采油平臺緊急切斷閥故障分析及解決措施

任飛翔+任斌+趙汝強

摘要：本文對Autork型外輸管道緊急關斷裝置運行中的常見故障作了概括敘述，并對出現的幾種故障進行了理論分析，根據現場實際情況，提出合理的解決方案，保障設備穩定運行，并對設備的運行提出進一步的意見和建議。

關鍵詞：緊急切斷閥 故障 措施。

一、引言

海洋采油廠成立于1994年5月，是勝利油田唯一從事淺海油田開發的專業化油氣生產單位。埕島油田位于渤海灣南部極淺海海域，是我國第一個300萬噸級淺海大油田。采用“衛星平臺——海底管線——中心平臺——海底管線——陸地接轉站”的產能建設模式。2001年采油廠在各井組平臺加裝了緊急切斷閥，在平臺發生火災、海管泄漏等重大事故時，中控室可以對平臺的整體生產情況進行有效的控制，減少經濟損失。

緊急切斷閥的運行狀態的確存在一些隱憂，對設備運行中出現的一些故障發生的原因進行分析，并研究診斷監測系統及時作出判斷與預防，無論從安全角度還是從經濟方面都顯得尤為重要。

二、裝置工況分析

1、結構及工作原理

Autork型緊急關斷裝置由執行機構、閥蓋、閥桿、閥板、閥座、閥體組成，電動執行機構主要包括電機、齒輪減速器、聯軸器、力矩傳感器、手輪、

手輪自動斷開裝置、就地閥位顯示組成。具有本地/遠程兩種控制狀態，當選擇器鎖定在就地或遠程位置時，停止功能仍然有效。選擇器也可鎖定在停止狀態，以防止現場或遠程的電動操作。當發生火災、海管泄漏等緊急事件，緊急切斷閥可以將此平臺單獨隔離，以免海管內的原油倒流造成更大的環境污染 。

三、緊急切斷閥裝置現狀及主要存在問題

目前緊急切斷閥的閥體部分普遍蝶閥或球閥，使用過程中存在以下問題：

1、閥體容易進水

緊急切斷閥露天安裝應用，受雨雪天氣影響易造成部分線路受損。

2、無法實現清管功能

部分平臺采用蝶閥，閥體中間存在圓盤式閥瓣，通發球不能通過，無法實現清管功能。

3、密封不嚴

球閥的閥桿、球體與控制機構的連接處間隙大，控制機構顯示已開關到位，而球體轉交不足90°造成密封不嚴。蝶閥的由于閥體中間存在閥瓣，流體流經蝶閥時對閥瓣造成沖蝕造成密封不嚴。

4、電機卡阻、轉不動

由于緊急切斷閥長期處于開/關一種狀態下，閥門缺乏保養，調試過程中經常出現電機卡阻、轉不動等情況，無法實現緊急關斷功能。

5、無開度指示

緊急切斷閥監控只有開關狀態，未添加開度指示，一旦開關不到位，無法判斷該閥狀態，做出緊急處理。

四、緊急切斷閥裝置運行故障分析及解決方法

1、閥體進水的原因及分析解決

原來安裝的塑料撓型軟管易壞，經過我們重新選型，更換為金屬撓型軟管，其具有抗腐蝕性強，結識耐用等優點。同時緊急切斷閥露天安裝應用，受雨雪天氣影響易造成部分線路受損，我們定制了防水的帆布罩，將緊急切斷閥包住，防止進水。其具有結識耐用，防水防風等優點。

2、建立緊急切斷閥日常保養制度

我們專門編寫了緊急切斷閥特別管理規定，要求做到每兩個月進行一次全方面的調試保養，以此保證閥體的靈活好用。

3、增加緊急切斷閥開度指示

為避免緊急切斷閥進水或閥體開關到99%基本到位但遠程顯示“黃色”切斷狀態，無法判斷閥體是否正常的情況，經過研究增加了緊急切斷閥開度顯示，從而實現閥體狀態燈出現問題仍然可以監控閥體開關狀態。

4、應用全通徑電動管線閘閥替換現有切斷閥

海四管理區與相應科室及廠家結合，優選應用了全通徑波紋管平板閘閥作為緊急切斷閥的閥體，借助緊急切斷關斷改造工程，目前已完成了15臺緊急關斷閥體的更換。

全通徑波紋管平板閘閥為直通流線型，采用發作順流浮動，彈性O型圈預緊，平衡式單板介質壓差式自動密封結構，該閥與老式控制閘閥相比，具有體積小、啟閉省力、密封可靠、高精度等優點。

（1）波紋管平板閘閥設計，確保無泄漏密封

閥桿采用波紋管及填料雙重密封結構，確保閥桿處的無泄漏密封，特別適用易燃、易爆截止的管路。

（2）平板閥的設計，流體阻力小，密封面受工作介質的沖蝕小

全通徑波紋管平板閘閥式緊急切斷閥應用現場

由于平板閘閥內部截止通道是直通的，介質流經閘閥是不改變其流動方向，所有流體阻力小，同時全開時，密封面受工作介質的沖蝕比截止閥小。

（3）啟閉力矩小，開閉較省力

因為閘閥啟閉時閘板運動方向與介質流動方向相垂直、與截止閥相比，閘閥的啟閉較省力。

（4）占用空間較小

與同尺寸球閥、閘閥相比，體積小20-30%，利用在海上有限空間內安裝。

（5）全通徑實現清管功能

閥體全通徑滿足了清管的需求。

（6）免維護絲杠密封設計

密閉設計防止了海上惡劣環境下高鹽、高潮氣的情況下對閥門造成損傷，延長了閥門的使用壽命。

五、運行故障分析的意義

隨著海上石油開發不斷發展，緊急切斷閥的應用越來越多，近年來，緊急切斷閥的故障次數逐年增長，加大了我們管理的難度。海四采油管理區現有海底管線58條，隨著海上開發年限增加，管線到期服役數量逐年增加，到2016年超出設計使用年限的海底管線共有21條，安全環保形勢不容樂觀。一旦發生火災、海管泄漏等緊急事件，對海洋環境造成巨大的污染，給國家造成巨大的經濟損失。特別是中心三號采用密閉外輸，如何優化緊急切斷閥的應用，降低緊急切斷閥故障率，提高密閉外輸下的管路緊急關斷能力，縮短應急響應時間，是當前安全環保工作的重中之重。因此分析緊急關斷系統運行中出現的故障是具有很重要的現實意義的，既能保證設備的安全運行，避免造成嚴重的事故，確保工人的人身安全。

六、結論

通過對緊急關斷系統的研究、分析與改造，有效降低了緊急切斷閥的故障率，提高了密閉外輸下的管路緊急關斷能力，有效保證了集輸管網的應急處理能力，有效縮短了應急響應時間，有效緩解了海上的日益嚴峻的安全環保壓力，為后期的海管清管工作奠定了基礎。有效的降低了緊急切斷閥遙控故障率，起到了其本身的保障作用，降低了海管事故對海洋環境的污染程度，減少了對國家造成的經濟損失。endprint