节流和压井管汇中的平板阀和节流阀

节流阀的功能是在实施油气井压力控制技术时，借助它的开启和关闭维持一定的套压，将井底压力变化稳定在一定窄小的范围内。节流阀是节流管汇核心部件，节流阀的节流元件。其结构有多种，它们的原理都是利用改变流体通孔大小，从而达到节流的目的。即液体经由狭小通道时，形成较大的局部阻力，使流阻加大而造成回压。通孔越小，回压越大；通孔越大，回压越小。

节流阀的控制各有不同，有固定式和可调式。可调式可以用气压遥控或液压遥控，也可手动调试。

1）固定式节流器：

图7-2 固定式节流器

这种固定式节流器的流量是固定不变的，可根据需要更换不同尺寸的节流嘴而得到不同的排量，见图7-2。固定式节流器与可调节流阀配合使用，通常先使用可调节流阀，当井涌量大时才用固定式节流器配合。

2）可调节流阀

该阀通过手轮或液压调节阀芯与阀座的相对位置，来改变液流截面积的大小以达到节流目的。

（1）液动节流阀

该阀可以遥控。其阀芯为筒形，为整体硬质合金；阀座内圈镶硬质合金；阀盖与介质接触端堆焊有硬质合金，使之具有良好的耐磨性和抗腐蚀性。在阀的出口通道上嵌有尼龙的耐磨衬套，以保护阀体不受磨损，见图7-3。

图7-3 液动节流阀

阀盖的尾部是液缸及活塞，靠液压油推动活塞带动阀杆，再带动阀芯前后推进，使阀芯与阀座之间的流道面积改变达到节流目的。

为使操作控制台的人员能知道节流阀的开启度，故在阀盖的液缸外端装有阀位变送器。

该阀具有如下特点：

a、它具有较好的抗腐蚀性，耐冲刷性能；

b、筒形阀芯和阀座内圈为硬质合金，且能颠倒使用，增长了使用寿命；

c、较大的阀体腔和筒形阀体结构，较之通常的针形节流阀，它具有较大的流量；采用侧进正出的流向，其筒形阀板周围的导筒减少了节流时的振动，减少了噪声；

d、阀位变送器能借助气压讯号，将节流阀阀芯的实际开关位置输送到控制台上显示出来；

e、操作者通过控制台能远程控制节流阀的开关；

f、筒形节流阀只作节流用，不能作为截止阀。

（2）手动节流阀

手动节流阀即用手动操纵机构代替了液缸及活塞，通过手轮转动带动阀芯左右移动改变阀芯与阀座间的相对位置，改变过流面积大小达到节流，结构见图7-4。与液动节流阀相比，不能遥控及不知阀的开关程度。

图6-4手动节流阀

图7-4 手动节流阀

平板阀由阀体，阀盖，阀杆，阀板、阀座，尾杆，手轮及密封圈等组成，见图7-5。

平板阀是指关闭件（闸板）沿介质通道中心线的垂直方向运动的阀门。平板阀在管道中担负着开启和截断管道介质并控制高压介质按照人为的需要流向指定地方的任务。钻采工艺要求阀门具有操作轻便、密封可靠、通道圆整、流阻小、寿命长、结构简单紧凑、制造工艺性好，成本低等特点。阀除能较好的满足这些要求外，还可满足介质双向流动，并在全开或全关状态时，关闭件受介质的冲蚀作用小。因此，在高压下能保证可靠的工作。由于它具有上述优点，因而得到广泛的应用。

1）平板阀的原理及特点

平板阀是一个沿顺流方向金属阀板对金属阀座密封的两通阀，由手轮（或液缸）操纵。它是通过润滑导向板由阀腔得到润滑的阀门。该阀的阀板两密封面平形，阀板与阀座之间采用浮动密封，即阀板与阀座在压力作用下均能作微小的轴向位移。若波形弹簧产生足够的预压力就可将前阀座后移，使进口端阀座和阀板的前部紧密贴和造成密封，介质压力作用到进口端阀座的后方，又促成了它们之间的密封。此时，介质被阀板阻隔在阀体的前端、阀腔内不会承受压力，此种情况把它叫作阀前密封或进口端密封，见图7-6；若波形弹簧不能产生足够的预压力，或者阀座采用矩形密封圈时，前阀座不能后移与阀板贴合，当介质压力来时，介质压力推动阀板后移，使阀板的后平面与后阀座密封，这种情况叫作阀后密封或出口端密封，此时介质通过前阀座与阀板间的间隙进入阀腔，见图7-7。

