深水液压控制阀门执行机构失效分析

针对南中国海某气田水下液压控制阀门执行机构的失效问题,对该执行机构的设计结构进行了优化,并采用优化后的设计参数和所使用的膨胀液,分别采用伯努利方程和CFD软件进行了理论计算和有限元分析。研究表明,液控水下阀门执行机构内的压差与操作时间成反比,也与环境温度成反比。当阀门所处环境温度较低,操作速度过快时,安全阀会打开,从而导致膨胀液泄漏到海水环境中去。由此可能导致蓄能器中无膨胀液可以流回弹簧腔,导致形成液压锁,引起阀门执行机构故障。可以通过增加水下阀门的操作时间、增大弹簧腔与蓄能器之间连接管的管径、增加蓄能器数量、选用低温下黏度较小的膨胀液等措施,以避免液控水下阀门执行机构发生失效。