     

燃料气压缩机水冷器管束失效分析

惠州炼化燃料气回收装置压缩机水冷管束发生穿孔失效现象,采用宏观观察,扫描电子显微镜,能谱等失效分析方法研究了压缩机水冷器管束发生失效的原因.分析结果表明在腐蚀坑边缘及腐蚀坑底的Cr元素质量分数分别为10.09％,12.13％,低于国标材质成分要求的Cr元素质量分数17％的最低标准,使管束材料存在缺陷,导致了管束在HCN,CO2,H2S和H2O腐蚀环境中发生了电化学腐蚀,并在管束腐蚀严重部位发生穿孔.     

雅克拉气田集气管线内腐蚀分析及材质选用

塔里木盆地雅克拉气田井流物具有高含CO₂、高含Cl^-、低含H₂S、低pH值的特点,投产1年多后,集输管线距井口150 m处相继出现爆管、穿孔、管壁减薄等腐蚀现象。随着气田开发时间的延长,气井含水量上升,腐蚀环境进一步恶化,腐蚀也逐渐从井口方向延伸至进站端。为此,分析了气田集气管线腐蚀环境、腐蚀规律特征、腐蚀影响因素（温度、CO₂分压、pH值、Cl^-含量、多相流流态及流速、水蒸气冷凝率）,确定了集气管线腐蚀主要是CO₂腐蚀,同时冲击流流态下高速气流的冲刷和Cl^-的存在加剧了腐蚀进程。同时,对集气管线的管材进行了筛选,不同材质耐腐蚀性能分析表明：集气管材抗腐蚀性能由强到弱排序为22Cr、316L、玻璃钢、13Cr、1Cr13、06Cr13、3Cr、16Mn、L360;弯头抗腐蚀性能由强到弱排序为1Cr13、16Mn渗氮、15CrMo、16Mn。最后从技术可行、经济合理的角度分析认为：集气管材宜选用316L+20号钢的双金属管材和富含环氧树脂内衬高压玻璃管材,弯头宜选用1Cr13和16 Mn渗氮高压直角弯头。     

铬铝合金化对CT80钢抗CO2腐蚀性能的影响

为了提高CT80连续管在CO2腐蚀环境中的耐蚀性能,通过在CT80钢的基础上改变Cr、Al合金元素的含量,并利用真空冶炼技术制备出了铬铝合金钢,采用电化学极化试验、浸泡腐蚀试验对试验钢进行了耐蚀性能评价。结果表明,Cr、Al两种合金元素经过合理的组合匹配,可以有效地提高CT80钢在高矿化度、饱和CO2腐蚀环境下的耐腐蚀性能,为该环境下的油气管材设计提供了理论依据。     

日本管道管用高焊接性13%Cr激光焊接钢管的开发

日本NKK公司通过使用大功率激光焊接工艺开发生产出了高焊接性的13％Cr管线钢管。这种激光焊管实现了薄壁合金管在流体输送管道上的应用。该合金管的强度性能与API－X80级管线钢管相当，焊缝区试验表明，韧性和耐腐蚀性与母材相当，具有很好的特性。它将会成为CO2防腐领域的优质材料。     

耐湿硫化氢腐蚀的新材料07/09Cr2AlMoRE

介绍了耐湿硫化氢腐蚀用 0 9Cr2AlMoRE钢无缝管和 0 7Cr2AlMoRE钢板材的化学成分、力学性能、耐腐蚀机理以及焊接材料研制的试验数据。分析了稀土在钢中微观行为的作用。试验与应用结果显示 ,0 7/ 0 9Cr2AlMoRE钢具有良好的耐应力腐蚀和耐均匀腐蚀性能 ,以及较强的耐湿H2 S腐蚀能力 ,因此 ,特别适用于在H2 S腐蚀环境中工作的部分炼油设备及油田集输设备     

含Cr钢油井套管CO2耐蚀性能研究

针对某油田油井套管破损严重的问题,对J55钢和3Cr、5Cr、9Cr和13Cr钢在含CO2油井模拟工况环境中的腐蚀速率进行了测试试验。结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,相对于J55钢,含Cr的合金钢腐蚀速率较低,且随着Cr含量的增大,腐蚀速率降低程度增大,Cr钢表面腐蚀产物膜表面Cr的富集程度增加,尤其13Cr最为明显,Cr的腐蚀产物主要为非晶态的Cr（OH）3。评价5种材质的耐蚀性能,为含CO2油井套管的选材提供理论依据。     

YK6H井高压阀门腐蚀及防护对策

YK6H井为雅克拉凝析气田一口高温、高压、高产、高流速的凝析气井,该井油压30 MPa,油温80℃,回压8.0 MPa,回温60℃,流速6.5 m/s,CO2含量3.10%,CO2分压0.248 MPa,H2S质量浓度25 mg/m3,腐蚀环境复杂。YK6H井口和站外高压阀门多次发生法兰钢圈槽、本体腐蚀刺漏事件,造成频繁关井更换阀门,目前已累计更换高压阀门6套。根据YK6H高压阀门腐蚀现状,从阀门服役腐蚀环境、阀门材质、阀门加工工艺等方面进行阀门腐蚀行为分析,结果表明:阀门腐蚀主要是CO2冲刷腐蚀,电偶腐蚀、静电腐蚀和高流速在紊流、空蚀、冲击腐蚀等的影响加速了法兰金属槽的CO2腐蚀,加工工艺缺陷也是影响因素。针对阀门腐蚀影响因素,提出对应的防治措施。