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热采井口平行闸阀技术难点的分析

2020-11-22

技术难点分析:
比较2种结构的闸板,通过上述计算和密封机理分析,各自存在优越性和局限性,如何在保持优越性的前提下避免局限性的存在,是当前要解决的技术难题,同时也是未来的发展方向。
对于撑开式双闸板结构,由于初始的密封比压是通过阀杆的轴向推力施加,因此能够保证足够的密封比压以确保工作过程的密封可靠性和稳定性,但是产生初始密封比压所需的阀杆推力导致闸阀启闭力矩较大,且在闸阀关闭的终点达到最大;另外,强制的双向密封无法完全避免闸板在高温工况下卡死的可能性;再者,关闭和开启的终点依据行程挡块产生位移约束,如何保证开启后的全通径尺寸而减少介质的压力损失也对各配合件的制造精度提出了更高的要求。如何最大限度降低启闭转矩和避免被卡死的可能是该结构闸阀目前尚存在的技术难题。
对于单闸板结构,初始比压由波形弹簧提供,工作过程中的密封比压由介质压力和弹簧共同提供,阀杆的受力仅为闸板与阀座表面的摩擦力。在产生初始密封比压方面,单闸板产生初始密封比压所需的阀杆力为零,因此,此类闸阀开启轻巧、灵活;另外,闸板可根据压力的变化浮动,从而避免了闸板被卡死的可能性。但是,此类闸板密封结构由于只能保证出口端的密封,因此介质可通过进口端阀座与闸板间的缝隙进入阀腔,给后期闸阀的维护带来诸多不便。另外,该种结构的闸阀只能单向使用,压力源必须处于进口端才能密封。然而稠油开采工艺中,需要通过闸阀和井口向地层注入高温高压蒸汽,在注汽过程中压力的来源在地面,而注汽作业完成后的焖井过程,压力源又转向了井筒,所以热采井口闸阀应当具有双向密封的功能,如果使用该结构的平行闸阀,则不能保证很好的密封和使用效果。如何在保证开启轻巧、灵活的基础上满足双向密封的功能和可靠性是该结构闸阀目前尚存在的技术难题。

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