采油平臺緊急切斷閥故障分析及解決措施

任飛翔+任斌+趙汝強(qiáng)

摘要：本文對Autork型外輸管道緊急關(guān)斷裝置運行中的常見故障作了概括敘述，并對出現(xiàn)的幾種故障進(jìn)行了理論分析，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，提出合理的解決方案，保障設(shè)備穩(wěn)定運行，并對設(shè)備的運行提出進(jìn)一步的意見和建議。

關(guān)鍵詞：緊急切斷閥 故障 措施。

一、引言

海洋采油廠成立于1994年5月，是勝利油田唯一從事淺海油田開發(fā)的專業(yè)化油氣生產(chǎn)單位。埕島油田位于渤海灣南部極淺海海域，是我國第一個300萬噸級淺海大油田。采用“衛(wèi)星平臺——海底管線——中心平臺——海底管線——陸地接轉(zhuǎn)站”的產(chǎn)能建設(shè)模式。2001年采油廠在各井組平臺加裝了緊急切斷閥，在平臺發(fā)生火災(zāi)、海管泄漏等重大事故時，中控室可以對平臺的整體生產(chǎn)情況進(jìn)行有效的控制，減少經(jīng)濟(jì)損失。

緊急切斷閥的運行狀態(tài)的確存在一些隱憂，對設(shè)備運行中出現(xiàn)的一些故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，并研究診斷監(jiān)測系統(tǒng)及時作出判斷與預(yù)防，無論從安全角度還是從經(jīng)濟(jì)方面都顯得尤為重要。

二、裝置工況分析

1、結(jié)構(gòu)及工作原理

Autork型緊急關(guān)斷裝置由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥蓋、閥桿、閥板、閥座、閥體組成，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括電機(jī)、齒輪減速器、聯(lián)軸器、力矩傳感器、手輪、

手輪自動斷開裝置、就地閥位顯示組成。具有本地/遠(yuǎn)程兩種控制狀態(tài)，當(dāng)選擇器鎖定在就地或遠(yuǎn)程位置時，停止功能仍然有效。選擇器也可鎖定在停止?fàn)顟B(tài)，以防止現(xiàn)場或遠(yuǎn)程的電動操作。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、海管泄漏等緊急事件，緊急切斷閥可以將此平臺單獨隔離，以免海管內(nèi)的原油倒流造成更大的環(huán)境污染 。

三、緊急切斷閥裝置現(xiàn)狀及主要存在問題

目前緊急切斷閥的閥體部分普遍蝶閥或球閥，使用過程中存在以下問題：

1、閥體容易進(jìn)水

緊急切斷閥露天安裝應(yīng)用，受雨雪天氣影響易造成部分線路受損。

2、無法實現(xiàn)清管功能

部分平臺采用蝶閥，閥體中間存在圓盤式閥瓣，通發(fā)球不能通過，無法實現(xiàn)清管功能。

3、密封不嚴(yán)

球閥的閥桿、球體與控制機(jī)構(gòu)的連接處間隙大，控制機(jī)構(gòu)顯示已開關(guān)到位，而球體轉(zhuǎn)交不足90°造成密封不嚴(yán)。蝶閥的由于閥體中間存在閥瓣，流體流經(jīng)蝶閥時對閥瓣造成沖蝕造成密封不嚴(yán)。

4、電機(jī)卡阻、轉(zhuǎn)不動

由于緊急切斷閥長期處于開/關(guān)一種狀態(tài)下，閥門缺乏保養(yǎng)，調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)電機(jī)卡阻、轉(zhuǎn)不動等情況，無法實現(xiàn)緊急關(guān)斷功能。

5、無開度指示

緊急切斷閥監(jiān)控只有開關(guān)狀態(tài)，未添加開度指示，一旦開關(guān)不到位，無法判斷該閥狀態(tài)，做出緊急處理。

四、緊急切斷閥裝置運行故障分析及解決方法

1、閥體進(jìn)水的原因及分析解決

原來安裝的塑料撓型軟管易壞，經(jīng)過我們重新選型，更換為金屬撓型軟管，其具有抗腐蝕性強(qiáng)，結(jié)識耐用等優(yōu)點。同時緊急切斷閥露天安裝應(yīng)用，受雨雪天氣影響易造成部分線路受損，我們定制了防水的帆布罩，將緊急切斷閥包住，防止進(jìn)水。其具有結(jié)識耐用，防水防風(fēng)等優(yōu)點。

