水下采油安全阀系统研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhongbin0321
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水下安全阀系统是水下生产系统一个不可或缺重要部分,它的可靠性和失效安全直接关系到水下油气生产的安全,是采油系统最为重要的安全保障。国外由于海洋油气开发时间较长,对水下安全阀系统有了比较深入的研究,而国内相关研究处于初级阶段,相关技术还不成熟。这种情况制约着我国海洋油气资源的开发。因此对于水下安全阀系统的设计和研究对我国来说具有较为重大的意义。本文在对国内外相关技术充分调研后,设计了具有创新特点的安全阀。创新的特点主要集中在两个方面:驱动系统的设计,本文采用双柱塞分别提供推力和回复力,从而取消了传统安全阀中的弹簧,同时驱动系统中融入了失效保护结构,以保证水下安全阀的可靠性;针对安全阀中普遍存在的阀板撞击和液压冲击情况,还设计了液压缓冲结构,使得安全阀在关闭动作的末段可以减缓关闭速度。为了保证水下安全阀使用的高效和可靠,还设计了诸如压力平衡阀、球面密封阀板等结构,并且还设计了安全阀的电液联合控制系统。在完成设计后,还对设计的相关结构、动力学特性等进行了分析。文中对安全阀的结构强度和密封的性能采用有限元方法进行分析,以验证安全阀的可靠性;对安全阀的液压缓冲结构进行了分析,建立了缓冲分析的数学模型,获得了缓冲过程的动力学特性,并对缓冲形式进行了优选;在完成安全阀控制系统的设计后,对控制系统的液压部分进行了仿真分析,获得了水下安全阀运行的动态特性,并确认设计的水下安全阀控制系统能够完成所需的控制要求。本文对水下安全阀的设计和分析对安全阀研究提供了一些有用的技术和理论依据,水下安全阀未来的研究具有一定的价值。
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