罐底阀改进设计在泥浆固控系统中的应用0001.docx

罐底阀改进设计在泥浆固控系统中的应用摘要:随着泥浆固控系统的飞跃发展,固控系统多功能部件的开发 达到了空前提高，应用于罐底管线控制的特殊阀一一罐底阀也应运而 生，由于前期开发研制阶段的匆忙，旋升式罐底阀还存在着诸如制造安 装困难、成本过高等缺点为提高产品综合质量及效益，该功能部件 的革新改制势在必行为此，从现场操作及使用的角度着手，改进设计 出一种杠杆式罐底阀，它具有结构简单、快捷方便、省时省力、可靠 性较好、使用维护方便的特点，尤其是大幅度降低了制造成本,在固控 系统的制造中创造了一定的经济效益关键词:罐底阀 改进 成本 效益固控系统已有数10年的历史，随着钻井工艺要求的不断提高，新 一代的固控系统已成为市场需求的主流，作为其标志的多功能部件，无 论是在流程优化、布局、可操作性及人机关系等方面，都表现出了极 大的作用，罐底阀作为其中重要的功能部件之一，也得到了开发应用, 其最大优点体现在流程优化及操作的方便性1旋升式罐底阀1.1作用应用于罐底吸入管路上，对各罐泥浆进行吸入作业的控制阀，实现 了吸入管汇罐内布置及罐面操作即管汇与罐体的集成化，方便了安装、运输1.2结构该罐底阀采用了端面密封式阀板以及旋转提升机构，实现了罐底 管路的相通及隔断(即:阀板与密封座的离合)，如图1所示，主要由阀 体、阀杆、手轮、提升杆、阀板、轴承等部件构成。

1.3工作原理旋转手轮带动丝杠副，使得阀杆产生上下运动，进而带动阀板产生 提升作用，从而实现阀板与密封座的离合，完成阀体的开启闭合动作1.4优点操作实现罐面控制，省力、方便、实用，开合状态稳定性较好1.5缺点(1) 由于采用丝杠副实现阀板的离合，故完成阀体开启、关闭的操 作时间较长2) 结构复杂，配合精度要求较高，加工件、外购件较多，制造、安装 困难，故制造成本较高从上述分析来看，由于罐底阀在流程优化方面所起的积极因素，其 存在的必要性是肯定的，但由于旋升式罐底阀在操作、制造、安装、 成本等方面存在着的一定的缺陷，其技术改进势在必行2.1作用完成罐内吸入管线的吸入控制，实现管线与罐体的集成化,方便运 输、安装及操作2.2结构该罐底阀采用连杆结构，实现阀板的上下提升运动，完成阀板与密 封座的离合，如图2所示，主要由主滑杆、长连杆、短连杆、固定杆、 滑杆、阀板、滑套、手柄等部件组成2.3工作原理当手柄被拉起至垂直位置时，按照连杆的工作原理,依次带动短连 杆、长连杆、主滑杆、滑杆运动，最终将阀板提至密封座上，完成隔断 功能，这时由于密封座上的橡胶被挤压，而产生的反作用力，使得手柄 在转过一定角度后处于锁定状态，从而维持阀体的密封状态，此时阀体 处于关闭状态。

当手柄被推动向下位置时，由于外力作用使其在越过 锁定位置，平衡被破坏，阀体在自身重力作用下,使得连杆机构完成阀 板下移运动，实现阀板与密封座的分离，此时阀体处于打开状态2.4优点快速实现关闭、开启状态，无中间状态，故操作省时、方便由于 采用连杆机构，其结构简单,安装配合精度较低,机加工件数大幅度减 少，材料单一,用料少，故制作简单，安装、使用方便，成本大幅度下降2.5缺点锁定位置有时经常调整，以保证锁定状态的稳定（关闭状态稳定性 一般）从上述情况可知:杠杆式罐底阀较旋升式罐底阀具有以下优点2.6制作、安装简单、方便2.7操作方便，省时、省力，易于实现阀体的快速关闭与开启2.8结构简单、合理，用料少而单一2.9制造成本低3经济效益对比分析为了说明改进后所产生的经济效益,我们从阀体所用材料、加工 费用等方面将旋升式罐底阀与杠杆式罐底阀的成本进行了统计分析, 详细见表:旋升式罐底阀工时费、材料费、标准件费，杠杆式罐底阀工 时费、材料费（如表1）综合对比表如下从表6中可以看出，杠杆式罐底阀无论是在工时费用，还是在材料 费用等方面，显著低于旋升式罐底阀每只旋升式罐底阀的成本2061.75元；每只杠杆式罐底阀的成本532.18元；每只杠杆式罐底阀较旋升式罐底阀可有效节约 2061.75-532.18=1529.57 元每套固控系统按19只罐底阀计算：则每套固控系统因罐底阀改进可节省成本1529.57元/只X19只 =29061.83 元。

4结语该罐底阀经设计、试制后，已全面替代了旋升式罐底阀，先后在 “ZJ40L固控系统”、“ZJ32L固控系统”、“ZJ70L固控系统（2套广中得 到了较好的推广应用，其中ZJ40L固控系统已先后在安徽油田、也门 项目组等现场使用,ZJ32和ZJ70L已在新疆塔里木油田现场使用，从未 出现任何故障问题，得到了用户的好评，产生了较大的经济效益，累计 节约成本14.53万元。