第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、不同產(chǎn)品現(xiàn)狀
1）以JB／T2203－1999《彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)長度》為主的通用類。目前國內(nèi)大多數(shù)安全閥生產(chǎn)廠家均按本標準設(shè)計生產(chǎn)。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門廠、開封高壓閥門廠、海安閥門廠等。但本標準也不盡完美，規(guī)格不全，微啟式安全閥最大公稱通徑為DNI00，全啟式安全閥最大公稱通徑DN200，中間缺少DN65、DN125兩個規(guī)格。根據(jù)我廠所生產(chǎn)的安全閥規(guī)格及掌握的資料來看，目前微啟式安全閥公稱通徑最大達到DN250，全啟式安全閥公稱通徑達到DN400。經(jīng)考證，各廠家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，如DN150全啟式安全閥，浙江羅浮鍋爐附件廠、上海閥門廠及江蘇吳江閥門工具廠各不相同。
2）以API526《鋼制法蘭連接安全泄放閥》（FlangedSteelSafetyReliefValve）為主的美標體系。國內(nèi)進口化工設(shè)備等所配的安全閥連接尺寸一般按照本標準。該標準公稱通通徑為DN25~DN200（l”~8”），公稱壓力為2~42MPa，喉徑從D－T（9．5~146mm）。該標準比較科學(xué)規(guī)范，對壓力、材料、溫度、喉徑等統(tǒng)籌考慮。依照喉徑確定規(guī)格，同一喉徑可以有好幾個規(guī)格，相反同一規(guī)格可能有好幾個喉徑可以選擇。如DN100~DN150（4”~6”）喉徑有L、M、N、P四種可以選擇。隨著國際貿(mào)易及進口設(shè)備國產(chǎn)化的不斷推進，該標準將在國內(nèi)得到很大推廣。目前該標準還沒有轉(zhuǎn)化為國標。
3）以在國際上影響比較大的安德森•格林伍德公司（AndersonGreenwood＆Co．）為依據(jù)的活塞式導(dǎo)閥操作安全泄壓閥（PilotOperatedPressureReliefValves）系列。國內(nèi)一般稱之為先導(dǎo)式安全閥，先導(dǎo)式安全閥由主閥和導(dǎo)閥組成，導(dǎo)閥操作主閥的開啟和關(guān)閉。這種閥門排量大；不受背壓的影響；可以在非常接近開啟壓力下進行不泄漏操作；啟閉壓差小等優(yōu)點。一般適用于天然氣管道等。目前國內(nèi)還沒有先導(dǎo)式安全閥標準及連接尺寸標準。并且這種類型的閥門剛剛開發(fā)，還沒有廣泛推廣。國內(nèi)大多數(shù)廠家按照該公司的數(shù)據(jù)設(shè)計制造，如浙江羅浮鍋爐附件廠、航天十一 研究 所等。建議合肥通用機械 研究 所盡早起草并發(fā)布先導(dǎo)式安全閥標準。
4）以中國航天工業(yè)總公司第十一 研究 所設(shè)計研制的安全閥自成一個體系。航天十一所研制的HT系列安全閥品種多，有HTO普通安全閥（如圖1所示）、HTB平衡波紋管式安全閥、HTR泄流閥、HTN特殊安全閥、HTGS高性能蒸汽安全閥。ＨＴＸＹ液體泄壓閥、HTXD先導(dǎo)式安全閥等，且性能良好。但是除HTXD系列先導(dǎo)式安全閥與安德森•格林伍德公司連接尺寸相同外，其余與美標、國標均不相同。
5）以蘭州煉油廠設(shè)計研制開發(fā)的A型、TA型封閉全開啟彈簧式安全閥自成一個體系。該系列口徑DN25~DN150（1”~6’），公稱壓力l.6~4.0MPa，喉徑D~R（9.5－115mm）。該體系連接尺寸與美標及國標均不相同，為蘭煉專用。
6）為鍋爐、電站設(shè)備、減溫減壓裝置配套的沖量式安全閥系列。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠、青島電站輔機廠等配套的專用安全閥。此類系列閥門結(jié)構(gòu)及連接尺寸各廠家一般不相同，可能有部分相同。
2、井下安全閥的技術(shù)現(xiàn)狀
