压力调节是石油和天然气工业的核心,如果没有压力调节阀(PRV)来控制和引导流体或气体通过管道的流动,就不可能进行压力调节。

由于石油和天然气行业的运营通常具有挑战性,因此这些设备需要在无缝运行的同时能够承受极端的压力和温度。这意味着大多数石油和天然气运营商都需要使用由昂贵的发电机(和备用发电机)驱动的球阀。但是,英国牛津大学实验室中创造的新技术可能使该行业朝着更具成本效益,更高效的解决方案迈进。

膜片问题

在流量控制的许多领域,仍使用英国发明家布莱恩·唐金(Bryan Donkin)在维多利亚时代制造的隔膜阀。在此,有限范围的弹性体可以使膜片运动,因此它会不断进行调节以控制压力。但是,使这些弹性体非常适合其工作的原因-其弹性-正是这些设备的责任。这是因为灵活性是有代价的。太长时间弯曲会导致脆化,腐蚀,疲劳并最终断裂。

因此,这些常规调节器的性能受到限制,并且容易发生服务故障,进而导致停机和计划内的维护,从而蚕食了利润。

正是基于隔膜阀的局限性促使牛津大学的Thomas Povey教授创建了现在的牛津流量阀。在研究开发更高效的喷气发动机和燃气轮机时,他需要能够精确测量涡轮机叶片中的热传递,这需要对气流进行精确控制以捕获必要的数据。

市场上当前的监管机构不够准确或效率不足以满足他和他的团队要求的标准。结果,Povey创建了牛津大学的流量控制方法来满足他们的需求。

牛津流量调节器

安装牛津流量调节器

新的流量模型

在Povey的模型中,隔膜被直接感应式活塞致动器代替,以简化调节器的设计并消除这些设备出现故障的主要原因。

活塞的一侧暴露于下游管道压力,而另一侧则与先导调节器控制的压力腔保持平衡。该活塞执行器在优化的进料孔配置下运行,可在整个工作范围内提供精确,稳定的控制。在操作过程中,当下游管道压力超过先导调节器设定的压力腔内的压力时,活塞会向内移动,从而减小腔的大小。

压力调节器

安装传统的压力调节器

活塞致动器在关闭时的运动降低了流量,以维持稳定的下游压力。当需求增加时,下游压力会降到先导阀设定的压力以下,并发生反向操作。当先导阀排气时,腔体收缩,打开流路,从而增加流量并保持稳定的下游压力。

广泛的测试表明,除了比同类设备更高效,更耐用之外,这些设计还受益于技术优势,例如减少了波动,降低了噪声排放,将流动湍流降至最低并降低了最小压降。类似地,尽管传统的调节器往往具有复杂的流路,并带有大量的“死角”,其中可能会混入错误的物质,并且存在许多运动部件,而这些运动部件都有可能发生故障,但流量控制装置只有一个运动部件和一个轴向流动机构,这样就减少了发生故障的可能性。

石油和天然气行业的特殊利益

该模型不仅具有优于传统隔膜阀的优点,而且还设计用于克服与石油和天然气行业中常用的其他类型阀门相关的许多问题。

目前,由于传统的隔膜阀无法承受油气运行中的压力,因此行业内的企业经常使用由执行器马达驱动的阀。为此,必须提供不间断的电力供应,这意味着必须使用发电机和备用发电机来确保运行不间断。这是有效的,但也很昂贵。

活塞导向模型无需执行器。它是自供电,自调节,自控制且结构简单的。这意味着它更便宜,并且可以降低故障风险,从而取代其他设备所提供的好处。

牛津流量调节器

牛津流量调节器

同样,由于它只有一个运动部件的设计简单,流线型,因此它可以处理脏污或腐蚀性物质,同时由于流体和气体不依赖于隔膜来调节压力,因此当流体和气体离开井口时,它还可以承受许多压力。

PRV的重量更轻,尺寸更小,这意味着不需要重型起重设备即可将模型放入适当位置,并且从物理上讲,它们占用的空间较小。在岸上,这还意味着地面基础设施所占用的物理空间会大大减少,从而有助于最大程度地降低运营成本和地租。

此外,该设备可以改装到现有基础设施中,以适合当前行业中使用的过滤器和过滤器。

像许多行业的公司一样,石油和天然气公司承受着在不牺牲性能的情况下提高利润率的压力,这些设备的设计旨在在尺寸和运行成本方面迈出一大步。