便捷式高壓閥門更換器的研制

蘭成剛（中國石油華北油田二連公司，河北廊坊065000）

便捷式高壓閥門更換器的研制

蘭成剛（中國石油華北油田二連公司，河北廊坊065000）

針對高壓閥門更換中存在的問題，開發(fā)研制了便捷式高壓閥門更換器并成功應(yīng)用，不但解決了更換作業(yè)復(fù)雜、時間長的問題，而且費用低、操作快捷、安全，便于管線上故障部件的維修使用。

便捷；高壓閥門；更換器

引言

油田采油注水過程中水管線和油管線都含有腐蝕性介質(zhì)，并且壓力高，經(jīng)常出現(xiàn)管線上閥門本體腐蝕穿孔、閘板脫落、鋼圈和密封墊滲漏、單流閥損壞等事故，為了保證生產(chǎn)的順利進行，防止環(huán)境污染和安全事故的發(fā)生，必須及時對損壞的的閥門、鋼圈、單流閥和密封墊進行更換。常規(guī)的更換方法是利用加力杠、導(dǎo)鏈、千斤頂配合進行更換和電氣焊進行切割更換實現(xiàn)的。

一、高壓閥門更換中存在的問題及常規(guī)更換方法的分析

1.高壓閥門更換時存在的的問題。高壓閥門與管線連接方式主要由卡箍和鋼圈配合，將其連接在管線上，更換時將卡箍拆掉，把管線分開取出故障部件，再放入新部件，便完成更換作業(yè)。常規(guī)更換作業(yè)中主要存在問題有：

（1）更換拆除故障部件時沒有專用工具，故障部件兩側(cè)管線間隙小，無法將管線分開，只能拆除相鄰管線來增加間隙，對相鄰管線長的和固定的無法用拆卸相鄰管線來增大間隙。

（2）管線熱脹冷縮、震動等原因伸縮變形，拆卸后管線發(fā)生左右偏移無法對中；管線發(fā)生上下偏移，張開后回來不到原位，安裝不了。

（3）操作復(fù)雜，更換時間長，一般2小時，有的長達3-5個小時。

（4）造成注水停注，環(huán)境污染，增加安全事故發(fā)生率。

2.常規(guī)更換方法有利用加力杠、導(dǎo)鏈、千斤頂進行更換和電氣焊進行切割更換。

（1）利用加力杠、導(dǎo)鏈、千斤頂配合進行更換方法是：將高壓閥門兩側(cè)的卡箍卸掉，對鄰近管線短的，拆卸相鄰管線；對鄰近管線長的，用加力杠、導(dǎo)鏈、千斤頂將閥門兩側(cè)管線分開進行更換。

優(yōu)點：

①、工具簡單，可更換閥門兩側(cè)有固定支點的、無變形或變形小的閥門、單流閥、鋼圈；

②、成本低，費用少。

缺點：

①、對變形大的管線閥門或兩側(cè)無固定支點的無法更換，易損壞部件密封面，費時費力；

②、更換時要拆卸相鄰管線，操作復(fù)雜，時間長；

③、易發(fā)生打滑，機械傷害等安全事故。

（2）電氣焊進行切割更換方法是：拆卸高壓閥門兩側(cè)卡箍后，直接用電氣焊切割掉更換部件一側(cè)管線連接頭，然后取出舊閥門裝上新閥門，將閥門兩側(cè)鋼圈卡箍裝好，再用電氣焊進行焊接。

優(yōu)點：

①、不用拆卸相鄰管線，員工勞動強度??；

②、操作簡單，能更換所有閥門、鋼圈、故障部件；

缺點：

①、更換維修費用高、時間長；

②、更換時，要使用電、動用明火，易發(fā)觸電事故。

二、便捷式高壓閥門更換器工作原理

高壓管線故障閥門、鋼圈、單流閥的更換作業(yè)是油田生產(chǎn)中必不可少的工作。針對以上情況，為進一步解決高壓閥門更換中存在的問題，研究制作了方便快速更換閥門的便捷式高壓閥門更換器，并成功地應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。