井下安全閥從產(chǎn)生到現(xiàn)在已經(jīng)歷了約70年，每個零部件都經(jīng)歷了多次改進、完善、從而使結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化下面按井下安全閥的主要零部件的完善、發(fā)展來說明其技術(shù)現(xiàn)狀。
1）閥體密封方式
早期的井下安全閥采用球閥密封方式，球閥密封的缺點是球閥轉(zhuǎn)動時摩擦力大，可靠性差，更換密封件時球體和球座必須同時更換。因此，世界上新投產(chǎn)的油氣井井下安全閥多采用閥板密封方式克服了球閥轉(zhuǎn)動時摩擦力大，可靠性差更換密封件不方便的缺點。閥板密封是靠閥板上的錐面和密封座之間的配合。勝利石油管理局采油工藝 研究 所研制的SF-1型井下安全閥的特點是閥板采用鉸支結(jié)構(gòu)固定于閥板套上，閥板套與彈簧套用螺紋連接，閥板與閥板座采用錐面密封并配帶聚四氟乙烯密封圈，低壓時采用閥板軟密封，高壓時采用閥板硬密封。然而，在井下安全閥關(guān)閉過程中，普通閥板與閥座的接觸過程為一次性完全接觸，這種方式在油管內(nèi)液體流速很大時，由于液體的沖擊作用很有可能把閥板打碎。貝殼石油工具公司研制的T-5型安全閥，克服了這一缺點，閥板與閥座的密封采用先3點接觸，其他密封部分后接觸的方式來增加閥板與閥座的接觸時間，減小接觸沖擊力，防止閥板由于液體沖擊損壞，因而，這種密封技術(shù)被廣泛采用。但閥板密封仍存在一些缺陷，如，閥板打開需要的活塞行程較長，因此，當井下安全閥安裝深度較大時，其控制壓力容易達到極限，這也增加了安全閥本體的長度，以致于質(zhì)量增加。
2）活塞
活塞是井下安全閥的執(zhí)行機構(gòu)，用來壓縮彈簧推動中心管打開閥板。其液腔內(nèi)要保持壓力以防止井下安全閥關(guān)閉，所以活塞的密封非常重要。運用活塞的優(yōu)點是使中心管和活塞在一起運動的過程中，能夠沿著同一中軸線推移，來增強執(zhí)行機構(gòu)的工作穩(wěn)定性。但由于活塞直徑大，密封圈周長長，從而增加了泄漏的可能性，導(dǎo)致控制系統(tǒng)失效。另外，由于活塞質(zhì)量大，在閥板關(guān)閉過程中，彈簧需要克服的活塞重力就大，這樣對彈簧的彈性要求就比較高。T-5型井下安全閥將大直徑活塞改為小直徑柱塞，這種設(shè)計需要加工較高精度的細長孔，在加工上有一定難度，另外，也不能保證活塞和中心管沿著同一中軸線移動。
3）鎖定方式
井下安全閥的液控管線在高壓情況下，容易導(dǎo)致密封圈刺漏，造成液控系統(tǒng)卸壓，井下安全閥將關(guān)閉并失去安全保護作用。這時，只能強制將閥板打開并鎖住，使井下安全閥處于永久打開狀態(tài)，以保證油氣生產(chǎn)的正常進行，待油井作業(yè)時對井下安全閥進行更換。勝利石油管理局采油工藝 研究 所研制的SC35-120型井下安全閥鎖定，總成由鎖套、鎖簧、剪釘?shù)冉M成，在液控系統(tǒng)失效時，用鋼絲工具使鎖套剪斷剪釘，強制推動活塞中心管下行頂開閥板，同時通過鎖簧鎖定中心管，使閥板處于開啟狀態(tài)。這種永久開鎖鎖定機構(gòu)非常復(fù)雜。且可靠性不高。T-5型井下安全閥改變了永久開鎖鎖定方式，省去了復(fù)雜的開鎖鎖定機構(gòu)，只是在閥板處下入一個彈性鋼圈將閥板撐開，這種設(shè)計既完成了永久開鎖并鎖定，又大大簡化了結(jié)構(gòu)，給施工帶來很大方便。
4）連通轉(zhuǎn)換方式
井下安全閥液控管線內(nèi)的壓力在正常時與井下安全閥內(nèi)部液體通道不連通，當井下安全閥閥板密封失效后，要用鋼絲下入小直徑的管內(nèi)安全閥，并通過原來的液控管線對油井進行安全控制#早期的。下安全閥，液控壓力被內(nèi)密封套密封在液壓腔內(nèi)，當內(nèi)密封套被鋼絲工具撞擊并將剪釘剪斷下移后，液孔壓力腔就與井下安全閥的內(nèi)部流體通道相通，再下入管內(nèi)安全閥對油井進行安全控制。早期的井下安全閥在連通轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上有以下缺點：
（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)密封套密封要求高，導(dǎo)致制造成本高。
（2）在鋼絲作業(yè)過程中，有可能撞壞內(nèi)密封套，而導(dǎo)致井下安全閥失效。
