弹压式消防截止阀在新疆油田的现场应用研究

摘 要：介绍了一种新型的弹压式消防截止阀快速启闭装置的结构和工作原理，并进行了油田现场的操作实验。结果表明该弹压式消防截止阀结构简单，开、关阀时间都远远小于传统的消防截止阀，在现场采用该弹压式消防截止阀可以有效的提高防灾救灾的工作效率，减少经济损失，对保障人民群众的生命和财产安全具有重要的作用。

关键词：消防截止阀 实验 操作 安全

中图分类号：TE257 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0024-02

油田作为我国能源的重要生产基地，在国民经济和人民生活中起着举足轻重的作用，因此油田的安全生产日益引起人们的重视。但在油田，尤其是含气油田的生产过程中，随着伴生气的开采油田发生火灾的几率也显著增加，为了有效地对可能发生的火灾进行有效的控制，确保生产的安全、顺利、稳定进行，有必要在油井井口设置消防截止阀和与之相适应的启闭装置。

1 油田安全生产现状分析

目前，油田上常用的传统的消防截止阀通常为升降旋转杆式，其一端安装在消防管网的出水管上，另一端安装在与消防水枪连接的高压软管上。正常情况下，截止阀处于关闭状态，一旦出现火情，逆时针旋转截止阀上的手轮打开截止阀，高压水即从消防管网出水管经截止阀、高压软管、高速流向水枪，打开水枪开关即可用于灭火。由于灭火时不但要求水具有很高的压力，以便从水枪口流出的水能够喷射尽量远的距离，而且要求水具有大的流量，以便从水枪口流出的水在单位时间内能够喷射出足够多的量，因此，打开截止阀时必须使截止阀处于全开状态。这对于升降旋转杆式的截止阀来说，即需要连续不断地逆时针旋转截止阀上的手轮，使阀杆提升至最高极限方能实现，也就是说将这种截止阀从关闭状态转换到全开状态是需要时间的，尽管相当短暂。然而，救火时间是十分宝贵的，那怕延误一秒钟，带来的后果也是无法估量的。传统的升降旋转杆式截止阀打开时间慢，不能满足救灾时的分秒必争要求，因此有必要开发一种安全、高效、迅速的消防截止阀和启闭装置，以满足紧急情况下消防救灾的快速反应需要。

2 新型截止阀结构及方案设计

针对传统的升降旋转杆式消防截止阀的技术上的不足，设计一种弹压式消防截止阀及快速启闭装置，以满足救灾时的快速反应需要。

所设计的弹压式消防截止阀，由截止阀和启闭装置组成，所述的截止阀包括阀体、支架、端盖、上阀杆、弹簧、下阀杆和阀芯；支架的上部法兰与端盖螺栓紧固连接，构成支架内部的弹簧腔；支架的下部法兰与阀体上部法兰螺栓紧固连接，构成阀体内部的阀腔，且在阀腔内的阀体上设有平面密封凡尔；阀芯活动连接在下阀杆的下端，所述的快速启闭装置，包括外弹簧卡箍、内弹簧卡箍和消防用高压水枪。

在正常状态下，卡合在消防用高压水枪上的内弹簧卡箍卡合在外弹簧卡箍内，并抵压上阀杆顶端，同时压迫弹簧腔内的弹簧，使下阀杆下端的阀芯在抵压力及弹簧压力的共同作用下，与阀体上的平面密封凡尔构成截止阀的闭合状态；一旦发现火情，从外弹簧卡箍内拔出带有内弹簧卡箍的消防用高压水枪，上阀杆在弹簧回复力的作用下迅速弹起，下阀杆下端的阀芯在消防管网提供的水压作用下迅捷顶开，使截止阀立刻处于开启状态，从而使消防用高压水枪从弹簧卡箍中拔出就能出水，立即投入灭火救灾。图1为弹压式消防截止阀工作过程示意图，其中（a）为截止阀正常状态下的情况，而图（b）则为发生火灾意外情况下高压水枪拔出状态的情况。

灭火结束后，在消防用高压水枪按压内弹簧卡箍，然后将其卡入外弹簧卡箍内，内弹簧卡箍抵压上阀杆顶端，同时压迫弹簧，使阀芯在抵压力及弹簧压力的共同作用下，与阀体内的平面密封凡尔重新构成截止阀的闭合状态。在此状态下，释放截止阀连接消防用高压水枪软管中的残留积水，放完积水后将消防用高压水枪卡入内弹簧卡箍内以备下用。

3 油田现场应用实验及结果分析

为验证弹压式消防截止阀工作效果，在新疆油田百口泉采油厂注输联合站进行了现场实验对比。

在实验过程中为了避免人为因素和个体差异对实验结果的影响，采用了人员分组、互换实验、加权平均的方法对实验结果予以修正。由于在油田生产中每个人都是消防工作的主体，故在油田现场随机抽取男女职工各8人分成两组，确保每组男女比例相同（即男女各4人）。实验过程中每组抽取一人对分别对弹压式消防截止阀和传统的消防截止阀进行操作，在一轮对比操作完成后再对调操作，以减少体力消耗对操作速度的影响；操作人员的起点与截止阀之间的距离为5 m，开阀操作过程包括自起点到达消防阀、开阀、回到起点三个环节，而关阀操作则只包括自起点到达消防阀、关阀、返回起点三个环节；操作人员次序排布方面采用了男对男、女对女的方法，以消除心理因素对实验结果的影响；实验计时采用油田公司专用的触发式计时系统，其时间误差低于0.01 s，对实验结果的影响基本可以忽略。所得的实验结果如表1和表2所示。

由表1可以看出，与传统的消防截止阀相比所选取的两组人员的开阀操作时间基本相同，且各组人员弹压式消防截止阀操作时间的标准差均远小于传统的消防截止阀，这说明所选取的操作人员样本具有普遍性，能够代表一般的操作水平。两组人员操作弹压式消防截止阀的平均为2.6 s左右，而传统的消防截止阀开阀操作则需要超过6.8 s，这说明采用新型的弹压式截止阀可节约超过60%的时间，这对争分夺秒的火灾救援来说十分重要，可以有效的提高灭火效率，最大限度地减小经济损失。

由表2可以看出所采用的弹压式消防截止阀平均关阀时间约为2.2 s，而关闭传统的消防截止阀则需要6.6 s左右的时间，这说明弹压式消防截止阀的关阀操作也比传统的消防截止阀要简单、迅速的多，可以节约2/3的时间来进行火灾扑灭的后续工作，对于提高人员效率，减少经济损失具有重要的作用。

4 结语

该文详细介绍了一种新型的弹压式消防截止阀的结构和工作原理，并进行了油田现场的操作实验。通过弹压式消防截止阀和传统的消防截止阀对比实验可以发现该弹压式消防截止阀的开、关阀时间都远远小于传统的消防截止阀，在油田现场采用该弹压式消防截止阀可以有效的提高防灾救灾的工作效率，对于保障人民群众的生命和财产安全具有重要的作用。

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