自立式調壓閥在采氣工藝中的應用

自立式調壓閥在采氣工藝中的應用摘要：在對采氣站落后工藝改造中，我們采用了高壓調節(jié)器，取得良好效果。本文介紹了完全自力式高壓調節(jié)器工作原理以及其工藝改造中的應用。關鍵詞：完全自力式高壓調節(jié)器工藝改造工作原理1、概述隨著采氣技術的發(fā)展和人們對安全的更高要求，采氣站這種僅有一次節(jié)流的傳統(tǒng)工藝亟待改造。我站通過引進國外先進的完全自力式高壓調節(jié)器，實現(xiàn)了對系統(tǒng)壓力和壓縮機進口壓力合理控制，達到了穩(wěn)壓的目的。2、KIMRAY完全自力式高壓調節(jié)器2.1組成：氣動薄膜閥；指揮器；供氣壓力調節(jié)器；凝結水罐；儀表風管及接頭。實圖見圖一PressureReducing■ IDripPot力式高壓調節(jié)器PressureReducing■ IDripPot力式高壓調節(jié)器SupplyGas卜Regulator2.2工作原理在一個減壓調節(jié)的配置里控制線路連接下游的，而閥則在壓力開的模式操作。減壓調節(jié)器是一個整裝的裝置。當控制線路連接下游時，供應壓力來源于上游。在調節(jié)器內，只有指揮器和氣動閥部分零件（剖面線部分）是活動部件。指揮器閥芯由兩個緊緊連在一起的不銹鋼小球組成。上游壓力（紅色）是指揮器的供氣壓力，同時，它也是氣動薄膜上面的作用力。氣動薄膜閥的面積是其閥座面積的2倍，這保證其正確的關閉。指揮器的下閥口是氣動閥薄膜下部作用力的入口（紅色到黃色），指揮器的上閥口是氣體排放口（黃色到藍色）。指揮器彈簧作用在其活動部分的上部，同時，它與下游壓力（藍色）相平衡。假設旋緊指揮器調整螺釘，壓縮其彈簧，達到一個頂定壓力。當下游壓力（藍色）太低時，指揮器彈簧壓迫其活動部分向下移動，首先，關閉指揮器上部閥口（黃色到藍色），接著打開其下部閥口（紅色到黃色）。這允許上游壓力（紅色）進入氣動閥薄膜下部（黃色）與上部壓力平衡。此時，作用在其底部的上游壓力的推動下，氣動閥的閥座打開，下游壓力逐漸升高。當達到設定值時，指揮氣閥芯會同時關閉上，下兩個閥口。當下游壓力超過其彈簧設定值時，指揮器活動部分會彳主上移動，打開其閥芯的上閥口，這允許從氣動閥薄膜底部排放氣體（黃色到藍色）。當其薄膜底部壓力減小后，氣動閥口會向下移動，關小閥口，以保持下游壓力與設定值相等。這個無外排的，三通的指揮器閥芯，調整了氣動閥膜底部的壓力（黃色）重新定位了氣動閥的閥座位置，以適應流量的變化。這種快速但穩(wěn)定的反應，產生了真正的節(jié)流式調節(jié)作用。供氣壓力調節(jié)器為需要持續(xù)低壓起源的氣動元件和指揮器提供所需壓力，其特點容易調整，內部泄放；其工作溫度18到93攝氏度可移動式薄膜依靠對所需流量快速的反應提供恒定的下游壓力。薄膜閥座組件可以上下移動以回應出口微小的所需流量的變化，薄膜閥座的移動改變噴嘴和尼龍閥座組件的間隙，從而補償所需流量的變化。3、改造前的工藝天然氣在礦場集輸過程中能否運行平穩(wěn)，系統(tǒng)壓力是關鍵因素。生產運行中，有許多因素影響著系統(tǒng)壓力。地層壓力、設計管線彎曲度以及下游壓縮機的工作狀態(tài)等。采氣站在設計之初，系統(tǒng)壓力主要通過水套爐后節(jié)流調壓閥調節(jié)，井口高壓來氣(20?25Mpa)—次性節(jié)流到壓縮機需要壓力(3.0?3.5Mpa)，這種方法調壓不穩(wěn)定，當遇見氣井產水嚴重、產氣不穩(wěn)定井時，節(jié)流調壓閥穩(wěn)定壓力作用較差,由于節(jié)流壓差過大，溫度損失嚴重，容易冰堵。