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井口装置及采油树阀门常见故障的原因

分析及排除方法

摘要：近些年，随着我国石油产业的飞速发展以及生产量的提高，无论是在

生产能力上，还是在技术水平上，都有了显著的变化。但是，由于油田的开发时

间越来越长，油井作业条件也就更加复杂，企业为了提高安全生产效率，需要注

重井口装置及采油树的安全质量管理。只有确保生产每一个环节能够更加严格，

才能确保企业的经济效益和人员安全。尤其是在当今节能减排、绿色经济发展以

及安全生产要求日益严格，因此，正确设计、制造、使用和维护好井口装置及采

油树的阀门显得尤其重要。基于此，本文首先探讨了井口装置及采油树阀门的重

要性，并针对常见的井口装置及采油树阀门故障进行了阐述，此外，还根据相关

技术要点，阐述了井口装置及采油树阀门故障的解决对策，来给相关人员提供一

些参考价值。

关键词：井口装置及采油树阀门；常见故障；解决对策

井口装置及采油树是海底石油和天然气开采的关键装备，其作用是构建石油

和天然气的天然屏障，对相关作业有效开采实施保障，从而达到开采的目的。对

于安全作业来说，井口装置及采油树的阀门与油管悬挂器、堵塞器等重要部件一

起，构成了当前海底井口装置及采油树体系的安全壁垒。一般，井口装置及采油

树阀门安装在采油树的生产流道和环控流道上，当阀门工作的时候，既要面对外

界的海水压力，又要面对内在油气体的高压。如果出现了故障，不仅会导致管道

出现渗漏，严重的情况，将会对整个海域的生态系统造成巨大的、不可逆的损害。

一、井口装置及采油树阀门的重要性

在石油和天然气钻井开采设备中，井口装置及采油树是最为核心的系统，而

阀门是整个系统的重要组成部分。通常情况下，按照不同的地质、不同的井压、

油气开采要求的状况以及所开采物的有无毒性等特征，会采取不同种类、规格、

尺寸的阀门。最简单井口装置及采油树会选择是3个阀门，压力为14MPa，复杂

的系统可多达15个阀门，其压力为105MPa。因为，井口装置及采油树是被设置

在井口的，它们可以被用来悬浮油套管，将油套管与油套管之间的环空进行分割，

起着密封、截断油气路径，并对流量和压力进行调整等重要功能。所以，一般情

况下，都会使用一种可以承受温度较高，能够承受海底压力的特殊工业阀门。当

然，在井口装置及采油树中，最容易出现的故障的和泄漏点的环节就是阀门，比

如阀门泄漏、阀门无法打开、关闭等。虽然，这些阀门故障看上去很容易解决，

但如果技术人员在高压、高强度的场所进行维修，维修难度会成倍提升。如果出

现泄漏，那么将会造成非常严重的结果。因此，从安全生产和环境保护的角度上，

井口装置及采油树阀门具有十分重要的作用与价值。为了确保经济效益，油气开

采企业必须确保井口装置及采油树阀门的质量，降低故障的可能性。

二、井口装置及采油树阀门常见故障的原因分析

对井口装置及采油树阀门进行故障研究，其根本目标就是要从故障产生的因

素入手，从而寻找出对应的防范对策，但是对于井口装置及采油树阀门故障，一

般都是从阀门装备的制造材料、设计、制造工艺，使用环境、介质成分等方面来

进行的。所以在具体的问题排除时，必须追根溯源，只有如此，才能找出针对性

的解决对策。

井口装置及采油树阀门部分会面临一种摩擦力，由于管道和阀门之间的接触

面会因为压力、介质运输产生的摩擦力，导致接触面上出现较多的物质损失，从

而造成了阀门磨损。一般来说，这种磨损主要分为三类：

（1）黏着磨损。在阀门中，阀门和阀座相互产生磨损，一般来说是由接触

面上的突起物引起。在外力的影响下，阀门相互接触的摩擦发生塑性变形并发生

互相粘连，从而在发生相对移动时，形成剪切力，使材质较低的摩擦副发生损伤，

并在其表面形成凹洞。

（2）介质冲刷磨损。在天然气、石油流动过程中，由于介质中含有大量的

微粒状杂物，在受到外部压力的影响下，某些比较坚硬的微粒可能会被挤压到管

道的表面，造成阀门焊接处发生塑性变形。此外，当介质中的某些异物或杂质

流入到阀门与阀座之间的空隙时，会在沿着介质的流速方向上发生冲蚀，并在结

构表面造成蚀槽或较深的凹陷，导致结构表面的金属物质丢失。

（3）侵蚀性磨损。因为闸板与阀门连接点长期处于包含硫化氢、二氧化硫

等腐蚀性物质的环境中，其表面会受到腐蚀性气体的影响。虽然会在阀门的操作

中会被磨去表面，但暴露出的新的金属表面，则会反复受到腐蚀的影响，造成了

阀门与管道之间的损伤。

一般来说，闸板与阀门、阀门与阀座之间发生的摩擦，都会有以上的几种摩

擦，只