采气用笼套式节流阀阀芯尺寸和节流开度研究

笼套式节流阀具有多孔道的特点,可改善通过的高压高速天然气流场的分布,进而降低振动和噪声,在采气生产中广泛使用。分析了笼套式节流阀在气田开采中的常见故障及失效原理。根据流量与压力值的关系计算出阀芯的推荐尺寸。通过有限元软件分析了产出流量相同时,不同阀芯尺寸、节流开度对节流阀阀芯的速度场和压力场的影响。两种方法得到的结论相同,可指导笼套式节流阀的阀芯选型。     

元坝高含硫气田笼套式节流阀损毁原因及改进措施

元坝气田投产初期,站场地面工艺流程的二级笼套式节流阀频繁出现节流失效现象,造成工艺管道超压触发站场三级关断。通过拆卸节流失效的二级节流阀,发现节流阀的内部阀件普遍损毁。为了查明节流阀损毁原因,从节流阀结构、阀套材质、生产工况条件和现场操作等四方面进行深入分析,并采取了更换新型节流阀、预防水合物形成、规范开井操作、调整气田联锁逻辑等四项具体的改进措施,有效地降低了二级笼套式节流阀的损坏概率,保障了元坝气田安全、平稳生产。     

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本文介绍了小孔节流优于节流阀节流的原因及角式抗硫节流器与透镜节流器在川中磨溪气田开采“二高一低”(高压力、高含硫、低产量)气井中的现场使用及经济效果。     

节流阀在塔里木油田应用中的几个问题

本文从节流阀流量特性、节流阀的结构、执行机构的动作、节流阀笼套材料四个方面论述了国外知名公司节流阀在塔里木油田的使用状况。在四种表现中,节流阀流量特性不匹配对阀的使用性能影响最为突出,应特别注意额定流量系数的选择,重视阀的流量特性与气井流量特性的匹配。     

笼套式节流阀开度与流通面积变化规律的研究

节流阀的流通面积是天然气生产调节流量的重要参考因素。本文以笼套式节流阀为实例,计算了不同开度下的流通面积并分析了开度与流通面积变化规律。研究表明,笼套式节流阀开度与流通面积呈近似线性变化规律且流通面积随开度增大而增大,对高效精确控制使用笼套式节流阀提供了数据支持,具有参考意义。     

国外液滴破碎机理研究与新型井口节流阀开发

鉴于我国对低剪切井口节流阀的研制处于空白的现状,在介绍液滴破碎理论基础和各种理论预测模型的基础上,论述了荷兰Delft理工大学和法国石油研究院在小孔节流中液滴破碎方面的相关成果,对挪威Typhonix公司旋流阀门和荷兰Duxvalves公司Typhoon阀的基本结构及工作原理进行了介绍。井口低剪切节流阀基于液滴破碎理论及旋流原理,极大地降低了对流体的剪切作用,与常规井口节流阀相比具有明显优势。建议我国对低剪切节流阀予以关注,并尽快开展低剪切节流阀的应用基础研究工作。     

国外液滴破碎机理研究与新型井口节流阀开发

鉴于我国对低剪切井口节流阀的研制处于空白的现状,在介绍液滴破碎理论基础和各种理论预测模型的基础上,论述了荷兰Delft理工大学和法国石油研究院在小孔节流中液滴破碎方面的相关成果,对挪威Typhonix公司旋流阀门和荷兰Duxvalves公司Typhoon阀的基本结构及工作原理进行了介绍。井口低剪切节流阀基于液滴破碎理论及旋流原理,极大地降低了对流体的剪切作用,与常规井口节流阀相比具有明显优势。建议我国对低剪切节流阀予以关注,并尽快开展低剪切节流阀的应用基础研究工作。     

固定节流阀流场数值模拟研究

应用有限体积法,借助FLUENT分析了突然收缩和突然扩张型固定节流阀在节流孔孔径为14mm时的流场特性,揭示了流线、速度、压力分布,讨论了节流孔长度、孔径对压降的影响.提出了一种新型节流阀结构,可有效增大压降,为固定节流阀结构优化及性能改善提供参考依据.     

