石油井口闸阀阀体三维参数化设计.pdfVIP

学兔兔学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2009年 12月 第 31卷 第6期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI) Dec．2009 Vo1．31 No．6 石油井口闸阀阀体三维参数化设计 周思柱，景华斌，范 杰 (长江大学机械工程学院，湖北荆州434023) [摘要]通过分析石油井口闸阀结构特点与工作原理，以闸阀阀体作为案例研究了三维参数化模型构建过 程，利用CAXA实体设计的自定义参数化零件功能，构造相关三维模型并定义相关变量，完成驱动单元参 数化模型的构建。利用CAXA实体设计参数化库功能存放参数化零件，调用参数化库中的参数化零件进 行参数赋值与驱动，实现了4 in 2000psi闸阀阀体参数化设计。 [关键词]石油井口装置；闸阀；参数化设计；CAXA实体设计 [中图分类号]TE921．4 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2009)06—0154—04 随着世界石油工业的飞速发展，井口装置作为石油钻采装备中最重要的装置之一也得到了迅速的发 展u 。井口装置主要由总闸门、油嘴、生产闸门、油管四通或三通、套管闸门、清蜡闸门等部件组成。 其作用是控制和调节油井的自喷生产，引导喷出的油气进入输油管线，保证录取油压、套压、计量油、 气产量、取样及清蜡等工作。而闸阀又是井口装置最重要的部分，闸阀性能的好坏以及使用寿命的长短 都对井口装置有很大的影响。因此国外在闸阀的现代化设计、可靠性和控制性等方面都投入了大量的人 力和物力进行研究。国内近20年来，油气专用闸阀走过了技术引进、消化、自行发展三步曲，技术日 趋成熟，已经具备大规模生产的能力，为发展我国的油气专用闸阀工业打下了良好基础。但是采用先进 的设计技术，利用现代化的设计软件进行三维快速参数化系列设计，尚处于起步阶段。 1 石油井口闸阀的结构特点 闸阀 (如图1)是闸板在阀杆的带动下，沿阀座密封面作相对运动而达到开闭目的的阀门。根据石 油井口装置的特殊要求，按照阀杆上面螺纹位置，常用2大类阀门o：一类是明杆闸阀，阀杆的升降是 通过在阀盖或支架上的阀杆螺母旋转实现的。这种机构对阀杆润滑有利，闸板开度清楚，阀杆螺母不受 介质的腐蚀，使用广泛。但它在开启时需要一定的空间，螺纹容易沾上灰尘，加快螺纹的磨损。另一类 是暗杆闸阀 (如图1)，闸板的升降是靠旋转阀杆带动闸板上的阀杆螺母来实现的，阀杆只能旋转，而 没有上下位移。这种结构的阀门高度尺寸小，它的启闭行程因不可见而难以控制，需要增加指示器，阀 杆螺纹及阀杆螺母与介质接触要受介质温度和腐蚀性的影响，因而适用于非腐蚀性介质以及外界环境条 件较差的场合。 常用的阀板结构形式也有2大类 ]：一类是平行式闸阀，闸板密封面与通道中心线垂直，且与阀杆 的轴线平行。另一类是楔式闸板，密封面与阀杆的轴线对称成一角度，这种闸阀制造和维修都较平行式 复杂。 不管哪一类闸阀，其结构主要由阀体、阀盖、支架、阀杆、手轮、填料、阀座、闸板等组成。阀体 是闸阀的主体，在进行闸阀系列三维参数化设计时，最主要的参数化设计部件是阀体。为此，笔者重点 介绍在CAXA环境下石油井口闸阀阀体的三维参数化设计方法。 [收稿日期]2009—10—16 [基金项目]湖北省教育厅重大科技项目 (z2oo512001)。 [作者简介]周思柱(1963一)，男，1983年江汉石油学院毕业，博士，教授，博士生导师，现主要从事石油天然气机械工程的教学和科 研工作。 o上海第二石油机械厂，西南石油学院．《国内外高压采油 (气)井口装置》资料汇编．机械工业部兰州石油机械研究所，1986：