CNG地下储气井安全阀设计

时间：2025-04-22 来源：未知

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石

CHINA

油机械

2004年

第32卷

增刊

PETROLEUMMACHINERY

._设计计算◆

CNG地下储气井安全阀设计’

孟少辉。刘清友

何

霞

(西南石油学院油气藏地质及开发工程国家重点实验室)

摘要CNG地下储气井储气是国内CNG加气站的首选储气方式,但目前这种储气井没有安全装置,存在事故隐患。为此,设计了CNG地下储气井安全阀。这种安全阀由阀体、液压缸、套筒、推杆、阀套、底套阀座、底套、环形阀座和下接头等组成。当储气井地面设备损坏可能发生天然气泄漏时,安全闺通过液压控制,能自动及时关闭CNG地下储气井与地面的通道,避免发生重大事故。该阀具有节能、使用寿命长、结构简单实用等特点。

关键词

CNG储气井

安全阀

结构设计

安全阀部分截面A—A的全剖视图所示;套筒在阀体的深槽里滑动,如安全阀部分截面曰一曰的全剖视图所示。液压缸、套筒和推杆是可以相互滑动的。弹簧套在推杆上,卡在推杆的凸台与阀套的环形凹槽里,当液压力使推杆上下滑动时,弹簧伸缩,起缓冲的作用,阀套的环形凹槽可以为弹簧导向。液压缸上开有液压油孔,通过液压油孔给液压缸中输入液压油,进而推动液压缸、套筒在阀体滑槽中滑动H1。

车用CNG一般采用储气瓶组或储气罐的地上储气方式,自从20世纪90年代初,四川省在国内首创了储气井技术…以后,储气井储气就成为我国车用CNG加气站的首选储气方式。目前我国设计使用的储气井没有安全装置,天然气一旦泄漏并聚集在周围环境中,将成为恶性事故的重大隐患,造成重大的经济损失和人员伤亡。国外储气井中有安全阀,但结构大都太复杂,不能用于我国储气井。为此,笔者设计了CNG地下储气井安全阀。当某种原因使储气井的地面设备遭到破坏时,这种安全阀能自动及时关闭地下储气井与地面的通道,避免储气井中天然气泄漏造成重大的灾难。

技

1.结构

术分析

CNG地下储气井安全阀的结构如图1所示。它主要由阀体、液压缸、套筒、推杆、阀套、底套阀座、底套、环形阀座和下接头等组成。阀体的环形内壁中间部位与液压缸和套筒配合的地方开有一些特殊结构的槽,从CNG地下储气井安全阀的部分截面A—A与曰一日全剖视图可以看到这些槽。液压缸位于套筒的上方,在阀体的浅槽里滑动,如

图1

CNG地下储气井安全阀结构示意图

l一阀体;2一液压缸;3~套筒;4一推杆;5一阀套;6一底套阀座;7一液缸套;8、Il一密封圈;9一弹簧;10一底套;I2一环形阀座;I3一下接头

.“四川省学术和技术带头人培养资金资助项目”的部分研究成果。

..盂少辉,女.助理工程师,生予1976年,1999年毕业于沈阳航空工业学院锅造工程系,现为西南石油学院机电工程学院硕士研究生。主要从事高压气地下储气井安全系统的研究工作。地址:(610500)IⅡt111省成都市新都区。电话:(028)83032037。

(收稿日期:2004~07—07)

2004年

第32卷增刊孟少辉等:CNG地下储气井安全阀设计~25—

2.工作原理

CNG地下储气井安全阀的工作原理是妇。】,从液压油孔处压入液压油,液压油推动液压缸顺着液缸套的内壁向下滑动,液压缸又向下顶着套筒一起在阀体的环形内壁的中间部位的深槽中滑动,如图1的CNG地下储气井安全阀的部分截面A—A与B一曰的全剖视图所示。同时,套筒推动推杆向下移动,使套在推杆上的弹簧在阀套的环形凹槽里压缩,当液压力使套筒在阀体的环形内壁的槽里向下移动卡在阀体内壁特殊滑槽最下端的浅槽里时,底套也正好顶进环形阀座,这样安全阀处于关闭状态,储气井与地面的通道关闭,液控管线把液压力泄掉。安全阀关闭并泄压后,套筒还卡在阀体的环形内壁的特殊滑槽最下端的浅槽里,不能向上移动,推杆卡在套筒下端,弹簧在推杆和阀套作用下处于平衡,安全阀一直处于关闭状态。

在正常生产时,要打开关闭的安全阀,同样,从液压油孔处压入液压油,液压油推动液压缸移

动,使卡在阀体内壁的特殊滑槽的最下端的浅槽里的套简向下移动到浅槽外,瞬间泄去液压力,套筒就沿阀体环形内壁中间部位最下端浅槽邻着的另一

深槽向上运动,弹簧和推杆跟着套筒向上移动,直

到套筒卡到阀体滑槽的最上端,同时,安全阀处于打开状态,天然气从排气孔排出。

3.主要技术指标阀体压力:32MPa;工作压力:25MPa;

密封压力:27

MPa;

适用介质:CNG或其它高压气体;

使用温度范围:一20—100

oC;

下接头联接螺纹:73mm(2N英寸)TBG。4.性能特点

(1)CNG地下储气井安全阀安装在高压地下储气井中,用液压控制,一旦天然气泄漏,液压力