2、建立緊急切斷閥日常保養(yǎng)制度

我們專門編寫了緊急切斷閥特別管理規(guī)定，要求做到每兩個月進(jìn)行一次全方面的調(diào)試保養(yǎng)，以此保證閥體的靈活好用。

3、增加緊急切斷閥開度指示

為避免緊急切斷閥進(jìn)水或閥體開關(guān)到99%基本到位但遠(yuǎn)程顯示“黃色”切斷狀態(tài)，無法判斷閥體是否正常的情況，經(jīng)過研究增加了緊急切斷閥開度顯示，從而實現(xiàn)閥體狀態(tài)燈出現(xiàn)問題仍然可以監(jiān)控閥體開關(guān)狀態(tài)。

4、應(yīng)用全通徑電動管線閘閥替換現(xiàn)有切斷閥

海四管理區(qū)與相應(yīng)科室及廠家結(jié)合，優(yōu)選應(yīng)用了全通徑波紋管平板閘閥作為緊急切斷閥的閥體，借助緊急切斷關(guān)斷改造工程，目前已完成了15臺緊急關(guān)斷閥體的更換。

全通徑波紋管平板閘閥為直通流線型，采用發(fā)作順流浮動，彈性O(shè)型圈預(yù)緊，平衡式單板介質(zhì)壓差式自動密封結(jié)構(gòu)，該閥與老式控制閘閥相比，具有體積小、啟閉省力、密封可靠、高精度等優(yōu)點。

（1）波紋管平板閘閥設(shè)計，確保無泄漏密封

閥桿采用波紋管及填料雙重密封結(jié)構(gòu)，確保閥桿處的無泄漏密封，特別適用易燃、易爆截止的管路。

（2）平板閥的設(shè)計，流體阻力小，密封面受工作介質(zhì)的沖蝕小

全通徑波紋管平板閘閥式緊急切斷閥應(yīng)用現(xiàn)場

由于平板閘閥內(nèi)部截止通道是直通的，介質(zhì)流經(jīng)閘閥是不改變其流動方向，所有流體阻力小，同時全開時，密封面受工作介質(zhì)的沖蝕比截止閥小。

（3）啟閉力矩小，開閉較省力

因為閘閥啟閉時閘板運動方向與介質(zhì)流動方向相垂直、與截止閥相比，閘閥的啟閉較省力。

（4）占用空間較小

與同尺寸球閥、閘閥相比，體積小20-30%，利用在海上有限空間內(nèi)安裝。

（5）全通徑實現(xiàn)清管功能

閥體全通徑滿足了清管的需求。

（6）免維護(hù)絲杠密封設(shè)計

密閉設(shè)計防止了海上惡劣環(huán)境下高鹽、高潮氣的情況下對閥門造成損傷，延長了閥門的使用壽命。

五、運行故障分析的意義

隨著海上石油開發(fā)不斷發(fā)展，緊急切斷閥的應(yīng)用越來越多，近年來，緊急切斷閥的故障次數(shù)逐年增長，加大了我們管理的難度。海四采油管理區(qū)現(xiàn)有海底管線58條，隨著海上開發(fā)年限增加，管線到期服役數(shù)量逐年增加，到2016年超出設(shè)計使用年限的海底管線共有21條，安全環(huán)保形勢不容樂觀。一旦發(fā)生火災(zāi)、海管泄漏等緊急事件，對海洋環(huán)境造成巨大的污染，給國家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是中心三號采用密閉外輸，如何優(yōu)化緊急切斷閥的應(yīng)用，降低緊急切斷閥故障率，提高密閉外輸下的管路緊急關(guān)斷能力，縮短應(yīng)急響應(yīng)時間，是當(dāng)前安全環(huán)保工作的重中之重。因此分析緊急關(guān)斷系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的故障是具有很重要的現(xiàn)實意義的，既能保證設(shè)備的安全運行，避免造成嚴(yán)重的事故，確保工人的人身安全。

六、結(jié)論

通過對緊急關(guān)斷系統(tǒng)的研究、分析與改造，有效降低了緊急切斷閥的故障率，提高了密閉外輸下的管路緊急關(guān)斷能力，有效保證了集輸管網(wǎng)的應(yīng)急處理能力，有效縮短了應(yīng)急響應(yīng)時間，有效緩解了海上的日益嚴(yán)峻的安全環(huán)保壓力，為后期的海管清管工作奠定了基礎(chǔ)。有效的降低了緊急切斷閥遙控故障率，起到了其本身的保障作用，降低了海管事故對海洋環(huán)境的污染程度，減少了對國家造成的經(jīng)濟(jì)損失。endprint