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高含硫气田孔板阀配件国产化研究

陈刚  
【摘要】:普光气田是我国近年来发现的最大海相碳酸盐岩气田,具有高含硫化氢、中含二氧化碳、有边底水存在等特点,强烈的腐蚀性对天然气计量时要求较高。高级孔板阀安装的地点主要有加热炉、计量分离器和外输总计量。在生产运行过程中,发现孔板阀配件存在一些问题,会出现密封圈鼓泡断裂而失效,同时金属材料制造的齿轮在使用过程中会出现断齿的现象,另外国外配件又不能及时到达,会严重影响孔板阀计量功能的正常使用,亟待改进。首先,对现场使用过孔板阀密封件进行了失效分析,发现其在硫化氢环境中使用后会产生微小的孔洞。根据孔板阀现场使用的条件,对不同的橡胶材料硫化氢试验进行筛选,确定了孔板阀配件中的橡胶材料为氢化丁腈橡胶材料,对于综合性能最好的氢化丁腈橡胶材料,进行了不同硫化氢环境中腐蚀实验,考察该种氢化丁腈橡胶材料在不同环境中的使用性能。最终发现该氢化丁腈橡胶材料可以在普光气田地面集输系统中的孔板阀中使用。其次,针对孔板阀在使用过程中存在齿轮轴等受力部件断裂的情况,本论文开展了316不锈钢在高含硫和高含氯条件下的腐蚀实验,主要研究其在拉伸条件下的强度劣化现象,结果发现316在高氯环境中极容易发生力学性能损失,而在高含硫低含氯条件下不易发生力学性损失,因此通过实验表明,316可以应用在普光气田高含硫环境中。最后,使用筛选后的橡胶材料和金属材料,通过加工成形,制成孔板阀用配件,应用在普光气田现场的孔板阀中。对孔板阀关键部件国产化后,孔板阀计量流量没有发生明显的变化,更换国产化配件后可以满足现场流量计量的要求。


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