海底管道閥門的使用方法及選型設計

一、海底管道閥門的概況

隨著海洋石油工業技術的迅速發展和人們對能源的需求，深水油氣田的開發將成為今后海洋石油中行業發展的重要。水下油氣生產系統受災害天氣影響較小，可靠性強，成為開采深水油氣田的關鍵設施之一。海底管道閥門是水下油氣生產系統設備的重要組成部分。

二、海底管道閥門的常用標準

海底管道閥門是應用于海底管道上所有閥門的統稱，其主要集中應用在海洋油氣工程的水下管匯、海底管道終端及油氣輸送管道上。海底管道閥門以球閥、平板閘閥和止回閥為主。海底管道閥門采用的標準主要有API 6DSS、API 6A、API 17D和ISO 13628 -1。

三、海底管道閥門操作方式

海底管道閥門的操作方式主要有液壓控制、遙控操作(ROV一RemoteOperatedVehicle)和潛水員操作等。

液壓控制：海底管道閥門與液壓源、液壓控制單元和臍帶纜集成為一個系統，由帶液壓源的控制單元給海底管道閥門供壓開啟和關閉閥門。此種操作方式的優點是能夠實現自動開啟和關閉閥門，可以在海洋石油平臺上實時監控海底管道閥門的狀態，在液壓控制系統失效時可以使用ROV操作閥門。但是，液壓控制復雜，潛在的泄漏點較多，投資費用較高。2ROV：海底管道閥門上設置有ROV接口，分為頂裝和側裝兩種類型，通過ROV搭載扭矩工具操作閥門開啟和關閉。此種操作方式的優點是閥門結構相對液壓控制較簡單，費用相對較低，可節省項目工程建設階段的費用。但是ROV操作在海上石油平臺發生緊急情況需要關閉海底管道閥門時，不能實現應急關斷，海上石油平臺不能對海底管道閥門的狀態實現監測。潛水員操作：在水深較淺時，海底管道閥門上通常配置有手輪，潛水員可采用空氣潛水的方式對其進行操作。此外，對于有ROV接口的海底管道閥門，在條件允許的情況下，也可以由潛水員使用專用的操作工具，采用飽和潛水的方式對海底管道閥門進行操作。

四、海底管道閥門選型設計。主要技術指標：球閥選型設計時主要考慮設計使用壽命、設計溫度、設計壓力、球閥形式、設計標準、閥門尺寸、壓力等級、閥體材質、球體材質、ROV接口等級、ROV接口方式、ROV接口標準和閥門制造等級等。此外，還應注意閥門底座形式、ROV把手及其形式、ROV中點線到閥門中點線的距離、ROV接口處的防海生物保護裝置、第三方檢驗范圍和內容、閥門及執行機構高壓水艙試驗(影響費用和交貨時間)等。采購方在與供貨商進行技術澄清時，要明確技術細節，以防出現不必要的合同變更。

　端面連接：球閥的端面連接形式有法蘭連接和對焊連接兩種。球閥采用對焊連接時，可以減少法蘭連接時閥門潛在的泄漏源，提高了管道系統的可靠性。閥門除更換和維修不便之外，在操作、自重和價錢等方面影響均不大。水下油氣生產系統的設計首先要考慮閥門使用的可靠性，兼顧可維修性。綜合考慮，球閥

宜采用電焊形式。密封形式：球閥在深水條件下除了承受介質內壓外，還承受著靜水壓力，為了防止介質外漏或海水進入閥體，閥體與環境之間一般設置兩道密封，其中金屬密封作為主密封。

中線蝶閥可以雙向使用，偏心蝶閥只能單向使用，這一點在安裝時務必注意。偏心蝶閥標注在閥體上的箭頭所指的方向并不是管道內介質的流動方向，而是表示當偏心蝶閥密封關閉時管道內介質的壓力方向。例如，從某空調系統的供回水干管上引出一組支管，這時該組供回水支管上的兩個偏心蝶閥是同方向安裝，即箭頭共同指向支管末端。再如，如果該系統中的循環水泵前后安裝的是偏心蝶閥，那么蝶閥上的箭頭應該共同指向循環水泵(當給水泵出水管上安裝偏心蝶閥時，也應使蝶閥的箭頭指向給水泵)。原因是雙偏心和三偏心蝶閥的關閉是靠偏心擠壓和壓緊來實現的。從偏心蝶閥的密封結構不難看出，在蝶板后(即有閥桿軸的一側)加壓時，水壓增大了蝶板的關緊力；在蝶板前(即無閥桿軸的一側)加壓時，水壓減弱了蝶板的關緊力。因此，蝶板關閉后，蝶板后的承壓能力要遠遠大于蝶板前的承壓能力。實踐證明，蝶板越大，蝶板前后在關閉時的承壓能力就相差越大；反之，蝶板越小，蝶板前后在關閉時的承壓能力就相差越小。例如，DN700的三偏心蝶閥，如果蝶板后的承壓能力達2.4MPa，蝶板前的承壓能力僅能達到0.4MPaoDN100的三偏心蝶閥，如果蝶板后的承壓能力達2.4MPa，蝶板前的承壓能力可達1.2MPa。所以若將偏心蝶閥方向裝反，蝶閥將很可能失去關斷的作用，偏心蝶閥的滲漏多數情況下是由此原因引起的。

　隨著海洋石油工業技術的迅速發展和人們對能源的需求，深水油氣田的開發將成為今后海洋石油中行業發展的重要。水下油氣生產系統受災害天氣影響較小，可靠性強，成為開采深水油氣田的關鍵設施之一。海底管道閥門是水下油氣生產系統設備的重要組成部分。深海油氣開采是未來資源開發的發展趨勢，海底管道閥門是海底管道管匯等設備的關鍵部件，將贏得越來越廣泛的應用。

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