天然氣疏水閥培訓(xùn)課件

1、疏水閥專(zhuān)題培訓(xùn)作業(yè)四區(qū)2014年9月一、天然氣疏水閥 天然氣疏水閥是四川樂(lè)山偉業(yè)公司2002年研發(fā)的中國(guó)專(zhuān)利產(chǎn)品（專(zhuān)利證圖片），該產(chǎn)品的研制成功淘汰了天然氣生產(chǎn)中的落后的人工排水工藝。在不消耗任何能源的條件下，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)排水，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全性，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保和清潔生產(chǎn)的目的。 專(zhuān)利證書(shū)天然氣疏水閥結(jié)構(gòu)，原理和應(yīng)用結(jié)構(gòu)如下圖所示：4.0MPa疏水閥結(jié)構(gòu)圖badfce疏水閥橇裝實(shí)物圖疏水閥安裝實(shí)物圖 疏水閥的工藝安裝圖實(shí)物圖原理：A 動(dòng)力原理：利用阿基米德定律和杠桿原理，精確計(jì)算所需動(dòng)力以滿(mǎn)足疏水閥在運(yùn)行中的動(dòng)力條件。B 自動(dòng)原理 ：利用連通器原理和介質(zhì)密度差設(shè)計(jì)自動(dòng)回氣系統(tǒng)，

2、使其在運(yùn)行中能連續(xù)地將疏水閥中的氣體回流到分離器中，以達(dá)到疏水閥連續(xù)和全自動(dòng)運(yùn)行的目的。系統(tǒng)安裝圖 其具體運(yùn)行流程如圖所示：abchdefga) 進(jìn)水管b) 防沖罩c) 動(dòng)力系統(tǒng)d) 轉(zhuǎn)向罩e) 閥芯總成f) 排水管g) 排污管h) 氣水介面液流方向 天然氣疏水閥進(jìn)液管a和天然氣井分離器相接，排液前液體在重力作用下進(jìn)入疏水閥，通過(guò)防沖環(huán)b改變液體流向，垂直向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)液面升高到一定程度時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)c啟動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)并開(kāi)啟閥門(mén)，疏水閥開(kāi)始排液。液體在系統(tǒng)壓力的作用下，經(jīng)轉(zhuǎn)向罩d在排水腔內(nèi)向上作垂直運(yùn)動(dòng)，經(jīng)閥芯e、排液管f排出閥體外。此時(shí)由于渣的重力方向與液流動(dòng)方向重合而沉于閥體底部（經(jīng)排污口定時(shí)排除

3、）避免渣質(zhì)可能對(duì)閥芯的污染，確保疏水閥正常運(yùn)行。當(dāng)液體排完，液位下降到某一高度h時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)向下運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉閥門(mén)。液體在閥體內(nèi)形成高位水封將天然氣嚴(yán)密封鎖而無(wú)絲毫泄漏。這就完成了一個(gè)排液周期。 當(dāng)分離器中再來(lái)液時(shí)，根據(jù)連通器原理，液體將閥腔內(nèi)上一運(yùn)行周期結(jié)束時(shí)進(jìn)入疏水閥的天然氣置換回到分離器中，液體到一定高度時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)再度啟動(dòng)，打開(kāi)閥門(mén)排液，重復(fù)上一運(yùn)行過(guò)程，如此往復(fù)循環(huán)，就形成了連續(xù)的全自動(dòng)排液作業(yè)。 從以上的作業(yè)過(guò)程中可以看出TSS43H型天然氣疏水閥有幾個(gè)顯著的特點(diǎn)： TSS43H型天然氣疏水閥不使用其它任何動(dòng)力，它的動(dòng)力來(lái)源于古老的阿基米德定律所確定的物體浮力和重力的交替作用，再利用杠

