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單向節流閥(別名噴油器)是一種用于高壓、大流量煤礦用節流閥的獨特專用設備。為適應塔里木油田高壓增產煤田的極端工況,采用國外知名公司的產品。,進口單向節流閥均價在5萬元以上。但在具體應用中美國AG真人国际厅网站閥門,這種閥門無一例外地產生不同程度的磨損損傷、無效磨損,并存在可靠性差、無效循環時間不確定等缺點。塔里木油田使用的單向節流閥主要有兩種,一種是外套籠套式;另一種是籠套柱塞泵型,都是基于壓力代謝的基本原理。,

為確保高壓煤田為“川氣東送”管道連續輸送天然氣,應認真探討單向節流閥在塔里木油田應用中出現的問題。

1 單向節流閥總流量特性不匹配

單向節流閥總流量特性的不匹配主要有兩個方面。一是流量系數Cv與油氣井產量不匹配;二是單向節流閥總流量性能曲線與油氣井總流量特性不匹配。一對。

1.1 單向節流閥流量系數Cv與油氣井產量不匹配

最經典的案例是A公司3口井使用的單向節流閥,其特點是小開度長期運行,產量波動大。三口井的基本情況見表1。

表1 A-3、A-8、-14井基本情況

由表1可以看出,A-3井和A-8井的單向節流閥長期在小開度下工作。如果這種趨勢發展,單向節流閥的開度可能為零。,而產量不為零。單向節流閥長期在小開度下工作是大忌,這樣會大大降低單向節流閥的使用壽命。正確的做法是讓單向節流閥從一開始就盡可能的以較大的開度工作,比如90%。這樣,在保持架套筒的前側產生磨損等影響。隨著籠孔逐漸被破壞,總流量增加,閥門調小一點,損壞繼續,逐漸關閉,使所有籠都可以使用。有資料強調大開度運行時過流總面積大,磨損變弱,使閥門的使用壽命比開度小開度提高1~5倍以上度閥門在中國之初。如果制藥廠選擇這種方法,閥門的使用壽命可以提高2倍。

對于A-3、A-8井,在小開度下運行和生產中產量變化的主要因素是額定流量系數的Cv值與該井實際總流量不匹配,即閥門的Cv280選擇變大。,即閥門尺寸變大。流量系數,又稱商品流通工作能力,是單向節流閥型號選用的主要技術指標之一。在計算單向節流閥時單向節流閥的工作原理,可以使用兩個流量系數,一個是公制和英制,另一個是螺紋的公稱直徑。兩種定義如下: AV定義(公制和英制):當單向節流閥全開時,閥門兩端壓差0.1MPa,流體密度1g/cm3,單向接頭每小時流過單向閥。流量閥總流量,以t/h表示企業;Cv定義(螺紋公稱直徑):單向節流閥全開時,閥門兩端的壓差為1 psi/ft2,材質為60°F冷水,總流量每分鐘通過單向節流閥,以加侖/分鐘為單位。

1.2 閥門流量性能圖與​​油氣井總流量特性不符

A-14井進口工作壓力較高(50-52Mpa),日產量較低(一般為55平方米),因此閥門額定流量系數Cv值=70較為合適(見表1)。但是單向節流閥仍然在小開度下工作,產量仍然波動。顯然,不僅閥門規格選擇不合理,而且閥門的總流量特性不匹配。油氣井總流量特性問題。

閥門的總流量特性是指物料流經單向節流閥時的相對總流量與相對位移(即開度)的關系,實際體現在尺寸、總數和分布上籠中孔的規律性。隨著孔口尺寸、總數和分布規律的變化,閥門的總流量特性也隨之變化。單向節流閥的理想化總流量性能曲線如下圖1(a)所示。直線型和等百分比型使用較多,多種調節閥的總流量特性介于直線型和等百分比型之間。

圖2是A公司單向節流閥籠的無效照片,標有1、2、3、4、5排孔,1、 2、 3排孔損壞較嚴重,1排孔損壞最嚴重。這也是長期小開度運行造成的,也就是說第三排孔的匹配開度已經達到了特定的總流量調節,第四排孔對應的總流量會超過特定的總流量。顯然,第四排洞后的開度范圍并不能起到緩沖作用。如果將保持架上的孔做得更小,或減少總孔數單向節流閥的工作原理,則會增加特定總流量規定的開度范圍,從而縮短閥門的使用壽命。

