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郑 刚 张志林 姚彦军 中石油长庆油田分公司采气二厂
【摘 要】天然气由于易燃易爆的特殊性，其开发具有极大的危险性，采气树作为天然气采出的关键设备如井口采气树阀门若出现泄漏等安全隐患，将严重威胁着气井的正常生产，因此做好采气树阀门的泄漏问题分析并及时处理对于提升采气安全与效益是一项非常重要的工作。本文以气田A1、A2两口井为例, 根据采气树泄漏形式分析认为采气树阀门腐蚀和机械设计因素为天然气泄漏的主要原因。并从精细管理、规范操作、加强监控、做好防腐等方面提出了一系列改进处理措施，以期有效控制腐蚀、机械设计、人为因素等造成的采气树泄漏现象，有效保障气田安全生产。 【关键词】采气树；阀门泄漏；原因分析；处理措施 一、采气树阀门泄漏原因分析
两口气井井口采气树型号多为KQ600和KQ65/70，采气树1#、2#、3#为主控阀门，阀门均为楔式明杆闸阀。根据现场调研及统计分析，通过对气田采气树泄漏主要有主控阀门失效引起，主控阀门的结构设计
、操作使用、维护保养、阀门工作环境和管理等诸多因素均可导致主控阀门泄漏。通过分析采气树气体泄漏的形式、类型、原因、分布特点，对采气井口装置关键零件磨损、腐蚀及材质进行分析，提出防治采气树泄漏的技术措施和提高气井井口安全性的途径。对采气树泄漏主要分为以下几种类型。
花洒喷头自W的方法1.内漏。主要表现在阀门关闭不严，导致天然气从阀门内部泄漏。内漏是主控阀门失效的主要形式，又可分为闸板关不严、闸板脱落、闸板卡死等。翻转气缸
2.外漏。主要表现在采气树各设备连接处和阀门的阀体、盘根等部位的气体泄漏，如阀门的盘根处、阀门之间的法兰连接处，阀门与大四通之间的连接处。外漏有以下几种失效形式：盘根处外漏、法兰处外漏、阀盖与阀体连接处外漏等。
3.其他形式。如阀门手轮与护罩一起转动、阀门丝杆铜套弹出、阀盖底部向外渗漏等。并结合近几年的统计数据表明气田部分采气树主控阀门失效主要形式如下：内漏、外漏、内漏及外漏等，其中内漏占89.72%，主要是阀门失效导致内漏，而1#主控阀门失效占5
4.63%，因此阀门失效是引起泄漏的主要原因。
二、采气树阀门泄漏问题分析
1.A1井泄漏分析。A1井采气树型号为KQ65/70，使用年限3年，泄漏方式为1#主控阀门内漏。A1井C0
2、Cl -含量和矿化度很高，易导致主控阀产生腐蚀。阀门拆卸后阀体内部锈蚀严重，阀体、阀座有大量深腐蚀物质，闸板导向槽有明显锈蚀，致使闸板与阀座配合阻力加大。通过金相显微镜放大1000倍观察阀体腐蚀明显，阀体内水样pH值为5.25，呈酸性，其中含量121.2g/L，矿化度高。锈蚀物中Fe元素占34%，其中Fe 2+占80%，Fe 3+占20%。
胸章机对阀体材料进行能谱图分析，阀体主要化学成分见表1，可断定35CrMo材料，该材料在高矿化度条件下抗H2S和C02腐蚀性较弱。另外材料中检测到S元素，使材料更易于被腐蚀。
表1 阀体能谱分析
成分
Cr
Ni
Mo
C
比重（wt%）
0.940.0550.220.35
2.A2井泄漏分析。A2井采气树型号：KQ65/70，使用年限3年。该井产气中的H 2S含量、C02含量和矿化度含量均不高。拆卸后阀体本身基本完好，未发现腐蚀和明显的磨损，所以失效原因应为为机械密封方面的问题。安装闸板后，闸板相对阀座偏心严重，闸板没有完全下到位，使得两密封面实际工作带很窄，密封效果明显变差。对阀门进行透光试验，显示发生透光现象，可推测阀座在此处与闸板密封面之间有间隙。L可
由于阀座与阀体之间为螺纹连接，由于螺纹加工原因或阀座安装原因导致两阀座之间的水平安装距离比设计距离小，将导致闸板偏心，使可供密封的面积变小。对于刚性密封副，若密封不严，表面间的间隙将是一条毛细孔状窄缝，当间隙大于0.02mm时，即可产生漏气现象。由于光线只能直线传播，间隙小于0.3mm时光线不能通过，由透光试验可知该间隙应大于0.3mm，因此发生泄漏。
三、采气树阀门泄漏问题改进处理措施
1.精细管理。单井地质条件、天然气性质、水质、采气工艺及参数等不同，对采气树阀门的要求不同。选择合适的阀门能提高采气树使用寿命，有效防止泄漏发生，提高机械适应性。根据不同H 2S、C02及水质选择不同材质的阀门，根据不同的井口压力选择不同比压的阀门。加强对采气树的日常维护和保养，如定期加密封脂，阀门操作要严格按照规范执行。平时适时地对阀门进行开关操作，以保消防电动开窗机
证其开关灵活。
pigi2.规范操作。操作不当是造成天然气泄漏和阀门失效的原因之一，正确的操作和日常维护是提高阀门寿命的重要
因素。例如开启阀门操作过程中，经常以开不动的位置作为它的全开位置，但在阀门设计时留有此1/2-1圈的余量，正确的操作是在开到顶点位置上，再倒回1/2-l圈，作为全开阀门的位置，才不会出现锁死现象。
3.建立监控预测系统。根据不同气藏特征，进行分类分级科学管理。对井口采气树主控阀门现状作出及时评估和预测，及时采取相应维护措施，建立科学的监控和预测系统，可以及时地发现问题和解决问题。对受腐蚀影响大的气井开展重点防腐监督工作，根据不同产气规律，制定相应的防腐措施。建立和完善气田腐蚀检测、监控和防腐措施应对系统。
4.研究泄漏监测技术。由于天然气为易燃易爆气体，若产生外漏，则存在严重的安全隐患。主控阀门内漏过程伴随着动态流体源的发声现象，可利用红外、声学等方法检测承压阀门是否内漏，并估算内漏率，建立天然气泄漏检测技术规范。
5.研究不同应对措施。发现阀门泄漏时应先判明泄漏部位及原因。根据内漏、外漏等不同的泄漏原因，采取相应的措施进行修复整改。此外还要定期检查维护，及时发现问题，及时解决。
结论
根据天然气井现场调研和室内研究表明，本文中采气树阀门泄漏主要分为内漏、外漏等几种形式，腐蚀和机械设计因素为天然气泄漏的主要原因。通过精细管理、规范操作、加强监控、做好防腐等改进管理措施，可以有效控制腐蚀、机械设计、人为因素等造成的采气树泄漏现象，进而有效保障采气作业安全。
参考文献：
[1]马盛旺.采气井口装置安全隐患的治理[J].中国机械，2017，11(5)：2-6．