4、桿原理把力放大使之達(dá)到所需要的力度，即有水時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)中浮子的浮力大于它的重力和閥體內(nèi)壓力，使浮子上浮并通過(guò)杠桿使連接在另一端的閥瓣打開(kāi)進(jìn)行排水，當(dāng)水被排完以后，浮子的重力要大于其浮力，使浮子向下運(yùn)動(dòng)而關(guān)閉閥瓣。4.0MPa啟閉結(jié)構(gòu)圖 其力學(xué)平衡圖如下:abFF臨界開(kāi)啟時(shí)的力矩平衡方程式 b、TSS43H型天然氣疏水閥的排水作業(yè)是連續(xù)和全自動(dòng)的。它不受外界任何因素的影響，只與分離器是否有水有關(guān)，因而是全天候的主動(dòng)關(guān)閉和被動(dòng)開(kāi)啟過(guò)程（氣候特別寒冷的地方要采取保溫措施或加防凍劑）。它利用了聯(lián)通器中兩個(gè)相連容器的壓力趨于平衡的原理，使分離中的水和疏水閥中的天然氣能夠通過(guò)特設(shè)的回氣管道進(jìn)行位置交換，這就

5、為疏水閥的連續(xù)作業(yè)創(chuàng)造了條件，因而能夠達(dá)到有水就排、排完關(guān)閉的效果。 天然氣疏水閥安裝示意圖輸 氣 立 管氣水分離器水 （ 液 ） 圖中回氣有兩個(gè)通道，一個(gè)是通過(guò)連接管回氣，一是通過(guò)回氣管回氣。在連接管較低或水量較大時(shí)一般采用回氣管回氣。 c、疏水閥在作業(yè)過(guò)程中無(wú)絲毫天然氣流失，即天然氣為零泄漏。這一特點(diǎn)使它實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保和安全的作用。這一特點(diǎn)是該產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，零件精度以及嚴(yán)密的產(chǎn)品試驗(yàn)、嚴(yán)格的產(chǎn)品檢驗(yàn)所決定的。 天然氣疏水閥的閥腔采用了“U”型結(jié)構(gòu)，腔中的轉(zhuǎn)向罩將閥腔分成了進(jìn)水腔和排水腔。液體在腔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)按照規(guī)定的路線進(jìn)行。在進(jìn)水腔內(nèi)作從上到下的垂直運(yùn)動(dòng)，而在排水腔內(nèi)作從下到上的運(yùn)動(dòng)，這樣

6、液體的運(yùn)動(dòng)方向和重力方向重合一致。液體流向示意圖如上圖所示，這種結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)方面的作用： a、促進(jìn)液氣和液渣的分離運(yùn)動(dòng)方向和重力方向的重合，這使僅僅依靠重力和密度差來(lái)進(jìn)行的分離活動(dòng)不會(huì)受到運(yùn)動(dòng)的干擾，和靜置時(shí)的分離一樣。水和渣很容易被分離開(kāi)來(lái)，使渣沉于底部便于定期排放，這就保證了排水機(jī)構(gòu)使其不受渣垢的污染，避免了因渣垢的卡堵而產(chǎn)生的各種事故，特別是天然氣泄漏的事故。 b、由于水的運(yùn)動(dòng)方向是有規(guī)律的上下運(yùn)動(dòng)，使處于進(jìn)水腔中的浮子不受無(wú)規(guī)則壓力的沖擊，始終處于簡(jiǎn)單的低頻率的上下運(yùn)動(dòng)，最大限度地降低了機(jī)械磨損，確保各種結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)故障運(yùn)行。 c、腔中的浮子不僅是動(dòng)力的提供者，也是信息的傳遞者。它

7、通過(guò)杠桿放大了作用力，同時(shí)也將水位的高低信息傳到排水腔中的閥芯機(jī)構(gòu)，發(fā)出開(kāi)啟或關(guān)閉的指示。當(dāng)進(jìn)水腔中的水位線隨著分離器的水逐漸排完降低到給定的水位高度時(shí)，浮子下沉關(guān)閉閥芯機(jī)構(gòu)，此時(shí)閥腔中的水停止運(yùn)動(dòng)，在關(guān)閉時(shí)的水位線處形成水封，天然氣在進(jìn)水腔中被阻隔。氣體不可能向下穿透水層故被水嚴(yán)密封鎖而無(wú)絲毫泄漏。這就是TSS43H型天然氣疏水閥以閥關(guān)水，以水封氣的關(guān)閉方法。閥芯采用高精度不銹鋼球作閥瓣，采用密封性能最優(yōu)的線性密封方式。產(chǎn)品出廠時(shí)必須在疏水閥設(shè)計(jì)壓力下（高于實(shí)際工作壓力）進(jìn)行密封試驗(yàn)，必須達(dá)到滴水不漏的要求時(shí)方可出廠。因此閥芯對(duì)水的關(guān)閉是嚴(yán)密的，形成的穩(wěn)定的高位水封對(duì)天然氣的封鎖也是嚴(yán)密的。

