暗杆手动平板阀应用状态的研究

邓利新， 魏嵬， 高示德， 杨静

（1.长城钻探工程有限公司钻具公司，辽宁 盘锦 124010；2.长城钻探工程有限公司物资公司，天津 300457；3.承德江钻石油机械有限公司，河北 承德 067000）

1 引言

井控工作是石油与天然气勘探开发过程中的重要环节，是安全生产工作的重中之重，当地层压力超过钻井液柱压力时，控制井内压力，避免和排除井筒内流体外溢污染环境，这就需要各种平行闸阀控制井口流体和压力，最终实现井筒液柱压力平衡。目前各油田常用的平行闸阀种类多用明杆式的平行闸阀，很少使用暗杆式平行闸阀，原因是暗杆式阀门不能直接显示阀门的“开启”与“关闭”状态，在使用过程中只能通过手动旋转手轮得知其是否启闭，不能目视其启闭状态。由于暗杆式的平行闸阀在维修和安装等方面有很多优势，为此本文研究了一种能够显示其开启状态的装置。

2 研制暗杆平行闸阀启闭状态的技术背景

平行闸阀是大量应用在井控节流、压井管汇以及井口两侧的阀门，是一种关闭件（闸板）沿介质通道中心线的垂直方向运动的闸阀。平行闸阀在井控装置节流、压井管汇中用于开启和截断管道内介质的流动，并控制高压介质按照指定方向流动，平行闸阀还可满介质双向流动，在全开或全关状态时，关闭件受介质的冲蚀作用最小，平行闸阀的密封都是压力自紧式浮动密封，保证在高压状态实现可靠密封。

按提升闸板结构的不同，平板阀分为暗杆平板阀和明杆平板阀。明杆平板阀的阀杆安装在轴承支架上，开关阀板时，用旋转阀杆螺母来实现阀杆带动阀板的升降，实现阀的开关，因此阀的开关状态明显（见图1）。暗杆闸阀的阀杆与闸板为嵌入式螺纹连接，旋转阀杆，闸板作上下直线运动，阀杆螺母在阀体内与介质直接接触，开关阀板时通过旋转阀杆来实现（见图 2）。

图1 明杆闸阀开关示意图

图2 暗杆闸阀开关示意图

暗杆闸阀的阀体为整体锻造加工，它的整体抗压强度较高。明杆式的闸阀采用上下分体结构，强度受连接螺栓影响。暗杆式闸阀在线维修方便，只需打开阀盖便可维修、更换内部阀件，不需要任何专用工具（见图3），而且同样压力等级的阀门占用面积比明杆式阀门小，带压开关闸板扭矩较小，但是因为不能直接通过目视判断阀板的开关状态，需要手动开启判断其启闭状态，在现场使用中受到很大限制，推广很长一段时间都没有得到用户认可。

3 暗杆平行闸阀启闭显示装置工作原理

暗杆平行闸阀不能像明杆闸阀一样明显显示自身开关状态，提升闸板的装置是在闸板腔内完成，阀杆在轴承座上只是平行滑动，阀杆不能通过上下运动显示其开关状态，即不能利用轴承护套和阀杆接头的空间显示其开关状态。

要实现暗杆平行闸阀显示阀板位置状态，实现与阀板位置同时显示，可在轴承护套与阀杆接头之间加装一个阀位显示套，通过旋转手轮，带动阀杆接头旋转，显示套与阀杆接头间为反扣连接，因而显示套被旋出，显示套上有键槽，导向螺钉插入显示套的键槽内，旋转时迫使显示套上下直线运动，从而实现阀位显示（如图4、图5）。

图3 暗杆式闸阀维修示意图

图4 阀位显示简图

图5 阀位开关显示

4 结论

（1）通过显示套显示装置，现场操作者能够直观判断阀门的开、关状态，保证在控制现场流体时不会出现误操作。

（2）暗杆平行闸阀应用显示装置的研究及应用，对推广暗杆平行阀具有重要意义。

［1］高世德.一种平行闸板阀：中国，CN201787101U[P].2011-04-06.

［2］石油天然气钻井井控编写组.石油天然气钻井井控［M］.北京：石油工业出版社，2002：220-226.

［3］ANSI/API 6A，井口装置和采油设备规范［S］.