新型止回阀的研发与应用
郭发德1 柳转阳2 崔春秋2
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郭发德1 柳转阳2 崔春秋2,. 新型止回阀的研发与应用[J]. 天然气进展,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157096.
摘要: 在油田开采工艺中防止介质回流的止回阀应用广泛,按工艺要求止回阀的上流需安装截止阀,控制或切断介质流量,两阀门的作用单一。常规止回阀是依靠阀芯自重关闭,只能在水平或垂直管路中使用,安装方向不能倾斜,应用时受工艺倾角限制。其密封方式为平面密封,易粘附赃物,失效现象严重。为此,我们研发了一种新型止回阀,集两阀的作用于一阀,无须再安装截止阀,节约了生产成本,并解决了止回阀安装方向受限、密封面易粘附赃物等缺陷,现场应用取得了良好的效果。
关键词: 止回阀;截止阀;介质;密封方式
DOI:10.12721/ccn.2021.157096
基金资助:

1 创新目标

研发设计一种集止回阀和截止阀的用途于一阀的新型阀门,具有制作成本低、密封性能好、使用时不受安装方向限制、安全可靠、操作方便等特点。能够在实际生产中推广应用,节约生产成本,更好地为油田生产服务。

2 研发设计方案

新型止回阀主要由1-手轮压紧螺母;2-铜套防转螺钉;3-轴套;4-阀杆;5-格兰压紧螺母;6-格兰拉杆;7-拉杆销;8-双头螺丝;9-助力弹簧;10-阀芯;11-阀座;12-阀体;13-手轮;14-阀盖;15-标度尺;16-密封压盖;17-密封盘根;18-密封垫;19-扶正套等组成。

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图1-1 新型止回阀结构图

新型止回阀采用低进高出结构,将阀杆与阀芯设计成分体结构,阀杆完全开启后,阀芯不受阀杆控制,介质依靠进口压力顶开阀芯通过,当介质发生倒流时,阀芯依靠助力弹簧坐封关闭(阀芯垂直安装时可不安装助力弹簧,依靠阀芯自重坐封关闭),发挥止回阀的作用,不受安装方向限制,在粘稠介质中坐封速度快;对应阀盖上的“▷”标记和阀杆上的标度尺可直观控制阀芯的开启高度,精确调节介质流量;关闭时阀杆下压阀芯坐封切断介质通道,起到截止阀的作用。阀芯密封面为“∪”状圆弧,阀座密封面为“∨”状斜面,阀芯与阀座呈“○”线型密封方式,承受压力高,密封性能好,流经介质不断冲洗密封面,不易聚集脏物,关闭阀门时就能把软质粘附物挤出密封面,恢复正常密封状态。

3 应用效果

新型止回阀实现了一阀多用途,完全能够取代止回和截止阀的用途, 2019年代表辽河油田公司参加了辽宁省创新工作推进会的展出,受到了参会企业的认可和好评,具有较高的推广应用前景。

该阀与同型号截止阀制作成本相同,能够节省原止回阀及法兰、螺丝的成本。采油井站工艺中DN50和DN80的止回阀应用较多,推广应用取得了较大的经济效益。

应用1个DN50新型止回阀可节省原止回阀、法兰、螺丝成本:

456+35×2+2×8=542(元)

应用1个DN80新型止回阀可节约省原止回阀、法兰、螺丝成本:

614+55×2+2×16=756(元)

在欢喜岭采油厂采油井站工艺中应用后,减少了因止回阀密封面受粘附物影响油井产出液回流套管造成的产量损失,提高了油井产量;减少了油井停产维修阀门的工作量,减轻了员工的劳动强度;解决了止回阀受安装方向受限的缺陷,节约了室内狭小处的安装空间,简化了工艺流程;能够精确控制介质的流量,提高了工作效率,取得了良好的应用效果。

新型止回阀适用安装在采油井站的井口、计量间、掺油掺水、泵出口等工艺流程中。根据不同流动介质与压力要求选择相应的衬里和阀体材料,也可以广泛应用于注水、注汽、输油等工艺流程中,在油田开发中推广应用具有较大的经济和社会效益。

4 技术创新点

集止回阀、截止阀用途于一阀,结构简单、加工制作的成本低,能够节约生产成本、节省安装空间。

阀芯采用弹簧推动关闭,坐封的速度快,防止介质回流的效果好,不受安装方向的限制,应用范围广。

圆弧状阀芯与圆锥状阀座的密封面,关闭时形成“○”形线状密封,密封性好。通过流体冲刷密封面,有效地防止了赃物的粘附聚集。

阀盖上的“▷”标记对应阀杆上的标度尺能够直观地反应阀芯的开启高度,精确控制介质的流量。

参考文献

〔1〕于云琦编著,采油工程〔M〕,北京:石油工业出版社,2006.

作者简介:郭发德(1964.05)男,山东昌邑人,职称:高级技师,中专学历,专业:采油工程,工种:采油工

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