8、TSS43H型天然氣疏水閥（無(wú)過(guò)濾裝置）外形簡(jiǎn)圖如圖1、圖2所示afc、b120acdefafc、badfbcdeH1H4H2H3LH1H4H2H3deeLb 圖1 圖2a、進(jìn)液口 b、回氣口 c、檢查放氣口 d、排水口 e、檢查口 f、排污口附：安裝運(yùn)行規(guī)程附：安裝運(yùn)行規(guī)程 （一）、安裝 在新開(kāi)井工程中，天然氣疏水閥的安裝，應(yīng)在主體工程結(jié)束，完成系統(tǒng)試壓和和管道吹掃作業(yè)之后進(jìn)行。若在安裝疏水閥之若在安裝疏水閥之后進(jìn)行試壓和吹掃管線，則應(yīng)將天然氣疏后進(jìn)行試壓和吹掃管線，則應(yīng)將天然氣疏水閥與系統(tǒng)隔離，啟用旁通管線進(jìn)行吹掃，水閥與系統(tǒng)隔離，啟用旁通管線進(jìn)行吹掃，以避免疏水閥內(nèi)部受到污染。以避免疏水

9、閥內(nèi)部受到污染。 圖3 圖4 圖5天然氣疏水閥安裝示意圖輸氣立管氣水分離器水（液）13578氣水分離器水（液）輸氣立管13578輸氣立管氣水分離器水（液）51378 圖6天然氣疏水閥安裝示意圖1、天然氣氣水分離器排水口閥門(mén) 5、排水口閥門(mén)2、旁通閥門(mén) 6、排污口閥門(mén)3、天然氣疏水閥進(jìn)水口前端閥門(mén) 7、回氣口閥門(mén)4、天然氣疏水閥 8、回氣管閥門(mén)123564 安裝程序如下： 1、參考安裝示意圖，為便于檢修和排污工作，應(yīng)配制好旁通管線等相關(guān)管線，安裝相應(yīng)閥門(mén)“2”、“3”、“5”、“6”、“7”、“8”，將各閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。 2、參考外形簡(jiǎn)圖，將疏水閥直立、就位、校平。拆下進(jìn)水口a、排水口d、排污

10、口e和回氣口b處的擋水板，將疏水閥各接口與管線接口連接。疏水閥頂部備用口的作用是當(dāng)用戶(hù)認(rèn)為有必要就近觀察疏水閥工作壓力時(shí)，可自行卸下接口處的螺塞，裝上壓力表。若天然氣氣水分離器排水口閥門(mén)“1”較低，而天然氣疏水閥較高時(shí)，可按圖5進(jìn)行安裝。 特別提示：應(yīng)在疏水閥頂部回氣口處和氣水分離器之間安裝回氣管，回氣管應(yīng)接在輸氣立管上。應(yīng)注意：回氣管管線走向應(yīng)始終向上，管中不應(yīng)有積液的地方存在。（二）、運(yùn)行1、運(yùn)行前的檢查 （1）、檢查確定系統(tǒng)壓力疏水閥銘牌標(biāo)定工作壓力，且不低于標(biāo)定工作壓力的30%，系統(tǒng)工作壓力過(guò)低會(huì)嚴(yán)重減小疏水閥的排量。 （2）、緩開(kāi)閥門(mén)“1”、“3”、“7”、“8”，使疏水閥體帶壓，然

11、后檢查各連接口、閥門(mén)、管線有無(wú)泄漏，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，無(wú)誤后方可進(jìn)入下一步操作。2、運(yùn)行步驟如下： （1）、確定閥門(mén)“1”、“3”、“7”、“8”處于開(kāi)啟狀態(tài)后，緩慢開(kāi)啟疏水閥排水口閥門(mén)“5”，此時(shí)疏水閥開(kāi)始正常工作。（2）、天然氣疏水閥投入運(yùn)行后，閥門(mén)“1”、“3”、“5”、“7”、“8”處于常開(kāi)狀態(tài)，閥門(mén)“2”、“6”處于常關(guān)狀態(tài)，疏水閥即全天候、全自動(dòng)運(yùn)行，有水就排，無(wú)水自動(dòng)關(guān)閉，在全部作業(yè)過(guò)程中天然氣泄漏為零。（3）、若一個(gè)疏水點(diǎn)裝有兩臺(tái)天然氣疏水閥時(shí)，在保證排量足夠的前提下，應(yīng)做到一開(kāi)一備，只有在一臺(tái)排量不能滿(mǎn)足時(shí)方可兩臺(tái)同時(shí)使用。（4）、運(yùn)行時(shí)，應(yīng)檢查系統(tǒng)壓力即疏水閥進(jìn)口壓力是否控

