對超高壓采氣井口平板閘閥密封結構技術的分析

張賢俊 劉旺德?徐熙旺 李志珍

摘要：平板閘閥是一種可在高壓下工作的密封閥門，具有極高的實用價值。本文著眼于超高壓采氣井口平板閘閥的密封問題，對平板閘閥的密封結構技術進行探究。文章先從特點和優劣勢方面概述平板閘閥，然后分析平板閘閥密封結構并提出增強密封性的策略，希望能為相關工作人員帶來參考。

關鍵詞：超高壓;平板閘閥;密封結構;可靠性

前言：在超高壓工作狀態下，平板閘閥的密封性將會直接影響裝置使用質量。在實踐工作中，處于超高壓工作狀態下的平板閘閥大多以金屬對金屬的方式進行密封，所以具有極高具有良好的密封性。為提高平板閘閥的實用性，相關工作人員應該深入研究超高壓井況下的平板閘閥密封結構技術，并著力提高密封可靠性。

1平板閘閥概述

以平行閘板作為關閉件的滑動閥被稱為平板閘閥，這種裝置常被安裝在油氣管線上，主要用于充當啟閉和調節裝置。平板閘閥的閥體承載力高、密封可靠且啟閉靈活，能夠適應高壓以及超高壓井下工作環境，擁有良好的防護性能以及使用耐久性。在實踐工作當中，平板閘閥屬于常用型井口設備，設備的密封性將會直接影響油氣開展質量。從實際應用角度來看，平板閘閥有著密封性可靠、流阻小、安全性高且便于操作的優勢;但在壓力小于10MPa時也存在密封圈性能易失效的弊端。在使用平板閘閥時，相關工作人員必須高度重視其密封性問題[1]。

2平板閘閥的密封結構分析

2.1閥座與閘板

通常來說，應用在超高壓井口施工環節的平板閘閥，都以金屬對金屬形式開展閘板與閥座密封。這種密封技術的操作原理是，基于超高壓環境保證平板和閥座緊密相連。在實踐工作當中，單閘板閥和雙閘板閥都十分常見，它們的應用場景各不相同，但在密封方面都會采用金屬對金屬的密封技術。不過，在應用這種密封技術時，可基于結構差異分為進口端密封與出口端密封。

2.1.1單閘板閥

這種平板閘閥擁有平滑整齊的表面，閘板帶孔，而且裝置的密封面具有極高硬度。單閘板密封面經過多道工序處理，比如硬化、研磨、拋光等，所以極為適應中高壓施工環境。開啟閥門以后，閘板上的孔將對準閥座孔，結合管道共同打造完整通道。此時，介質流通的阻力極小，阻力損失不高。在密封環節，既可以采用進口端密封，也可采用出口端密封，但應用密封結構技術時必須嚴格控制雜質擦傷密封面。為此，相關工作人員必須優選密封圈、嚴格控制彈簧預應力并確保密封面上的油膜完整。

2.1.2雙閘板閥

相比于單閘板閥，雙閘板閥密封結構技術的復雜性更高，所需成本也相對較高。從結構方面來看，雙閘板閥屬于擴張型組織結構，閘板有主副之分，副板的位置由行程擋塊來決定。在實際應用過程中，高低壓狀態下的密封操作要點存在明顯差異。比如，低壓環境下需基于人工操作保證密封可靠;高壓環境下，需基于流動介質實現有效密封。雙閘板閥的密封面磨損較小，所以使用耐久性較強。

2.2密封閥桿填料處

在平板閘閥的閥桿填料處，最為常見的密封方式就是密封圈。在此環節，有三種密封方法，其一為機械式密封;其二為半機械式密封;其三為自封式唇形復合密封。當平板閘閥所在環境壓力大于70MPa時，大多會采用自封式唇形復合密封結構，此時需在唇形密封圈當中嵌入O型圈，從而讓密封圈裙部彈力得到提升，達到密封加固效果。若處于超高壓條件下，填料函會被設計成雙密封圈形式，為保證密封可靠性需要涂抹密封油脂或密封膏，并設計到倒密封結構閥桿。這種技術優勢眾多，不僅能在密封油脂無力阻止介質泄漏時發揮密封效果，更有利于及時更換零件保證生產安全。為確保密封結構技術的應用有效性，可采用柔性密封圈。比如，使用彈性模量為5.3MPa、泊松比為0.49μ、硬度IRHD90的丁腈橡膠密封圈。為保障該區域密封可靠性，使用過程中應盡量避免摩擦和皮損問題，且相關工作人員需對裝置的密封狀態進行追蹤監控。

2.3閥體與其他部分

通常來說，基于O型密封圈或D型密封圈，可實現閥體與閥座間隙密封。采用這兩種密封圈，能夠保證接觸部位密封完整[2]。同時，相關工作人員還需要關注閥體與閥蓋之間的密封問題。超高壓采氣井口施工中，平板閘閥的閥蓋和閥體之間應該保持緊密相連和完整密封，從而保證裝置使用安全和生產安全。此時，大多選用J形密封圈連接閥蓋和閥體。

3平板閘閥密封優化策略

為提升平板閘閥密封可靠性，相關工作人員應該推動平板閘閥密封結構技術優化。為此，可從以下方面著手：

第一，加強密封公差控制。在此環節，相關工作人員應該優化平板閘閥密封副的工藝尺寸鏈公差和位置公差，從而保障裝置的密封質效。比如，嚴格控制平板閘閥閥座孔與密封副間隙，為實現正常裝配奠定基礎。同時，密封副之間的間隙也必須符合標準，以免出現閘板開閉困難問題，影響密封結構的整體可靠性。

第二，優化密封副加工。密封副之間的加工精準性，將會直接影響密封副的品質，更會對平板閘閥的密封結構可靠性產生影響。在此環節，相關工作人員必須有效處理閥體與閥座結合面，避免不平、粗糙或破損，而且閘板與閥座表面的耐腐蝕合金表層結構應具有精密性和平整性，絕對不允許氣孔或針眼存在。需要注意的是，噴焊是應避免出現不必要裂縫，打磨時應避免出現劃痕，研磨拋光時，需清除雜質、避免泄漏并保證表層光滑透亮。

第三，提高密封圈使用有效性。作為平板閘閥密封結構中的重要組成部分，密封圈的選用合理性是保障裝置密封可靠性的關鍵。在實踐工作當中，相關工作人員需基于閘板厚度、密封面寬度有效計算應用在工作壓力小于70MPa環境中平板閘閥O型圈變形量，從而保證低壓密封的可靠性。在超高壓環境當中，選用密封圈時需要考慮密封圈的形狀以及材質，從而確保避免密封圈過度變形，導致密封失效。

結論：綜上所述，超高壓采氣井口平板閘閥密封性影響因素眾多，密封結構技術的可靠性將直接影響平板閘閥的實際應用價值。為切實提高超高壓狀態下的平板閘閥密封結構嚴密性，相關工作人員不僅需要明確其原本的密封結構，更應該優化密封方案、改良密封結構并提高密封副品質。

參考文獻：

[1]李雪野.超高壓采氣井口平板閘閥密封結構技術研究[J].設備管理與維修，2020，{4}（12）：67-69.

[2]李斌，王達，楊春雷.采油樹平板閘閥柔性密封圈結構優化設計[J].潤滑與密封，2019，44（11）：105-111.