T-5型井下安全閥克服了這些缺點，對連通方式進行了改進，由內(nèi)密封套下移式改為鉆孔式。當需要連通時，只需下入機械鉆孔工具在其薄弱部分鉆孔可完成。Dennistoun提出一種更便于后期補救的井下安全閥結(jié)構(gòu)，在閥板失效后，可在井口用鋼絲下入一管內(nèi)安全閥裝置，該管內(nèi)安全閥可自身在井下安全閥薄弱部分完成鉆孔，使液控管線柱式壓腔與井下安全閥內(nèi)部液體相通來控制管內(nèi)安全閥。與T-5型井下安全閥相比，Dennistoun提出的結(jié)構(gòu)省去了從井口下入機械鉆孔工具，給施工帶來方便。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
1、安全閥結(jié)構(gòu)
安全閥結(jié)構(gòu)圖
2、電站鍋爐安全閥檢驗新技術(shù)的特點：
在線檢測系統(tǒng)由機械夾具、液壓動力單元和數(shù)據(jù)采集處理單元三大部分組成，彼此相對獨立，由兩條10米長的液壓軟管和兩條10米長的五芯屏蔽電纜互相聯(lián)成一個完整的安全閥測試系統(tǒng)。它具有體積小、重量輕、組件模塊化、設(shè)備計算機化、操作簡單、穩(wěn)定可靠等顯著特點，性能在許多方面都超過國外同類儀器水平。
1）夾具：保證對待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環(huán)境，采用組合式結(jié)構(gòu)，拆卸十分方便。
2）液壓動力單元：提供可調(diào)節(jié)的液壓輸出和流量，最大輸出10MPa，最大提升力為50KN，用以控制外加的提升力和提升速度。
3）數(shù)據(jù)處理單元：它是測試系統(tǒng)的核心，直接決定系統(tǒng)的可靠性和準確性。
其中，力傳感器采用輪輻式結(jié)構(gòu)，靈敏度極高，精度可達到0.05%，壓力傳感器采用高溫型傳感器，工作溫度可達200~250度。兩種傳感器均為高輸出式，內(nèi)藏放大器，其線性度、重復(fù)性和抗干擾能力極強。
測試系統(tǒng)采用了二通道低增益，高精度放大電路，智能化A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集電路，可同時采集力、壓力二個參數(shù)，核心部分選用目前市場上先進的筆記本電腦（CPUPⅢ600），可繪制曲線并打印測試結(jié)果，具有漢字化的人機對話功能，各測量通道的數(shù)據(jù)均可在屏幕上顯示，在超量程的情況下，確保系統(tǒng)和安全閥的安全，全部硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于維修和調(diào)試。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
從長遠發(fā)展來看，必須發(fā)展性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、智能化的井下安全閥系統(tǒng)應(yīng)進一步加強深井、超深井井下安全閥的研制力度，提高井下安全閥系統(tǒng)的密封、智能化進程。
1、采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)開關(guān)閥板，結(jié)構(gòu)簡單、傳動靈活、鎖死機構(gòu)可靠，又縮短了井下安全閥的結(jié)構(gòu)尺寸，更經(jīng)濟。
2、通過傳感器對井下安全閥動作進行監(jiān)控，地面系統(tǒng)可以了解到閥板打開、關(guān)閉狀態(tài)，彈簧的壓縮狀態(tài)以及柱塞的運動狀態(tài)。
3、改進井下安全閥內(nèi)運動部件與油氣體之間的密封，防止砂及其他顆粒磨損安全閥運動部件，延長井下安全閥壽命。
4、國內(nèi)對井下安全閥的 研究 尚處于起步階段，應(yīng)加緊研制，并進行市場開拓和推廣。
免責申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標準等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。