12、制在天然氣疏水閥的工作壓力范圍內(nèi)，不允許超壓運(yùn)行。（5）、在系統(tǒng)排水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行后，操作人員的主要職責(zé)應(yīng)是定時(shí)巡查，檢查設(shè)備運(yùn)動(dòng)情況，維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備，記錄運(yùn)行各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告并及時(shí)處理。2、天然氣疏水閥的橇裝供貨天然氣疏水閥在安裝時(shí)需同時(shí)安裝旁通系統(tǒng)，而現(xiàn)場(chǎng)安裝旁通系統(tǒng)比較復(fù)雜、困難，即費(fèi)工費(fèi)時(shí)又很難規(guī)范，因此，產(chǎn)生了對(duì)天然氣疏水閥橇裝供貨的需求。即把現(xiàn)場(chǎng)安裝中的旁通系統(tǒng)變?yōu)楣S生產(chǎn)。這樣在安裝時(shí)只需連接好進(jìn)出口法蘭就行了。不僅方便而且結(jié)構(gòu)緊湊，省工省料。以下是幾種典型的疏水閥橇裝結(jié)構(gòu)圖 a、QTSS43H-40 排量：10m3/h DN65 1、進(jìn)出口法蘭 2、進(jìn)液口閥門(mén)

13、 3、回氣口閥門(mén) 4、回氣口法蘭 5、天然氣疏水閥門(mén) 6、排水口閥門(mén) 7、排污口閥門(mén) 8、旁通閥門(mén)3465620218386013131029480164136949017281b、QTSS43H-64 排量：20m3/h DN801、進(jìn)出口法蘭 2、進(jìn)液口閥門(mén) 3、回氣口閥門(mén) 4、回氣口法蘭 5、天然氣疏水閥門(mén) 6、排水口閥門(mén) 7、排污口閥門(mén) 8、旁通閥門(mén)125341662622794151764297010381177881979122409487c、QTSS43H-100 排量：5m3/h DN501、進(jìn)出口法蘭 2、進(jìn)液口閥門(mén) 3、回氣口閥門(mén) 4、回氣口法蘭 5、天然氣疏水閥門(mén) 6、排

14、水口閥門(mén) 7、排污口閥門(mén) 8、旁通閥門(mén)6 5 01974379728 4 08 8 215777 0 063416 0 210771 7 3 225348 716628 長(zhǎng)慶用撬裝Q T S S 4 3 H - -2 5 B D N 6 5 5 m /h 3H G 2 0 5 9 5 -9 7 D N 6 5 P N 2 .5 Q 2 1 F -4 0 D N 2 0Z 4 1 H -2 5 D N 6 58 8 53 0 03 0 012971249244281847 7 27 6 56372716 8 27823222重 量 約3 7 1 K gQ T S S 4 3 H - -2 5 B

15、 D N 6 5 5 m /h 3H G 2 0 5 9 5 -9 7 D N 6 5 P N 2 .5 Q 2 1 F -4 0 D N 2 0Z 4 1 H -2 5 D N 6 58 8 53 0 0 3 0 012971249244281847 7 27 6 56372716 8 27823222重 量 約3 7 1 K g二、天然氣疏水閥在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法幾年來(lái)天然氣疏水閥在使用過(guò)程中遇到了各種各樣的問(wèn)題。由于天然氣的生產(chǎn)中地層情況復(fù)雜，許多事情不是事先可以預(yù)見(jiàn)到的。只能遇到什么問(wèn)題解決什么問(wèn)題。我們通過(guò)問(wèn)題的解決對(duì)天然氣疏水閥不斷改進(jìn)、完善和提高，并形成系列產(chǎn)品。 （1）

