一種改進型調節閥閥套結構

1.目的

氣液分離是天然氣生產過程中的一個關鍵環節，采氣生產現場通常使用自動調節閥來控制分離器內氣田水排放，控制分離器液位在設定值范圍內自動調節，調節閥一般采用氣動或電動執行機構，節流部件普遍為窗口式套筒結構。但在使用過程中，調節閥關閉不嚴內漏現象時有發生，導致分離器液位降至低限聯鎖值時觸發液相切斷閥自動關斷，分離器停止排液，若發現不及時則有可能造成氣田水翻塔進入下游場站或用戶等后果。含有液固雜質的天然氣如果未經分離就直接進入下游場站或輸給用戶，不但有可能影響下游正常生產或用氣，嚴重時甚至會造成事故進而帶來不可估量的損失。因此，排除分離器排污自動調節閥內漏故障，是保障天然氣生產連續正常進行和下游安全的一項重要任務。

2.方法

為了解決上述問題，對調節閥執行機構和調節機構進行逐一排查，結果發現閥套和閥套座之間的O型橡膠密封圈消失現象重復發生，重新安裝密封圈后，內漏現象短時間內得以消除，從而確定調節閥內漏是因O型橡膠密封圈在調節機構運行過程中從閥套座上脫落所致。

筆者研究發現，調節機構閥套和閥套座之間密封面配合結構設計形式為圓錐形，圓錐形面對O型橡膠密封圈抑制力不足，不能有效阻止O型橡膠密封圈的移動，致使O型橡膠密封圈在調節機構上下活動過程中受液流沖刷和閥套擠壓破損、脫出進而導致內漏。基于上述原因，重新對閥套和閥套座之間的密封配合接觸面進行設計改進(圖1)，將閥套壓緊O型橡膠密封圈的圓錐形加工成直角形，改變閥套固定密封件作用力方向（將斜向擠壓變為垂直向下壓緊），縮小閥套座密封臺階外徑，將閥套對閥套座密封圈的密封方式由壓迫式改為嵌入式，并將O型橡膠密封圈換成聚四氟乙烯密封平墊，以增加密封件接觸面積和耐沖蝕能力。

圖1 套筒型調節閥結構改造示意圖

3.效果

改進密封結構形式后的調節閥閥套和閥套座具有如下優點：①密封墊片較O型密封圈和閥套座的貼合面積增加；②閥套與閥套座密封圈之間的嵌入式密封方式較平面壓迫式抑制力更緊；③聚四氟乙烯密封墊較O型橡膠密封圈耐沖刷性能更強。經過在川西北雙魚石構造棲霞組氣藏和川西坳陷平落壩氣田6口氣井分離器排液系統應用，取得效果如下：①成功消除了排污調節閥內漏現象；②實現了分離器液位在工藝設定范圍內自動控制；③消除了氣井產物進入下游場站和用戶的隱患；④降低了井站員工在調節閥故障期間人工放液操作勞動強度，節約了人力資源；⑤節省了頻繁維修和更換調節閥配件的費用；⑥為新建、改建場站排污系統積累了經驗，有助于在設計、采購階段預先防范調節閥此類故障風險。