暗桿手動平板閥應用狀態(tài)的研究

鄧利新， 魏嵬， 高示德， 楊靜

（1.長城鉆探工程有限公司鉆具公司，遼寧 盤錦 124010；2.長城鉆探工程有限公司物資公司，天津 300457；3.承德江鉆石油機械有限公司，河北 承德 067000）

1 引言

井控工作是石油與天然氣勘探開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)，是安全生產(chǎn)工作的重中之重，當?shù)貙訅毫Τ^鉆井液柱壓力時，控制井內(nèi)壓力，避免和排除井筒內(nèi)流體外溢污染環(huán)境，這就需要各種平行閘閥控制井口流體和壓力，最終實現(xiàn)井筒液柱壓力平衡。目前各油田常用的平行閘閥種類多用明桿式的平行閘閥，很少使用暗桿式平行閘閥，原因是暗桿式閥門不能直接顯示閥門的“開啟”與“關(guān)閉”狀態(tài)，在使用過程中只能通過手動旋轉(zhuǎn)手輪得知其是否啟閉，不能目視其啟閉狀態(tài)。由于暗桿式的平行閘閥在維修和安裝等方面有很多優(yōu)勢，為此本文研究了一種能夠顯示其開啟狀態(tài)的裝置。

2 研制暗桿平行閘閥啟閉狀態(tài)的技術(shù)背景

平行閘閥是大量應用在井控節(jié)流、壓井管匯以及井口兩側(cè)的閥門，是一種關(guān)閉件（閘板）沿介質(zhì)通道中心線的垂直方向運動的閘閥。平行閘閥在井控裝置節(jié)流、壓井管匯中用于開啟和截斷管道內(nèi)介質(zhì)的流動，并控制高壓介質(zhì)按照指定方向流動，平行閘閥還可滿介質(zhì)雙向流動，在全開或全關(guān)狀態(tài)時，關(guān)閉件受介質(zhì)的沖蝕作用最小，平行閘閥的密封都是壓力自緊式浮動密封，保證在高壓狀態(tài)實現(xiàn)可靠密封。

按提升閘板結(jié)構(gòu)的不同，平板閥分為暗桿平板閥和明桿平板閥。明桿平板閥的閥桿安裝在軸承支架上，開關(guān)閥板時，用旋轉(zhuǎn)閥桿螺母來實現(xiàn)閥桿帶動閥板的升降，實現(xiàn)閥的開關(guān)，因此閥的開關(guān)狀態(tài)明顯（見圖1）。暗桿閘閥的閥桿與閘板為嵌入式螺紋連接，旋轉(zhuǎn)閥桿，閘板作上下直線運動，閥桿螺母在閥體內(nèi)與介質(zhì)直接接觸，開關(guān)閥板時通過旋轉(zhuǎn)閥桿來實現(xiàn)（見圖 2）。

圖1 明桿閘閥開關(guān)示意圖

圖2 暗桿閘閥開關(guān)示意圖

暗桿閘閥的閥體為整體鍛造加工，它的整體抗壓強度較高。明桿式的閘閥采用上下分體結(jié)構(gòu)，強度受連接螺栓影響。暗桿式閘閥在線維修方便，只需打開閥蓋便可維修、更換內(nèi)部閥件，不需要任何專用工具（見圖3），而且同樣壓力等級的閥門占用面積比明桿式閥門小，帶壓開關(guān)閘板扭矩較小，但是因為不能直接通過目視判斷閥板的開關(guān)狀態(tài)，需要手動開啟判斷其啟閉狀態(tài)，在現(xiàn)場使用中受到很大限制，推廣很長一段時間都沒有得到用戶認可。

3 暗桿平行閘閥啟閉顯示裝置工作原理

暗桿平行閘閥不能像明桿閘閥一樣明顯顯示自身開關(guān)狀態(tài)，提升閘板的裝置是在閘板腔內(nèi)完成，閥桿在軸承座上只是平行滑動，閥桿不能通過上下運動顯示其開關(guān)狀態(tài)，即不能利用軸承護套和閥桿接頭的空間顯示其開關(guān)狀態(tài)。

要實現(xiàn)暗桿平行閘閥顯示閥板位置狀態(tài)，實現(xiàn)與閥板位置同時顯示，可在軸承護套與閥桿接頭之間加裝一個閥位顯示套，通過旋轉(zhuǎn)手輪，帶動閥桿接頭旋轉(zhuǎn)，顯示套與閥桿接頭間為反扣連接，因而顯示套被旋出，顯示套上有鍵槽，導向螺釘插入顯示套的鍵槽內(nèi)，旋轉(zhuǎn)時迫使顯示套上下直線運動，從而實現(xiàn)閥位顯示（如圖4、圖5）。

圖3 暗桿式閘閥維修示意圖

圖4 閥位顯示簡圖

圖5 閥位開關(guān)顯示

4 結(jié)論

（1）通過顯示套顯示裝置，現(xiàn)場操作者能夠直觀判斷閥門的開、關(guān)狀態(tài)，保證在控制現(xiàn)場流體時不會出現(xiàn)誤操作。

（2）暗桿平行閘閥應用顯示裝置的研究及應用，對推廣暗桿平行閥具有重要意義。

［1］高世德.一種平行閘板閥：中國，CN201787101U[P].2011-04-06.

［2］石油天然氣鉆井井控編寫組.石油天然氣鉆井井控［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：220-226.

［3］ANSI/API 6A，井口裝置和采油設備規(guī)范［S］.