图7-5 平板阀

平板阀的阀腔内要注满密封润滑脂，使阀板与阀座间有一层薄薄的密封润滑脂膜，协助密封，且减轻操作力矩。由于在开关过程中，油膜易被介质冲走一部分，故在使用一段时间后，要定时向阀腔补注密封润滑脂。

该阀的阀杆密封处或尾杆密封处设计有二次密封装置，其作用主要是加注密封润滑用。

图7-6 进口端密封图7-7 出口端密封平板阀有的设有回座密封（又叫倒密封），在阀杆密封失效后，即可进行带压换盘根。在阀盖的下方阀杆通过设有一个45°斜面与阀盖45°斜面吻合造成金属对金属密封。若当阀处于压力管线上，而阀杆盘根漏失，用二次密封仍不能解决时，则需采用回座密封。其步骤是：（1）用手轮全关阀板；

（2）卸松轴承套3～4圈，顺时针转动手轮，使阀杆与阀盖45°斜面吻合达到密封后。观察回座密封已起作用后（即漏失处不再往外渗液）；

（3）卸掉手轮、轴承套，阀杆螺母和轴承等；

（4）松掉盘根压帽、换密封盘根；

（5）重新装入新密封盘根。

（6）装上手轮，轴承套，阀杆螺母和轴承，装上固定螺钉等，更换阀杆密封盘根完成。回座密封是平板阀的一大优点。在高压下作业时，操作时应特别小心；明杆带尾杆的平板阀应在尾座上加一螺柱顶住尾杆，以免阀杆与阀盖45°斜面吻合面离开。

2）平板阀的分类

（1）暗杆平板阀

该阀的阀杆螺母在阀体内与介质直接接触，开关阀板时旋转阀杆来实现。有显示机构的，其开关状态明显；无显示机构的，开关状态不明显。

该阀的高度总保持不变，安装空间小，适合于大口径或安装空间有限制的环境。

（2）明杆平板阀

该阀的阀杆螺母在轴承套支架上，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开关。故阀开关明显。

a、明杆带尾杆的平板阀

该阀在阀体的尾部加一尾座，其中有一尾杆与阀板的尾部相接。尾杆的作用是使阀在开关的全过程中阀腔的容积保持不变，可采用进、出口端密封。

b、明杆不带尾杆的平板阀

此阀阀体同暗杆阀阀体一样。由于在开关过程中阀杆要上升或下降，故阀腔的容积要改变。

楔型阀、暗杆平板阀、明杆带尾杆及明杆不带尾杆的平板阀外形上的区别见图7—8。

图7—8 闸阀外形识别

综上所述，平板阀是一种截止阀，只能处于全开或全关的位置，决不能处于半开半关位置，关到位后要回转１/４～１/２圈，使板阀处于浮动状态。注意；决不能把平板阀当作节流阀使用。

3、阀门的密封

阀门的密封是阀门性能的最重要指标之一，对高压抗硫闸阀愈显突出。闸阀的密封是一个比较复杂且与使用条件和工作环境紧密相关的问题，它受着多种因素的综合影响。现就结构、材质等几方面与密封密切相关的因素，给以充分的讨论。

井口用阀门大多数采用接触密封，即依靠两接合面紧密贴合，并在密封面形成具有阻止或限制介质通过的能力。

1）阀座与闸板间密封

阀座与闸板密封承受高压介质作用，单位面积上受力大，工作条件恶劣，在具有腐蚀性的介质中工作必须给予可靠密封，杜绝内漏。

根据介质静压力与介质密封力的不同关系，阀座与闸板间的密封可分为以下三种形式：

（1）自动密封

这种形式的密封是在介质进口端闸板与阀座密封面之间具有间隙，而密封性由介质压力作用于介质出口端来加以保证。因此，只有在介质静压力大于密封力的情况下才有可能采用这种密封形式。

（2）单面强制密封

这种形式的密封在介质进口端闸板与阀座密封面之间是不密封的。因此，不存在比压或仅有比密封比压小的比压；在介质出口一端闸板与阀座密封是由阀杆轴向力来强制地加以保证的。当没有介质时，密封面上的比压力不得小于密封比压。这是在介质静压力小于密封力时所必须采用的强制密封的一种，也是通常采用的一种。

（3）双面强制密封