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阀门和执行器的发展方向

发布于:2016-01-11 15:42

  回看十五年前,额定气压为15000psi的钻井设备和试井设备还刚刚面世。再想象一下五年之后,我们可能看见20000psi成为了油气设备新的标准极限。用于15000psi和20000psi工况的核心设计材质本质上是一样的,但是部件断面明显会厚很多。因此在为这样的服役条件做设计时,必须确保掌握并理解指定材质的特性。20000psi还不是顶点,现在已经有人在谈论25000psi的潜在可能,甚至30000psi的设备也已经在探讨中。目前这样的设备在全世界的应用案例也是屈指可数的,但得到普及应用知识时间的问题。一旦实施了新的压力极限,那么正确的材质选择,以及了解并领会金属和非金属材质的性能都将是头等重要的。

  再看执行器的情况,在工作压力达到或超过20000psi的应用场合有一个有趣的发展趋势,那就是手动执行器,即传统的螺纹丝杠手轮逐渐被液压或电动执行器取代。在压力为15000psi的阀门上,这种情况的比例为供货总量的20%。然而一旦超过20000psi成为了常态,就可能逐步改为液压或电动执行器,因为运行如此高压的阀门需要特别大的机械力。用传统的螺纹丝杠手轮人工驱动这样的阀门是不现实的,因为利用普通螺纹增大应力的效率不够高。

  有几种方法都可以避免提高液压或电动执行器的安装比例,其中包括采用滚珠或滚珠丝杠,而非传统螺纹丝杠的人工执行器。它的优点是摩擦力极低,需要的驱动力矩也很低。现在我们在设计中已经采用了大量滚珠丝杠,但在对某些应用场合而言,它们对应力的转换效率太高了,如果不设法抵消不必要的驱动力,甚至会反向驱动并改变阀位。就20000psi的机械驱动和人工驱动机构而言,很大一部分必须依靠适合高压工况的滚珠或滚珠丝杠技术。这对拥有此类技术的厂家而言就是一个商机。

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