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油氣田井口泥漿閘閥的結構特點
在油氣田井口裝置和采油樹上,經常使用高壓單閘板平板閘閥排除泥漿。但是此類閥整體外形較高,所需安裝空間較大,啟閉時間較長,生產成本較高。因此,在改善高壓單閘板平板閘閥缺點的基礎上,按照API Spec 6A標準開發的泥漿閘閥。泥漿閘閥與同型號的高壓單閘板平板閘閥相比,整體高度降低了約1/3,啟閉時間縮短了約1/2,生產成本大大降低。
泥漿閘閥的使用壓力3000~15000psi,公稱通徑NPS21/16~9 in(53~225mm),工作溫度范圍為29~80℃,能承受油氣田產生的巨大交變壓力沖擊,還可以承受其他來自環境等因素的影響( 如地震等) 。泥漿閘閥使用性能良好,壽命長,獲得了廣大用戶的好評。泥漿閘閥在使用系統中用于切斷或導通介質( 全開或全關) 。閥門為出口單向軟硬雙重密封結構,泥漿閥的手柄順時針轉動閥門關閉,逆時針轉動閥門開啟。手柄帶動雙螺紋閥桿螺母轉動,閥桿螺母同時帶動閥桿升降,閥桿帶動閘板升降,啟閉迅速。
閥座外形是圓柱形,油氣田井口泥漿閘閥的結構特點閥座由兩個鋼制骨架和金屬底座支承環作為基本骨架,表面硫化橡膠成形。根據介質的腐蝕程度,可以選擇適當的橡膠品種。閥座上開槽,與剛性平行單閘板配合密封,閥座與閘板密封形式是先軟密封后硬密封。在閥座開槽處內表面上,兩端各有一個圓形橡膠凸面與閘板表面接觸,形成軟密封副。當橡膠在使用過程中磨損,軟密封失效時,鋼制骨架表面上的圓形凸臺與閘板表面接觸,形成硬密封副,仍能達到良好的密封效果。無論介質壓力在閥門承受壓力范圍內如何變化,閘板和閥座之間的密封都能滿足使用要求。由于閥座的密封副是軟密封結構,管道介質中的固體小顆粒由于橡膠密封面和閘板的緊密接合,雜質不容易進入密封面,所以能夠適用于泥漿等帶固體顆粒的介質,密封良好。此種密封結構延長了閥門的使用壽命,降低了用戶的使用成本。達到了APISpec 6A 標準的嚴格密封要求。
泥漿閘閥主要由閥體、閥蓋、閥座、閘板、閥桿、閥桿螺母、手柄和O 形圈等組成,閥門的設計、制閥桿螺母與支架的旋合形式是右旋梯形螺紋,閥桿螺母與閥桿的旋合形式是左旋梯形螺紋。當閥門開啟時,手柄帶動閥桿螺母逆時針轉動,因閥桿螺母與支架( 位置固定) 的旋合形式是右旋,所以,閥桿螺母相對于支架軸向運動方向向上。因閥桿螺母與閥桿的旋合形式為左旋,閥桿運動方向相對于閥桿螺母軸向運動方向也向上。普通的單閘板平板閘閥,因閥桿螺母只旋轉,軸向位置不發生運動,所以閥門開啟時間只由閥桿的軸向動時間確定。因閥桿螺母和閥桿在閥門開啟時,均沿軸向同
向向上運動,故減少了閥桿行程和閥門開啟時間,能夠快速開啟閥門。反之,當閥門關閉時,手柄帶動閥桿螺母順時針轉動,因閥桿螺母與支架的旋合形式是右旋,所以,閥桿螺母相對于支架軸向運動方向向下。因閥桿螺母與閥桿的旋合形式為左旋,閥桿運動方向相對于閥桿螺母軸向運動方向也向下,即閥桿螺母和閥桿均沿軸向同向向下運動,故減少了閥桿行程和閥門關閉時間,能夠快速關閉閥門。所以,雙螺紋結構的閥桿螺母能夠快速啟閉閥門。
在手柄、支架和閥蓋上裝有潤滑裝置,可以通過潤滑裝置加注潤滑油。當潤滑油進入閥桿螺母螺紋,能減少閥桿螺母與閥桿和支架之間的摩擦,降低閥門的啟閉力矩。當潤滑油沿閥腔進入閥座和閘板密封位置,能潤滑密封面,并輔助密封,而且減少閘板和閥座之間的摩擦,降低閥門的啟閉力矩。
泥漿閘閥非常適合于油氣田井口裝置和采油樹等復雜工況。較小的安裝空間,優良的密封性能,快速的啟閉時間,較小的操作力矩,讓泥漿閘閥受到了用戶的歡迎。