高壓管壓閥易磨損原因分析

高壓管壓閥易磨損原因分析

0基本結(jié)構(gòu)的卸壓閥在管道的維護(hù)過(guò)程中，試壓是非常重要的一部分，旨在檢測(cè)管道的壓能力和螺釘密封性能，并提高運(yùn)行井的成功率。目前,試壓系統(tǒng)中主要采用的是錐形密封結(jié)構(gòu)的卸壓閥,這種錐形卸壓閥在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中暴露出如下問(wèn)題:①密封面為錐形面,比較單一,閥心和閥座容易磨損,壽命短;②采用彈簧頂壓閥心關(guān)閉卸壓閥,彈簧及閥組件易腐蝕失效,造成先期關(guān)閉不嚴(yán)。針對(duì)上述問(wèn)題,2010年5月,筆者研制了一種球形卸壓閥。該球形卸壓閥的密封性能良好,閥心和閥座的抗磨損性能大大提高,延長(zhǎng)了維修保養(yǎng)周期。在勝利油田分公司孤島采油廠的應(yīng)用情況表明,球形卸壓閥的免修期比錐形卸壓閥延長(zhǎng)3月,每年可節(jié)約成本21400元。1技術(shù)分析1.1卸壓閥的結(jié)構(gòu)球形卸壓閥主要由頂桿、閥體螺帽、閥體、密封圈、球形閥心、閥心底座、連接螺栓、閥體底座及配套氣缸等組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。球形卸壓閥采用分體式結(jié)構(gòu),閥心底座從下部安裝,由閥體底座壓緊。閥心、閥體底座與閥體之間均安裝有密封圈。閥心、頂桿由上部裝入,頂桿直徑較大部分與閥體之間有密封圈接觸,將閥體內(nèi)部分成上、下腔,下腔分別與進(jìn)水道和卸載道連通。為了避免頂桿與球形閥心之間因撞擊產(chǎn)生壓痕,頂桿底部加工成一個(gè)圓弧面,將兩者之間的點(diǎn)接觸方式改為面接觸,通過(guò)增大受力面積,減輕頂桿對(duì)球閥的撞擊損壞。1.2接觸密封在油管試壓加壓過(guò)程中,頂桿在氣缸的作用下壓緊球形閥心,使閥心與閥心底座接觸密封,進(jìn)水道與卸載道斷開(kāi);當(dāng)壓力達(dá)到20MPa以上,穩(wěn)壓10s以后,電磁閥換向,氣缸帶動(dòng)卸壓閥頂桿上移,球形閥心壓力消失;在水壓作用下,球形閥心脫離底座,進(jìn)水道與卸載道接通,開(kāi)始卸壓,如此往復(fù)進(jìn)行。1.3閥、閥、鋼球直徑2.密封件通孔直徑:20mm;氣缸型號(hào):QGBQ100×75;缸徑:100mm;行程:75mm;氣缸到支撐點(diǎn)的距離:250mm;卸壓閥到支撐點(diǎn)的距離:90mm;鋼球直徑:10mm;閥心底座內(nèi)通孔直徑:8mm;頂桿底面加工成半徑為5mm的圓弧面,表面粗糙度為0.8μm。1.4密封面的選擇(1)球形閥心代替錐形閥心,卸載時(shí),在水壓沖擊下閥心會(huì)不斷旋轉(zhuǎn),密封時(shí)有不同的面與底座接觸,增大了閥心密封面。(2)采用氣缸頂壓密封,避免了彈簧的腐蝕失效,同時(shí)提高了閥心與閥心底座的同軸度,增強(qiáng)可靠性。(3)一次性卸載,卸壓速度快,可以避免卸載時(shí)因油管內(nèi)部殘存壓力而造成油管上、卸扣時(shí)損傷螺紋。2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與效率分析2.1基本性能分析將球形卸壓閥在孤島采油廠準(zhǔn)備油管廠的2套SY—III型上扣式油管試壓機(jī)上應(yīng)用,并與錐形卸壓閥的應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比,其結(jié)果分別如表1和表2所示。由表1和表2可以看出,錐形卸壓閥的維修保養(yǎng)次數(shù)為平均每月3次,而球形卸壓閥的維護(hù)保養(yǎng)次數(shù)為平均每月0.3次,免修期延長(zhǎng)3月,有效提高了工作效率和油管修復(fù)質(zhì)量。2.2卸壓閥的維護(hù)與保養(yǎng)(1)氣缸工作壓力應(yīng)調(diào)節(jié)適當(dāng),防止壓力不足影響密封效果。(2)卸壓閥需要定期清洗與保養(yǎng),及時(shí)清除閥體內(nèi)部及密封面處的污垢、銹漬等,以保證其密封性能。(3)活動(dòng)部件及受力部件應(yīng)定期檢查保養(yǎng),磨損嚴(yán)重時(shí)及時(shí)更換。2.3閥心及閥座更換的成本球形卸壓閥密封性能良好,閥心閥座抗磨損性能大大提高,可減少維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用及人工成本,具體如下:錐形卸壓閥平均每年需要更換閥心及閥座6次,每套閥心及閥座成本為3600元,年維修費(fèi)用為21600元;球形卸壓閥半年左右更換1次球閥及球座,每套成本為100元,每年維修費(fèi)用約為200元。因此,球形卸壓閥每年可以節(jié)約成本21400元。3提高設(shè)備事故降壓機(jī)(