Page 170 - 机械工程及自动化创新研究
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Research on Mechanical Engineering and Automation Innovation
机械工程及自动化创新研究
6in 的水下闸阀和 2 台 8in 的水下球阀，工作水深均为 142m，设计寿命为 20 年，
产品规格等级为 PSL3G，性能要求为 API6APR2，材料等级为 HH 级，设计温度
等级为 P 级（-29℃ ~82℃）。其中，水下闸阀的设计压力为 41.4MPa（对应到
API6A 规范中的压力等级为 Class6000psi），水下球阀的设计压力为 43.1MPa（对
应到 API6DSS 规范中的压力等级为 Class2500LB），为典型的高压阀门，阀门可
由 ROV（水下机器人）携带扭矩工具或者潜水员携带特殊手轮进行操作。
2. 技术要求
水下球阀设计应依据 API6DSS，采用 90°开关的方式，固定球浮动阀座结构，
可以选用顶装式或侧装式结构。阀座下游设计为双活塞效应密封（DPE），阀座
上游设计为自泄放式密封（SPE），并需提供相关阀座的详细信息和可靠性资料。
阀门设计必须保证阀座与阀球的同心度，同时为避免介质中的杂质和通球期间对
阀座造成损伤，应考虑相应措施。应识别自泄放密封端的压差，并通过计算验证，
在通球期间有足够的弹簧力，以保证阀座与阀球之间的密封不被清管球破坏。
水下闸阀设计应依据 API17D 标准，设计为直通型。闸阀的主密封，闸板和
阀座之间应采用金属对金属的密封，密封面不需要润滑剂。闸板和阀座应涂碳化
钨（TCC），最小厚度为 250μm。闸板应在竖直平面内移动，需特别考虑积沙
或水合物在阀腔内部形成的可能性。阀门的越控操作应可通过延长轴直接驱动，
在操作口上的视觉位置指示器应指示全行程。机械执行器的主轴和越控操作主轴
应顺时针旋转关闭阀门，逆时针打开阀门。
3. 实施结果
中国阀门制造商根据海油工程提供的技术要求，完成了水下球阀和水下闸阀
工程样机的试制，并通过了高压舱、PR2 和寿命测试等一系列试验，得到了国际
权威第三方机构的现场见证，从而证明产品质量满足相关标准规范的要求。本项
目研制的水下阀门集成到了水下管汇上，并随管汇一起被应用到 142m 水深的海
底，实现了水下阀门产品的国产化，初步形成了中国水下阀门设计、制造、测试
及认证技术体系，打破了国外技术垄断，对保障中国独立自主地开发深水油气田
具有重大意义。
（二）制造商资质及能力要求
在本次高压水下阀门国产化过程中，对阀门制造商的资质及能力提出了明确
要求，并邀请专家组到阀门制造商厂家进行了现场检查和评审。
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