笼套式节流阀冲蚀磨损计算研究

针对笼套式节流阀的冲蚀磨损难以计算的问题,提出利用节流阀实际工作时的流量系数变化的方法来计算和比较现场各种节流阀的耐冲蚀磨损性能。应用某气田现场A、B、C 3种节流阀在现场初期的工作数据计算了其初期冲蚀磨损情况,并利用流场分析,通过对各类节流阀过流孔入口周围的速度和入射角对比,验证了该方法的可靠性。应用节流阀整个使用期内的工作数据计算得出了3种笼套式节流阀的平均冲蚀磨损性能指标。结果表明,A类节流阀冲蚀最严重,B类次之,C类耐冲蚀磨损性能最稳定,与现场使用情况相符。     

FDT地层测试器节流控制阀数值模拟

为优化地层测试器节流控制阀结构,提高其工作性能,运用CFD软件Fluent对其在不同开度下进行了三维数值模拟分析。采用SIMPLE算法和κ-ε2方程模型进行求解,计算单相流体的定常流动,对阀内流场分布和节流阀的流量特性进行了分析研究,并以此为依据,对节流控制阀进行了结构优化设计,优化后的模型调节能力明显优于初始设计模型。分析结果对节流阀的优化设计有一定的理论指导作用。     

凝析气田开采后期工艺改造方案的选择

针对气田开采中后期压力逐年递减、不能满足＂节流制冷脱水脱烃工艺＂的节流压差要求而导致外输气水、烃露点不达标的问题,需对原节流制冷工艺进行技术改造。对＂节流阀前增压＋节流制冷＂＂节流阀前增压＋丙烷制冷＂＂节流制冷＋节流阀后增压＂和＂丙烷制冷＋节流阀后增压＂4种改造工艺的流程进行了详细介绍,从工艺可行性、能耗、投资等方面作了对比分析,得出＂节流阀前增压＋丙烷制冷工艺＂优于其他3种改造工艺。并以某凝析气田为例进行模拟计算,由计算结果可知＂节流阀前增压＋丙烷制冷工艺＂可以满足该气田外输气水、烃露点和外输压力的要求。     

基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法

为了提高控压钻井的控压精度,研究了基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法。分析了节流阀的节流控压原理,根据伯努利方程建立了表征节流阀物理特性的方程;利用采集的节流阀节流控压试验数据,通过Matlab软件进行线性回归,得到了可计算节流阀控压的四参数公式;根据试验选用的节流阀开度与当量直径的特性曲线,采用Matlab软件进行拟合,得到了节流阀开度与节流面积的关系方程;根据节流阀开关试验得到的节流阀开度与开关时间数据,利用Matlab软件拟合出了开度与开关时间的关系方程,将上述各方程相结合得到了节流控压的理论模型。利用Matlab软件的半实物仿真插件将模型转化为通用实时代码,并采用模块化建模方法,编制了控压钻井自动控制软件,形成了控压模型。循环模拟系统验证显示,控制系统的响应时间小于10 s,控制精度达到了±0.2 MPa,满足控压钻井精细控压的需求,这证明基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法是可行的。      

气井井下节流动态预测

气井井下节流工艺将节流器安装于油管的适当位置来实现井下调压，能充分利用地热对节流后的天然气加热，从而改变天然气水合物的生成条件，对于防止水合物生成起到了积极的作用。井下节流后，气体由于压力降低而膨胀，气体的压能转变成动能，促使气流速度增大，有利于提高气井的携液能力。文章应用节点系统分析方法，以井下节流器为节点，建立了气井井下节流过程井筒压力温度动态预测模型。该模型综合考虑了流入动态和井筒径向传热机理，能够预测井下节流压力、温度等重要参数，为井下节流动态分析、井下节流器工艺参数设计、水合物防治、排液采气工艺提供了必要的技术手段。     

涩北气田地面节流及排污系统抗冲蚀技术

柴达木盆地涩北气田储层岩性为泥质粉砂岩,成岩性差,质地疏松,生产过程中易出砂,常刺坏节流降压设备;同时,由于排污时高速流体带砂,排污阀门被刺坏的几率也呈直线上升趋势。为此,研发了适合涩北气田使用的节流及排污装置--“高效直角节流器”和“节流、抗冲蚀高压排污阀”,并详细介绍了新设备的原理、结构,并对其性能及经济性进行了分析。生产使用情况表明：“高效直角节流器”和“节流、抗冲蚀高压排污阀”能有效降低工人劳动强度、节约生产成本、保证安全生产。     

