自立式调压阀在采气工艺中的应用

自立式调压阀在采气工艺中的应用摘要：在对采气站落后工艺改造中，我们采用了高压调节器，取得良好效果。本文介绍了完全自力式高压调节器工作原理以及其工艺改造中的应用。关键词：完全自力式高压调节器工艺改造工作原理1、概述随着采气技术的发展和人们对安全的更高要求，采气站这种仅有一次节流的传统工艺亟待改造。我站通过引进国外先进的完全自力式高压调节器，实现了对系统压力和压缩机进口压力合理控制，达到了稳压的目的。2、KIMRAY完全自力式高压调节器2.1组成：气动薄膜阀；指挥器；供气压力调节器；凝结水罐；仪表风管及接头。实图见图一PressureReducing■ IDripPot力式高压调节器PressureReducing■ IDripPot力式高压调节器SupplyGas卜Regulator2.2工作原理在一个减压调节的配置里控制线路连接下游的，而阀则在压力开的模式操作。减压调节器是一个整装的装置。当控制线路连接下游时，供应压力来源于上游。在调节器内，只有指挥器和气动阀部分零件（剖面线部分）是活动部件。指挥器阀芯由两个紧紧连在一起的不锈钢小球组成。上游压力（红色）是指挥器的供气压力，同时，它也是气动薄膜上面的作用力。气动薄膜阀的面积是其阀座面积的2倍，这保证其正确的关闭。指挥器的下阀口是气动阀薄膜下部作用力的入口（红色到黄色），指挥器的上阀口是气体排放口（黄色到蓝色）。指挥器弹簧作用在其活动部分的上部，同时，它与下游压力（蓝色）相平衡。假设旋紧指挥器调整螺钉，压缩其弹簧，达到一个顶定压力。当下游压力（蓝色）太低时，指挥器弹簧压迫其活动部分向下移动，首先，关闭指挥器上部阀口（黄色到蓝色），接着打开其下部阀口（红色到黄色）。这允许上游压力（红色）进入气动阀薄膜下部（黄色）与上部压力平衡。此时，作用在其底部的上游压力的推动下，气动阀的阀座打开，下游压力逐渐升高。当达到设定值时，指挥气阀芯会同时关闭上，下两个阀口。当下游压力超过其弹簧设定值时，指挥器活动部分会彳主上移动，打开其阀芯的上阀口，这允许从气动阀薄膜底部排放气体（黄色到蓝色）。当其薄膜底部压力减小后，气动阀口会向下移动，关小阀口，以保持下游压力与设定值相等。这个无外排的，三通的指挥器阀芯，调整了气动阀膜底部的压力（黄色）重新定位了气动阀的阀座位置，以适应流量的变化。这种快速但稳定的反应，产生了真正的节流式调节作用。供气压力调节器为需要持续低压起源的气动元件和指挥器提供所需压力，其特点容易调整，内部泄放；其工作温度18到93摄氏度可移动式薄膜依靠对所需流量快速的反应提供恒定的下游压力。薄膜阀座组件可以上下移动以回应出口微小的所需流量的变化，薄膜阀座的移动改变喷嘴和尼龙阀座组件的间隙，从而补偿所需流量的变化。3、改造前的工艺天然气在矿场集输过程中能否运行平稳，系统压力是关键因素。生产运行中，有许多因素影响着系统压力。地层压力、设计管线弯曲度以及下游压缩机的工作状态等。采气站在设计之初，系统压力主要通过水套炉后节流调压阀调节，井口高压来气(20〜25Mpa)—次性节流到压缩机需要压力(3.0〜3.5Mpa)，这种方法调压不稳定，当遇见气井产水严重、产气不稳定井时，节流调压阀稳定压力作用较差,由于节流压差过大，温度损失严重，容易冰堵。且达不到安全的要求。原流程如图三：水套炉 去放空图三、原流程图(部分)4、引进KIMRAY控制阀后的工艺4.1保证压力稳定经过对旧工艺的剖析后，我们在水套炉针形节流阀后，高低压紧急切断阀前安装了完全自力式高压调节器，井口高压气流经针形阀一次节流后(10〜15Mpa)，又经过高压调节器节流到适合压缩机进口的压力。高压调节器的优点在于当下游需求减小时，减小阀口开度，降低出口流量；下游需求增大时，增大开度，加速流体流向下游，以保持出口压力恒定。改造后的流程如图四：

—f去放空—f去放空图四、现流程图（部分）由公式:式中Q 管线的流量K---节流系数A 流通面积△p 压差m---节流口的形状和结构指数0.5VmV1可知，当m值稳定时，系统压力才能稳定。而完全自力式调压器可以根据前后的压力来稳定压差，进而保证管线压力稳定。如图三示Q△pQ△p图五、流量控制特征曲线节后压力（前）节后压力（后）使用前后节后压力对比节后压力（前）节后压力（后）使用前后节后压力对比图六、稳压效果对比4.2节约了调压时间以延128井在生产过程中井口节流调压阀使用前后调节井口节流后压力所耗用的时间来做对比。延128井平均每天使用10小时，在两个压缩机正常工作条件下，平均每1时就要开关并一次，1天就要10次重复作用，每次调节井口节流后压力保证在3.8Mpa所需时间大约在5分钟，一天累计下来需要50到60分钟的时间调节压力。而使用自力式调压阀后，调节压力每次大约只要5秒钟，一天下来职工呆在井口的时间大概就是1分钟。这样使用后大大节约时间，减轻了工人劳动强度。而且自力式调压阀调节压力更准确，更可靠。给站区压缩机正常供气带来方便。500.0400.0300.0500.0400.0300.0200.0100.00.0—使用前调压时间（秒）•-使用后调压时间（秒）0.005.0010.0015.0020.00生产时间段图五、调压时间对比4.3保证安全生产为了应对加气柱憋压、站区断电、等突发事件，我们在进站总机关撬的放空管线上也安装了完全自力式压力调节器。当管线内压力瞬间剧增时，调节器可以自动打开，解决了人工放空反应不急的问题，达到迅速泄压的目的，为我站安全生产提供了保障。5、结论采气站在原来水套炉出口的针型调压阀之后，高低压紧急切断阀之前安装了完全自立式调压阀，同时也在进站总机关撬的放空管线上安装了该阀。这样连同各设备上的安全阀、井口人员的定时查巡就形成了在生产运行中的五大安全保障。生产工艺中管线压力稳定，即便是面对突然断电等突发事故，自立式调压阀也能自动泄压，安全放空。节约繁重的人工调压成本，加强了安全保障，初步实现远程控制压力，为将来实现全面的远程控制，自动化采气工艺积累经验。该阀在使用的过程中，随着天气的变冷，指挥器引压管偶有堵塞等问题出现，这将是我们下一步的工作。但总的来说，完全自立式调压阀在采气站工艺改造中使用效果良好。参考文献1、 《四川省石油管理局钻采工艺研究所志》张士坤四川石油管理局钻采工艺研究所志编辑室2007