且達不到安全的要求。原流程如圖三：水套爐 去放空圖三、原流程圖(部分)4、引進KIMRAY控制閥后的工藝4.1保證壓力穩(wěn)定經過對舊工藝的剖析后，我們在水套爐針形節(jié)流閥后，高低壓緊急切斷閥前安裝了完全自力式高壓調節(jié)器，井口高壓氣流經針形閥一次節(jié)流后(10?15Mpa)，又經過高壓調節(jié)器節(jié)流到適合壓縮機進口的壓力。高壓調節(jié)器的優(yōu)點在于當下游需求減小時，減小閥口開度，降低出口流量；下游需求增大時，增大開度，加速流體流向下游，以保持出口壓力恒定。改造后的流程如圖四：

—f去放空—f去放空圖四、現(xiàn)流程圖（部分）由公式:式中Q 管線的流量K---節(jié)流系數(shù)A 流通面積△p 壓差m---節(jié)流口的形狀和結構指數(shù)0.5VmV1可知，當m值穩(wěn)定時，系統(tǒng)壓力才能穩(wěn)定。而完全自力式調壓器可以根據(jù)前后的壓力來穩(wěn)定壓差，進而保證管線壓力穩(wěn)定。如圖三示Q△pQ△p圖五、流量控制特征曲線節(jié)后壓力（前）節(jié)后壓力（后）使用前后節(jié)后壓力對比節(jié)后壓力（前）節(jié)后壓力（后）使用前后節(jié)后壓力對比圖六、穩(wěn)壓效果對比4.2節(jié)約了調壓時間以延128井在生產過程中井口節(jié)流調壓閥使用前后調節(jié)井口節(jié)流后壓力所耗用的時間來做對比。延128井平均每天使用10小時，在兩個壓縮機正常工作條件下，平均每1時就要開關并一次，1天就要10次重復作用，每次調節(jié)井口節(jié)流后壓力保證在3.8Mpa所需時間大約在5分鐘，一天累計下來需要50到60分鐘的時間調節(jié)壓力。而使用自力式調壓閥后，調節(jié)壓力每次大約只要5秒鐘，一天下來職工呆在井口的時間大概就是1分鐘。這樣使用后大大節(jié)約時間，減輕了工人勞動強度。而且自力式調壓閥調節(jié)壓力更準確，更可靠。給站區(qū)壓縮機正常供氣帶來方便。500.0400.0300.0500.0400.0300.0200.0100.00.0—使用前調壓時間（秒）?-使用后調壓時間（秒）0.005.0010.0015.0020.00生產時間段圖五、調壓時間對比4.3保證安全生產為了應對加氣柱憋壓、站區(qū)斷電、等突發(fā)事件，我們在進站總機關撬的放空管線上也安裝了完全自力式壓力調節(jié)器。當管線內壓力瞬間劇增時，調節(jié)器可以自動打開，解決了人工放空反應不急的問題，達到迅速泄壓的目的，為我站安全生產提供了保障。5、結論采氣站在原來水套爐出口的針型調壓閥之后，高低壓緊急切斷閥之前安裝了完全自立式調壓閥，同時也在進站總機關撬的放空管線上安裝了該閥。這樣連同各設備上的安全閥、井口人員的定時查巡就形成了在生產運行中的五大安全保障。生產工藝中管線壓力穩(wěn)定，即便是面對突然斷電等突發(fā)事故，自立式調壓閥也能自動泄壓，安全放空。節(jié)約繁重的人工調壓成本，加強了安全保障，初步實現(xiàn)遠程控制壓力，為將來實現(xiàn)全面的遠程控制，自動化采氣工藝積累經驗。該閥在使用的過程中，隨著天氣的變冷，指揮器引壓管偶有堵塞等問題出現(xiàn)，這將是我們下一步的工作。但總的來說，完全自立式調壓閥在采氣站工藝改造中使用效果良好。參考文獻1、 《四川省石油管理局鉆采工藝研究所志》張士坤四川石油管理局鉆采工藝研究所志編輯室2007