罐底閥改進(jìn)設(shè)計(jì)在泥漿固控系統(tǒng)中的應(yīng)用

張會(huì)萍

摘 要:隨著泥漿固控系統(tǒng)的飛躍發(fā)展,固控系統(tǒng)多功能部件的開發(fā)達(dá)到了空前提高,應(yīng)用于罐底管線控制的特殊閥——罐底閥也應(yīng)運(yùn)而生,由于前期開發(fā)研制階段的匆忙,旋升式罐底閥還存在著諸如制造安裝困難、成本過高等缺點(diǎn)。為提高產(chǎn)品綜合質(zhì)量及效益,該功能部件的革新改制勢(shì)在必行。為此,從現(xiàn)場操作及使用的角度著手,改進(jìn)設(shè)計(jì)出一種杠桿式罐底閥,它具有結(jié)構(gòu)簡單、快捷方便、省時(shí)省力、可靠性較好、使用維護(hù)方便的特點(diǎn),尤其是大幅度降低了制造成本,在固控系統(tǒng)的制造中創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:罐底閥改進(jìn)成本效益

中圖分類號(hào):TU64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0102-03

固控系統(tǒng)已有數(shù)10年的歷史,隨著鉆井工藝要求的不斷提高,新一代的固控系統(tǒng)已成為市場需求的主流,作為其標(biāo)志的多功能部件,無論是在流程優(yōu)化、布局、可操作性及人機(jī)關(guān)系等方面,都表現(xiàn)出了極大的作用,罐底閥作為其中重要的功能部件之一,也得到了開發(fā)應(yīng)用,其最大優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在流程優(yōu)化及操作的方便性。

1旋升式罐底閥

1.1 作用

應(yīng)用于罐底吸入管路上,對(duì)各罐泥漿進(jìn)行吸入作業(yè)的控制閥,實(shí)現(xiàn)了吸入管匯罐內(nèi)布置及罐面操作。即管匯與罐體的集成化,方便了安裝、運(yùn)輸。

1.2 結(jié)構(gòu)

該罐底閥采用了端面密封式閥板以及旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了罐底管路的相通及隔斷(即:閥板與密封座的離合),如圖1所示,主要由閥體、閥桿、手輪、提升桿、閥板、軸承等部件構(gòu)成。

1.3 工作原理

旋轉(zhuǎn)手輪帶動(dòng)絲杠副,使得閥桿產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)閥板產(chǎn)生提升作用,從而實(shí)現(xiàn)閥板與密封座的離合,完成閥體的開啟閉合動(dòng)作。

1.4 優(yōu)點(diǎn)

操作實(shí)現(xiàn)罐面控制,省力、方便、實(shí)用,開合狀態(tài)穩(wěn)定性較好。

1.5 缺點(diǎn)

(1)由于采用絲杠副實(shí)現(xiàn)閥板的離合,故完成閥體開啟、關(guān)閉的操作時(shí)間較長。

(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,配合精度要求較高,加工件、外購件較多,制造、安裝困難,故制造成本較高。

從上述分析來看,由于罐底閥在流程優(yōu)化方面所起的積極因素,其存在的必要性是肯定的,但由于旋升式罐底閥在操作、制造、安裝、成本等方面存在著的一定的缺陷,其技術(shù)改進(jìn)勢(shì)在必行。

2杠桿式罐底閥

2.1 作用

完成罐內(nèi)吸入管線的吸入控制,實(shí)現(xiàn)管線與罐體的集成化,方便運(yùn)輸、安裝及操作。

2.2 結(jié)構(gòu)

該罐底閥采用連桿結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)閥板的上下提升運(yùn)動(dòng),完成閥板與密封座的離合,如圖2所示,主要由主滑桿、長連桿、短連桿、固定桿、滑桿、閥板、滑套、手柄等部件組成。

2.3 工作原理

當(dāng)手柄被拉起至垂直位置時(shí),按照連桿的工作原理,依次帶動(dòng)短連桿、長連桿、主滑桿、滑桿運(yùn)動(dòng),最終將閥板提至密封座上,完成隔斷功能,這時(shí)由于密封座上的橡膠被擠壓,而產(chǎn)生的反作用力,使得手柄在轉(zhuǎn)過一定角度后處于鎖定狀態(tài),從而維持閥體的密封狀態(tài),此時(shí)閥體處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)手柄被推動(dòng)向下位置時(shí),由于外力作用使其在越過鎖定位置,平衡被破壞,閥體在自身重力作用下,使得連桿機(jī)構(gòu)完成閥板下移運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)閥板與密封座的分離,此時(shí)閥體處于打開狀態(tài)。

2.4 優(yōu)點(diǎn)

快速實(shí)現(xiàn)關(guān)閉、開啟狀態(tài),無中間狀態(tài),故操作省時(shí)、方便。由于采用連桿機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡單,安裝配合精度較低,機(jī)加工件數(shù)大幅度減少,材料單一,用料少,故制作簡單,安裝、使用方便,成本大幅度下降。

2.5 缺點(diǎn)

鎖定位置有時(shí)經(jīng)常調(diào)整,以保證鎖定狀態(tài)的穩(wěn)定(關(guān)閉狀態(tài)穩(wěn)定性一般)。

從上述情況可知:杠桿式罐底閥較旋升式罐底閥具有以下優(yōu)點(diǎn)。

2.6 制作、安裝簡單、方便

2.7 操作方便,省時(shí)、省力,易于實(shí)現(xiàn)閥體的快速關(guān)閉與開啟

2.8 結(jié)構(gòu)簡單、合理,用料少而單一

2.9 制造成本低

3經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

為了說明改進(jìn)后所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益,我們從閥體所用材料、加工費(fèi)用等方面將旋升式罐底閥與杠桿式罐底閥的成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,詳細(xì)見表:旋升式罐底閥工時(shí)費(fèi)、材料費(fèi)、標(biāo)準(zhǔn)件費(fèi),杠桿式罐底閥工時(shí)費(fèi)、材料費(fèi)(如表1)。

綜合對(duì)比表如下。

從表6中可以看出,杠桿式罐底閥無論是在工時(shí)費(fèi)用,還是在材料費(fèi)用等方面,顯著低于旋升式罐底閥。

每只旋升式罐底閥的成本2061.75元;

每只杠桿式罐底閥的成本532.18元;

每只杠桿式罐底閥較旋升式罐底閥可有效節(jié)約2061.75-532.18=1529.57元

每套固控系統(tǒng)按19只罐底閥計(jì)算:

則每套固控系統(tǒng)因罐底閥改進(jìn)可節(jié)省成本1529.57元/只×19只=29061.83元。

4結(jié)語

該罐底閥經(jīng)設(shè)計(jì)、試制后,已全面替代了旋升式罐底閥,先后在“ZJ40L固控系統(tǒng)”、“ZJ32L固控系統(tǒng)”、“ZJ70L固控系統(tǒng)(2套)”中得到了較好的推廣應(yīng)用,其中ZJ40L固控系統(tǒng)已先后在安徽油田、也門項(xiàng)目組等現(xiàn)場使用,ZJ32和ZJ70L已在新疆塔里木油田現(xiàn)場使用,從未出現(xiàn)任何故障問題,得到了用戶的好評(píng),產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益,累計(jì)節(jié)約成本14.53萬元。