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1、石油机械2006年第34卷第2期CHINAPETROLEUMMACHINERY—31—!新产品开发#膜片式流量调节阀蔡世龙(中油辽河金马油田股份有限公司)摘要介绍了用于油田开采工艺的膜片式流量调节阀的结构及其特点,分析了调节阀出口压力、进口压力对其流量的影响。受力分析和现场使用表明:该阀流量恒定精度(即恒流偏差)取决于膜片有效面积S与阀心下端有效面积S′之比,此值为12,其恒流比偏差为0103,说明该阀的流量恒定精度高;该阀不易被杂质卡死,稀油中直径1mm的砂粒能顺利通过,而不影响阀的功能;膜片式流量调节
2、阀是没有高加工精度要求的部件,普通车床即可生产,因此造价较低。关键词膜片式调节阀减压阀节流阀压力流量调节油田开采出的原油有稠油和稀油之分,稠油粘的输出腔,压力是p3;D腔及出油口均与C腔相度大,不便于开采。开采的工艺措施之一是将稀油通,压力也是p3。掺在稠油中,使稠油粘度降低,以便输送。掺入稀油的量有一个最佳值,低于此最佳值,稠油粘度大,不便输送;高于此最佳值,则造成稀油浪费。这就需要有一个流量调节阀使掺稀油的量自动恒定在预先给定的最佳值上。有人将液压传动系统中的调速阀作为流量调节阀使用。实际使用表明,调
3、速阀虽然满足恒定油量的要求,但是要经常清洗,有时每小时就要清洗1次,使用很不方便,且易出故障。图1膜片式流量节流阀目前国内外生产的调速阀中的减压阀均为滑阀式结忽略液动力的影响,膜片式流量调节阀阀心的构,为了保证油路密封,滑动密封面之间的间隙很平衡条件为:小,油中稍有杂质就能进入密封面的间隙中,将滑Sp2=Sp3+FT动部件卡死,使调速阀失去流量调节功能。为此,p2=p3+FT/S国家制定了液压油的标准,以保证调速阀正常工作。p2-p3=FT/S因为稀油是从地下采出未加处理的原油,所以稀油式中FT———弹簧
4、作用力;中往往有杂质,其中最多的是岩屑。要将其中的杂S———D腔室下膜片面积。质去掉,使达到液压油标准,实现这一目标的难度21出油口处压力p3的变化对流量的影响很大。鉴于此,笔者设计了膜片式流量调节阀,较膜片式流量调节阀工作的位移很小,弹簧力好地解决了常用调速阀易被杂质卡死的问题。FT变化很小,可认为近似不变,则节流阀前后的压差Δp=p2-p3基本上是一定值,其流量只随节技术分析流阀的开度而定,而与出油口处的压力p3变化无关,则作用在D腔的压力随之升高,使膜片及阀11结构心下移,减压阀的开度加大,压力p3
5、升高,结果膜片式流量调节阀结构如图1所示,左半部是压差(p2-p3)基本不变。反之,p3减少,则膜片差压式减压阀,右半部为节流阀。A腔是差压式减及阀心在A腔油压p2的作用下向上移动,减压阀压阀的输出腔,压力为p2;B腔是节流阀的输入开度减小,压力降增大,压力p2减小,压差(p2-腔,B腔与A腔相通,压力也是p2;C腔是节流阀p3)仍保持不变。—32—石油机械2006年第34卷第2期31进油口处压力p1的变化对流量的影响一般的调速阀和膜片式流量调节阀进行检测,介质膜片式流量调节阀A腔的压力p2=p3+FT/
6、S,为标准的液压油,检测结果是:前者恒流偏差为与进口油压处压力p1无关。当进油口处压力p1上0108,后者为0103,即膜片式流量调节阀的流量升,A腔压力p2也随之上升,推动膜片及阀心上恒定精度高。移,使减压阀的开度减少,压力降增大,节流效果(2)现场使用表明,膜片式流量调节阀是一增加,使A腔压力p2下降,恢复至原来的压力为种不易被杂质卡死的调速阀,稀油中直径1mm的止。反之,进油口处压力p1减小,则A腔油压p2砂粒能够顺利通过,而不影响阀的功能,原因是膜随之下降,膜片和阀心在D腔压力p3及弹簧力FT片式
7、流量调节阀没有滑动配合部件,所有活动部件作用下向下移动,减压阀的开度加大,节流效果变之间的间隙都大于2mm。小,压力降减小,使A腔压力p2上升,直到原来(3)常用调速阀中都含有一个滑阀式的减压的压力值为止。也就是说,无论进油口处压力p1阀或溢流阀,其加工精度要求很高,必须具备内、上升或下降,A腔压力p2始终为p3+FT/S,即(p2外磨床才能生产,因此造价较高。膜片式流量调节-p3)为恒定值,流量也是恒定值。阀是没有高加工精度要求的部件,普通车床就可生41主要技术参数产,因此造价较低。口径15mm;输出流
8、量0～20L/min;输入压力由于上述2个优点,膜片式流量调节阀可以作范围018～613MPa;可通过杂质最大直径015mm;为油田中常用调速阀的换代产品。外形尺寸80mm×80mm×70mm;质量215kg。结论作者简介:蔡世龙,工程师,生于1962年,1982年毕业于辽河石油学校采油工程专业,2004年获香港公开大学(1)根据流量调节阀心的动态受力分析和数硕士学位,现从事采油管理工作。地址:(124010)辽宁省学运算可知
