关断阀在线小角度测试技术与应用

刘金龙，魏海，陈粤(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

关断阀[1]在线小角度测试的主要过程是通过分析阀门的结构，提出测试方式的假设。依据气体压力和弹簧弹力的平衡原理，利用气体状态方程和弹簧弹力计算公式，并结合现场的一些测量数据。计算当关断阀转动一个固定角度时，从气缸内释放的气体量，制作出一个固定容器来接收释放的气体。通过实际现场测试验证假设，分析理论与实际的误差，改进测试方法。

1 关断阀结构图

平台上的关断阀从结构上可以分为两种：第一种结构如图1所示，为气缸与弹簧缸分开布置的，主要用于管径较大的位置，如海底输油管道[2]；第二种结构如图2所示，为气缸与弹簧缸共用一体的，主要用于管径较小的，如生产流程和各压力容器[3]进出口管线中。

图1 气缸与弹簧分开布置结构图及注释

图2 弹簧与气缸共用一体结构图及注释

关断阀关键附件快排阀结构如图3所示。当气源压力导通后，使气源与阀门气缸连通，驱动阀打开；当气源压力泄放后，使阀门气缸与排气口直接相通，切断进气气源，使气缸内的压力快速泄放，阀门快速关闭。

图3 快排阀结构图

关断阀关键附件先导阀结构如图4所示。当先导气导通后，先导阀的阀芯左移，使驱动气与气缸相连接，驱动阀打开；当先导气泄压后，阀芯右移，使气缸与排气口相通，气缸泄压，阀门关闭。

图4 先导阀结构图

2 理论计算

主要根据两个计算公式：