16、抗硫天然氣疏水閥（KTSS43H型） 有的天然氣含有有毒氣體H2S。這種氣體有較強(qiáng)的腐蝕性，其腐蝕機(jī)理為應(yīng)力腐蝕。 解決方法為： a、改變閥芯材質(zhì)。 b、盡量減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力，消除尖角，采取圓滑過(guò)度等。 c、對(duì)筒壁實(shí)行專(zhuān)用抗硫化氫涂料處理。（2）抗渣型天然氣疏水閥(TSS43H-II) 含渣的情況在新井站中時(shí)有發(fā)生，如木屑、橡膠片等，這些渣質(zhì)和水的密度差不多，不易沉淀，而隨水流到閥芯，隨時(shí)容易卡塞閥嘴孔，出現(xiàn)天然氣泄漏的事故，針對(duì)這種情況，我們研制了抗渣型天然氣疏水閥。其作法是在天然氣疏水閥的進(jìn)水口處筒內(nèi)水平安裝一抽屜式過(guò)濾筒，過(guò)濾桶的一端插在進(jìn)水口內(nèi)管上。另一端在筒體外管上，使用中過(guò)濾筒被一法蘭

17、蓋封堵于筒體內(nèi)。 如圖所示： a、進(jìn)水口 b、回氣口 c、濾網(wǎng)管口 d、排水口 e、檢查口 f、排污口 g、檢查放氣 afc、bgacdfbafc、b1 2 0 abdefHc1H4H2H3LdegggdeeH1H4H2H3L橡膠塊橡膠塊 陶粒砂 需排渣時(shí)關(guān)閉進(jìn)水口閥門(mén)，將閥蘭蓋取下，取出過(guò)濾筒，將渣倒掉后，再將過(guò)濾筒放回原位，將法蘭蓋蓋好，再打開(kāi)進(jìn)水口閥門(mén)即可恢復(fù)運(yùn)行，在實(shí)用中這一裝置對(duì)含渣的新井非常有效。過(guò)濾筒 （3）關(guān)于對(duì)沙的處理 有的天然氣井中含有大量的沙，這種沙在高壓下對(duì)疏水閥的閥芯沖刷非常嚴(yán)重，目前從兩個(gè)方面來(lái)解決這一問(wèn)題，一是對(duì)分離器內(nèi)部改進(jìn)，使之具有一定的沉沙功能，加上疏水閥自

18、身的沉沙能力，基本上可以消除沙對(duì)閥芯的損害，延長(zhǎng)疏水閥的使用壽命。二是對(duì)閥芯的結(jié)構(gòu)材質(zhì)作改進(jìn)確保閥芯流道暢通，增強(qiáng)其耐磨抗沖刷的能力，也能有效延長(zhǎng)疏水閥的使用壽命 對(duì)密封副材料作了重大改進(jìn)，采用了氧化鋯陶瓷材料。該材料化學(xué)性能穩(wěn)定，不受介質(zhì)腐蝕作用。更重要的是該材料硬度極高，僅次于金剛石硬度，維氏硬度HV11GPa，比鎢鉬合金還硬很多，更是原用材料304不可比的，超高的硬度保證了密封副的耐磨、抗沖刷性能，大大提高了密封副的使用壽命，減少了用戶(hù)的維修工作量。 三是采取下進(jìn)結(jié)構(gòu)流體從疏水閥下部進(jìn)入，使沙在未沉淀之時(shí)即隨水排出。閃蒸分液罐用疏水閥 閃蒸分液罐是用于閃蒸罐自動(dòng)排液的裝置，它與分離器用天然氣疏水閥不同的是它的使用壓力很低，某種程度上講幾乎就沒(méi)有壓力，而疏水閥的排液能力與系統(tǒng)壓力有關(guān)的，排液閥嘴口徑一定時(shí)，系統(tǒng)壓力越大，瞬時(shí)排液量越大，而閃蒸分液罐工作壓力很低，所以要將分離器產(chǎn)生的所有液量排進(jìn)污水罐，就必須要求閥嘴口徑增大，其排液量公式如下：?jiǎn)栴}處理清洗過(guò)濾筒，看是否過(guò)濾筒結(jié)冰保溫不夠，結(jié)冰漏氣 解決辦法；更換閥芯疏水閥排液計(jì)量公式 流體力學(xué)中一定流量流體流經(jīng)某一孔截面的理論計(jì)算公式： A=A閥嘴孔流道面積，2，A=d2, d閥嘴孔直徑，qv體積流量m3/sP閥嘴孔處內(nèi)外壓力差，MPa液體密度kg/m