井下智能节流器的设计与节流阀流场分析

为了满足智能完井和数字化油气田技术的发展需要,设计了一套适用于远程控制的井下智能节流器。介绍了智能节流器的结构体系和控制机理。通过ANSYS有限元软件对井下智能节流器结构进行了力学分析。采用流场分析方法对节流器的关键位置处流体的压力、速度以及温度场进行了分析。分析结果表明,设计的节流器结构满足要求,能为井下智能节流工艺技术的实施提供设备支撑,对相关智能化井下工具的研发具有参考意义。     

高压液固两相流节流阀耐冲蚀特性研究

选择性能参数可靠的节流阀,对"三高井"(高压、 高含硫、 高产)合理控制井底压力起到关键作用,是成功建立二次井控的决定性因素之一.针对常用的筒式、 楔形和孔板3种节流阀,基于离散相模型开展了冲蚀数值模拟仿真,研究了不同节流阀的冲蚀损伤机制,分析了流体压力和颗粒运动速度等对阀芯冲蚀速率的影响,并利用现场试验对数值模拟结果...     

基于ADAMS的正排量控制机构设计仿真研究

对正排量控制机构进行了深入分析,提出了2个重要不等式,以控制排量压力差和预紧力为变量,指出两者取值范围与活塞运动行程之间的对应关系,进而确定节流装置的结构参数和弹簧参数,并利用ADAMS软件分析了上述参数对机构工作性能的影响。分析结果认为,正排量控制机构的基本设计参数确定后,可通过调整节流口长度、节流口半径和弹簧刚度系数来获得满足机构工作要求的参数组合;当节流口半径和长度确定时,活塞行程随着弹簧刚度的增大而缩短;设计弹簧时,应根据不同的变形要求利用ADAMS设计相应的目标函数以确定其原始长度。     

大导流面柱塞型节流阀冲蚀规律研究

为了探究柱塞型节流阀在节流过程中因受到高速颗粒冲击和流体冲蚀而导致节流阀失效的问题,以PCG,2-9/16×15M型节流阀为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法和离散模型,研究了不同开度、质量流量、流体速度及颗粒直径对阀座和阀芯的冲蚀规律。研究结果表明：随着开度的减小,节流阀主要冲蚀区域从阀体内腔节流处转为导流面节流处;在不同开度下,随着流速的增加,最大冲蚀率统一呈现上升趋势,并随着开度的增加,上升趋势更加明显;随着颗粒直径的增加,最大冲蚀率呈现上升趋势;随着质量流量的增加,最大冲蚀率不稳定,大体呈现上升趋势;节流阀通常在小开度下工作,小开度的不同工况下,节流阀最大冲蚀位置都处在节流阀阀芯上,将节流口处改为阶梯形结构,通过仿真结果对比,可有效降低节流阀最大冲蚀率。研究结果可为节流阀的进一步优化设计提供参考。     

高压节流阀的失效与受力分析

节流阀是节流压井的关键设备，其性能的好坏直接影响石油天然气勘探开发成96本和质量。在高压油气藏的勘探开发中，多次因节流阀失效而发生井喷失控险情，甚至导致井喷事故。文章分析了现场普遍使用的高压针形节流阀的失效形式主要是冲蚀磨损、阀芯脱落和阀杆断裂等，并在此基础上讨论了这些失效形式产生的原因；以锥形阀为例分析了导致针形节流阀阀芯受轴向液压推力和横向振动原因，得出了阀芯受轴向液压推力计算公式，提出了结构改进和使用方面的建议，具有一定的参考价值。     

榆林气田井下节流工艺优化研究

榆林气田从2003年开始应用井下节流工艺技术,截止2012年7月底,已推广应用井下节流器47口井,目前有12口气井井下节流器失效。基于对榆林气田井下节流工艺现状分析的基础上,通过深入查找井下节流器运行及投捞过程中存在的问题,从工艺与结构两方面进行优化研究,为井下节流器配产等工艺提供有效手段,并从结构上提高井下节流器工作寿命。