瓣式閥門壓蓋的設計應用

劉杰

摘要：在石油開采集輸工藝中，閥門是最為常見和安全、經濟的一種控制設備。閥門在使用中常發生壓蓋斷裂事故，造成介質泄漏等不安全因素的發生。解決此類問題常采用更換閥門整體的辦法，但不能避免工序煩瑣、操作時間長的弊病。因此，研制及應用新型瓣式壓蓋可以避免從前耗費大量人力物力時間的矛盾 ，方便快捷的解決此類問題，最大程度的避免了停產造成的原油產量損失。

關鍵詞： 瓣式閥門壓蓋 梯形凸起 梯形凹陷 軌道

1. 研究背景：

閥門填料壓蓋使用率高，損壞率也很高，在現場存在大量因為壓蓋斷裂造成介質泄露，無法繼續滿足安全環保生產需要，而更換又存在以下較多問題。

1.1.壓蓋損壞漏油漏氣不能滿足安全生產需要，閥門整體更換，造成成本浪費。

1.2.流程上，由于許多設備處于重要部位，如長輸干線頭端和尾端等等部位的閥門，如萬方罐的出油閥門等等。使更換工作十分煩瑣。

閥門填料壓蓋是一個整體套在閥門絲桿上的封閉部件，閥門解體才能取出。其工作原理是盤根盒內加好密封填料，用填料壓蓋調節螺絲左右均勻上緊到不漏，起到密閉控制作用。

在生產中，由于工作強度大，工作環境惡劣，閘門開關頻繁，絕大多數閥門壓蓋由于是鑄鐵制造，其強度較低，人為因素再加上自然腐蝕因素，導致閥門壓蓋斷裂的問題在現場出現較多。壓蓋斷裂后閥門盤根則失去密封作用，繼續使用不僅導致油氣水介質的漏出，不及時處理甚至造成嚴重的環保問題、安全問題及生產問題，必須整體更換閥門才能保證安全生產。

基于以上問題，采用何種方法才能在工作中能夠方便快捷的處理這類問題， 達到降低成本和降低工作中操作人員工作強度和工作量，減少生產損失的目的？成為攻關的課題。

2.研究過程

目標：在不更換不解體閥門的基礎上由單人快速換掉損壞壓蓋，使閥門恢復完好。

對策：瓣式閥門壓蓋設計由左右壓蓋兩部分組成，設計滑行軌道組合而成一整體。

制作材料和結構：

采用鋼或合金為材料制作。 結構上采用一個梯形凸起軌道和一個梯形凹陷軌道分別位于左右兩個瓣體上，或者采用一個瓣體上同時有一個梯形凸起和一個梯形凹陷相配合的設計，使兩個瓣體合為一個整體。

實物圖片：

操作：當生產中發生閥門壓蓋斷裂，為應急生產，可帶一套相同規格的瓣式閥門壓蓋到現場，立即關緊閥門。退出舊損壞壓蓋，將左壓蓋順絲桿放入盤根盒中，將右壓蓋也順絲桿放入盤根盒中，同時順左右壓蓋的槽放至壓蓋端面平齊，然后將壓蓋調節螺絲套入，裝上圓墊片左右均勻上緊至合適位置。達到壓緊盤根，恢復生產。起到了不停產單人快速解決生產問題的作用。

3.技術依據

閥門壓蓋多采用鑄鐵材料，工業用鑄鐵一般含碳量為2%～4%。主要材料為白口鑄鐵。碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態存在，斷口呈銀白色。凝固時收縮大，易產生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。

瓣式閥門壓蓋材料為鑄造碳鋼。以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。鑄造碳鋼的強度增大，硬度提高。鑄造碳鋼具有較高的強度、塑性和韌性，成本較低，在重型機械中用于制造承受大負荷的零件。

通過對比：鑄鋼的耐腐蝕性大于鑄鐵。通過測試，瓣式閥門壓蓋的性能優于原壓蓋。

4.應用結果

該方案在設計制造完成后，投入現場進行試驗驗證。驗證結果：該壓蓋使用效果良好，完全可以達到使用要求。

其優點如下：

4.1.在生產過程中，閥門在使用中忽然斷裂時，為保證正常運行，可做應急用。

4.2.對于位置特殊的狹小地方，即不易更換損壞閥門時，可較長期使用瓣式壓蓋。

4.3.在使用中，若瓣式壓蓋損壞，可任意更換一瓣或全部壓蓋，方便操作。

4.4.節約成本和勞動力，解決問題迅速， 可在較短時間內完成， 不需要停產放壓， 而以往更換閥門時間較長，工作量大，需要多人配合，影響生產，弊端大.

4.5.如果能普遍代替原來的閥門壓蓋，有可能完全消除閥門壓蓋斷裂引起的各類隱患和相關問題。

5.推廣范圍

瓣式閥門壓蓋設計新穎，結構合理，操作簡單，大大提高工作效率，使用范圍廣。

現場使用牢固可靠，裝卸靈活，有效的解決了介質漏失對安全、環保造成的不良影響。保障了安全生產。

市場適應性強。瓣式閥門壓蓋成本低，實用性高，有效避免了壓蓋斷裂閥門整體的更換，實現了控本增效、節能環保的目的。經濟效益明顯。

瓣式閥門壓蓋的用戶行業較廣，可在石油、石化、化工、電力、水利、冶金、城建、機械、煤炭、食品和其他同類行業推廣使用。

6.效益分析

6.1.社會效益分析

6.1.1.用該工具解決問題工藝簡單，安全性能高。

6.1.2.減輕工人在操作過程中的勞動強度，提高數倍以上的工作效率。

6.1.3.由于制作工藝簡單，極易在各油田進行推廣，縮短停機時間，提高開井時率。

6.2.經濟效益分析

填料壓蓋損壞時更換閥門工序

6.2.1.百方罐出油閥門壓蓋斷裂：

油井停產或倒入備用罐-將百方罐中液位降至出油閥門以下-卸掉螺栓-清理法蘭面-換新墊-換新閥門-倒萬方罐投用-恢復生產。

操作時間很長，配合人員8人，動用3輛特車

6.2.2.長輸干線末端出油閥門壓蓋斷裂 ：

油井倒入備用罐 - 長輸干線掃線- 中轉站停輸- 長輸干線放壓-卸掉螺栓-清理法蘭面 -換新墊-換新閥門-上螺栓-投用長輸干線-恢復生產流程。

操作時間長，配合人員8人，動用3輛特車

7.效益計算過程：

1輛熱油車，2輛水罐車，1輛值班車工作時間費用，加上油井停井產量損失折算人民幣共計人民幣約10500余元。

閥門壓蓋操作：1人，制造成本500元。操作時間10分鐘，共計約500元。

總結：

一個采油隊與長輸干線相接壓蓋損壞的閥門共計10個到15個，如果全部用閥門壓蓋操作代替更換閥門整體，則可節約100000余元到150000。

總之，瓣式閥門壓蓋的設計應用應用前景較好。