圖1 理想化總流量曲線及三個閥門的開度和總溢流面積曲線

圖2 A公司單向節流閥籠失效情況

2 單向節流閥的結構不一樣

塔里木油田應用了兩種單向節流閥,一種是夾套籠套式單向節流閥,以A公司和C公司的設備為代表;另一種是籠柱式。以B企業設備為代表的塞泵式單向節流閥。由于結構形式不統一,性能指標不同,無效特征也不同。

2.1 外套—籠套式單向節流閥應用特點

對于這種單向節流閥,閥籠和夾套裝配在懸臂壁上,對中要求高。夾套與籠套之間的間隙較大,導致環形間隙流動性較大。凹痕直徑表層的建立,改變了材料的流體力學特性,容易產生湍流和磨損損傷。外套籠套式單向節流閥的磨損損傷主要在保持架的外層,損傷較嚴重。

2.2 籠式—柱塞泵式單向節流閥應用特點

這種單向節流閥,由于閥籠內嵌在電磁閥中,具有良好的抗彎剛度和軸向密封性,可以在一定程度上降低環形間隙的流動性;保持架直徑無凹凸,可有效減少湍流;保持架與柱塞泵間隙小,中和性好。保持架——柱塞泵式單向節流閥的磨損損壞主要在保持架的內表面。從整體損壞程度看,籠式柱塞泵式單向節流閥的損壞比外套籠式套筒式單向節流閥的損壞要輕。

3 執行器姿勢不確定性

執行機構姿態的不確定性是指:(1)執行機構結構的差異導致單向節流閥正常工作的波動;(2)輸入數據信號很可能受到影響) ; ( 3)執行器校準不好; (4)執行器偏移后未鎖緊; (5)單向節流閥流量系數Cv值不匹配,Cv值過大時波動會更加突出;(6)系統軟件內部結構很可能有漏水等問題。

單向節流閥由油路板和執行器兩部分組成。執行器可以是手動、氣動、電動和液壓控制閥。氣動、電動、液壓閥門執行器可根據自動化技術中的調節數據信號自動調節閥門的開度,完成總流量的調節、工作壓力、環境溫度和水位的調節。塔里木油田使用的主要執行機構是手動、電動和液壓控制閥。主要表現如下:

3.1 手動執行器止回閥開度穩定

自手動執行器單向節流閥投入使用以來,開度一直穩定。因為每次調節單向節流閥的開度,都必須擰緊鎖緊螺母,使閥門的開度處于保持位置,手動執行器可以鎖定開度。但是開度的加載不夠準確,因為單向節流閥主軸上的刻度套不利于加載,而且很容易轉動,零刻度不容易查看。

3.2 電動執行器單向節流閥開度波動不大

自電動執行器單向節流閥投入使用以來,負載開度相對穩定。電動執行器單向節流閥開度變化較小的原因與偏置傳動機構有關。如果傳動系統副是螺桿型——擠出機螺桿,擠出機螺桿的鎖緊效果會更好。防止因振動而擴大開度。

3.3 液控閥執行器單向節流閥開度危害很大

現場應用報告強調,液壓機單向節流閥的開度沒有保持位置的功能。在生產過程中,單向節流閥的開度每天都有波動,每天的變化面積為1-2%,導致產量不穩定,波動頻繁。液壓機執行機構單向節流閥造成產量變化的主要原因是執行機構沒有鎖緊;二是環境溫度對齒輪油造成損壞。

4 單向節流閥籠的原材料存在差異

塔里木油田使用的三個進口單向節流閥籠均為硬質合金工具。原材料特性和現場應用情況分析表明閥門廠家,三種進口閥籠的材料特性存在顯著差異,特性最好的是B公司的單向節流閥,其次由A公司的單向節流閥,最后是C公司的單向節流閥。后兩者實際上相距不遠。

在單向節流閥的上述四個主要特性中,單向節流閥總流量特性的不匹配對閥門的工藝性能危害更大。用戶應注意額定流量系數的選擇,重視閥門總流量特性與油氣井總流量特性的調節匹配。

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