1.原理

高壓閥門、鋼圈、單流閥與管線連接的間隙很小，利用卡子及支撐板固定在更換部件兩側(cè)作為支點，依靠千斤頂配合使用，將故障部件兩側(cè)管線進行分開，取出故障部件。

閥門兩側(cè)管線分開后，利用護套內(nèi)徑和固定桿外徑間隙配合原理，使兩側(cè)管線運動位移，只能沿護套和固定桿控制的軸線方向運行，從而控制其管線的左右偏移。調(diào)整固定桿上下移動的距離，可控制更換部件兩側(cè)管線在固定桿軸線上運動的距離，順時針轉(zhuǎn)動固定桿可使分開的管線回到原位。

高壓閥門兩側(cè)管線左右偏移嚴重，在護套和固定桿作用下，管線與故障部件密封仍然發(fā)生左右偏移的，再采用扶正器內(nèi)側(cè)卡片在同一平面的原理，在其作用下使管線與更換部件的兩端頭平行，實現(xiàn)管線扶正對中的目的。

三、便捷式高壓閥門更換器使用方法及使用效果

1.便捷式高壓閥門更換器使用方法

（1）將更換器由上下卡子固定在更換故障部件管線上。

（2）調(diào)節(jié)千斤頂頭和支撐桿使頂頭進行支撐桿頭內(nèi)。

（3）調(diào)整固定桿高度到操作高度，卸下故障閥門或單流閥兩側(cè)的卡箍。

（4）轉(zhuǎn)動千斤頂使閥門、單流閥、鋼圈兩側(cè)管線分開。

（5）取下舊閥門、鋼圈或單流閥。

（6）換上新閥門、鋼圈或單流閥。

（7）上好閥門或單流閥一側(cè)的卡箍。

（8）裝好另一側(cè)卡箍鋼圈，千斤頂卸力，轉(zhuǎn)動固定桿管線回到原位，裝好另一側(cè)的卡箍完成更換。

（9）對轉(zhuǎn)動固定桿后，管線仍偏移的，使用扶正器將管線扶正。

（10）調(diào)整固定桿使鋼圈進入閥門和管線密封槽內(nèi)后卸下扶正器，緊固好鋼圈卡箍螺絲，。

（11）取下更換器，操作完成。

2.便捷式高壓閥門更換器使用效果

應(yīng)用后，操作得到簡化，更換閥門、鋼圈、單流閥不用拆卸相鄰管線，從而避免了使用加力杠、導(dǎo)鏈等工具所造成的安全事故，并節(jié)約了故障部件更換作業(yè)時使用電氣焊的費用，一次更換作業(yè)可節(jié)省1500元。該裝置操作方便快捷，降低了更換時間、勞動強度，避免了環(huán)境污染，更換時間由120分鐘減少至20分鐘，保證了注水率，實現(xiàn)了地層的平穩(wěn)注水，其經(jīng)濟效益是不可估量的。

四、結(jié)語

①實際應(yīng)用表明便捷式高壓閥門更換器選材設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計達到了設(shè)計要求。②便捷式高壓閥門更換器能更換垂直、橫向、傾斜方向上所有的高壓管線及低壓管線的閥門、鋼圈、單流閥和密封墊等，更換時只用拆卸更換部位的連接。③其操作方便快捷，降低了更換時間、勞動強度，防止安全事故的發(fā)生，保證了生產(chǎn)順利進行。④便捷式高壓閥門更換器徹底解決閥門更換中存在的問題，使更換時間大大降低，具有優(yōu)異的經(jīng)濟效益和社會效益，操作方便快捷，易于推廣。目前該項技術(shù)取得專利（專利號201420306799.2）并已成功轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，正逐步在華北油田二連公司推廣應(yīng)用，進一步擴大應(yīng)用范圍，將會取得更為可觀的經(jīng)濟效益。