远程控制台的减压阀动画制作毕业设计

东北石油大学本科生毕业设计（论文）远程控制台的减压阀动画制作摘 要随着新时代高新技术的发展，三维技术的逐步成熟，人们将三维技术应用的越加广泛。在油田的建设中，信息化油田，已经成为大势所趋，本文针对三维技术在减压调压阀的应用进行可行性研究，运用三维技术，将减压调压阀的仿真效果活灵活现的展示出来。手动减压阀和气动调压阀虚拟仿真系统是井控培训中提高岗位员工井控素质的一个重要部分。基于 3DMAX 开发软件的特点，使用者可以亲自操作系统，更直观、更深刻地掌握手动减压阀和气动调压阀操作的整个过程，通过交互操作使员工能够进行模拟演练，增强员工的实践素养。三维技术的应用主要是运用三维技术建模，渲染，成图等技术对减压调压阀的虚拟操作进行展示。通过详实的问题定义与需求分析并且进行了合理的设计，运用 3DMAX 开发软件制作三维建模、渲染、成图等。运用 Photoshop 软件对模型材质进行优化以达到更加逼真的效果，运用 FumeFx1.2 对模型进行最后的合成及粒子效果演示，并获得了较为理想的效果。通过本系统的应用，可以直观模拟作业过程，使岗位员工能够整体认识，不仅降低了传统教学可能产生操作事故的危险，也降低了实习费用，收到良好的教学效果。关键词：三维建模技术；减压阀；粒子东北石油大学本科生毕业设计（论文）AbstractWith the rapid development of high-tech era, 3D technology matures, people will be more extensive application of 3D technology. The information in the oilfield construction, oil field, has become represent the general trend, the three-dimensional technology in reducing application of voltage regulator valve of the feasibility study, using 3D technology, vivid simulation effect of vacuum adjustable pressure valve displayed.Manual valve and pneumatic pressure regulating valve virtual simulation system is an important part of control of well control to improve the quality of staff training in the well. Based on the characteristics of 3DMAX software, the user can personally operating system, more intuitive, more deeply understand manual valve and pneumatic pressure regulating valve operation in the whole process, through the interaction of enabling employees to make simulation exercise, enhance their practice of literacy.Application of 3D technology is mainly the use of 3D modeling, rendering, virtual operation map technology on the vacuum pressure regulating valve to the show. Through the detailed analysis of the problem definition and the requirements and the reasonable design, using 3DMAX development software 3D modeling, rendering, drawing etc.Application of Photoshop software to optimize the model material to achieve more realistic effects, the use of FumeFx1.2 demonstrates the synthetic and particle effects to model, and obtained the ideal effect.Through the application of the system, can be directly simulated operation process, so that the staff can understand the whole, not only reduces the risk of traditional teaching may produce operation accident, also reduced the cost of practice, receive the good.Keywords: 3d modeling technology; Pressure reducing valve; Particle东北石油大学本科生毕业设计（论文）I目 录第 1 章 概述 .11.1 选题背景及意义 .11.2 手动减压阀与气动调压阀 .21.3 减压调压阀的行业发展 .7第 2 章 系统分析 .82.1 减压调压阀虚拟开发的背景和意义 .82.2 减压调压阀虚拟功能实现与仿真系统需求分析 .9第 3 章 减压调压阀功能的仿真 .103.1 开发工具简介 .103.2 手动减压阀与气手动调压阀的设计 .13第 4 章 减压调压阀功能的实现 .154.1 三维场景的构建 .154.2 气手动调压阀 FumeFx1.2 制作气体粒子 .27第 5 章 系统测试 .28结 论 .29参考文献 .30致 谢 .31东北石油大学本科生毕业设计（论文）1第 1 章 概述1.1 选题背景及意义所 谓 三 维 技 术 就 是 利 用 计 算 机 进 行 动 画 的 设 计 与 创 作 ， 产 生 真 实 的 立 体 场 景与 动 画 。 而 动 画 的 基 本 原 理 是 利 用 人 得 视 觉 暂 留 ， 当 许 多 动 作 连 续 的 单 张 图 象 以至 少 每 秒 12 张 得 速 度 播 放 ， 我 们 就 认 为 这 些 图 象 是 连 续 的 ， 活 动 的 。 随 着 计 算机 的 速 度 越 来 越 快 、 图 形 处 理 、 数 据 存 储 和 网 络 功 能 的 越 来 越 强 ， 电 脑 三 维 动 画制 作 也 从 实 验 室 走 向 应 用 。一 般 说 来 ， 传 统 的 手 工 动 画 制 作 要 完 成 一 分 钟 的 动 画 制 作 ， 就 得 手 工 绘 制720 张 以 上 的 图 片 。 尽 管 其 中 也 有 制 作 技 巧 可 以 节 省 部 分 工 作 量 ， 但 是 制 作 过 程还 是 相 当 繁 琐 的 ， 一 般 人 根 本 无 法 参 与 这 样 的 动 画 制 作 活 动 。 与 传 统 的 二 维 手 工制 作 的 动 画 相 比 ， 电 脑 第 一 次 真 正 地 使 三 维 动 画 成 为 可 能 ， 极 大 地 提 高 了 工 作 效率 ， 增 强 了 动 画 制 作 效 果 。 利 用 电 脑 进 行 三 维 动 画 的 创 作 不 仅 使 动 画 制 作 摆 脱 了传 统 的 手 工 劳 动 的 繁 琐 ， 把 人 真 正 地 解 放 出 来 ， 也 使 动 画 制 作 跨 入 一 个 全 新 的 时代 同 时 使 每 个 人 都 有 了 充 分 展 示 自 己 的 才 华 、 进 行 创 造 性 劳 动 的 机 会 ， 因 此 三 维技 术 收 到 了 广 泛 的 欢 迎 1。随 着 我 国 信 息 化 水 平 的 提 高 ， 以 三 维 技 术 为 代 表 的 信 息 技 术 已 渗 透 到 油 田 的信 息 化 建 设 中 去 了 。 三 维 技 术 在 油 田 技 术 中 的 应 用 ， 是 以 计 算 机 技 术 、 多 媒 体 技术 和 大 规 模 存 储 技 术 为 基 础 ， 运 用 三 维 技 术 实 现 各 部 件 信 息 ， 达 到 清 晰 直 观 的 现场 演 示 的 情 况 。 是 油 田 信 息 化 建 设 的 一 个 重 要 组 成 部 分 。 主 要 运 用 ， 建 模 ， 渲 染 ，成 图 ， 切 图 等 技 术 ， 对 减 压 调 压 阀 的 操 作 进 行 直 观 的 演 示 ， 使 油 田 技 术 能 够 更 清晰 、 直 观 、 逼 真 的 显 示 给 油 田 工 人 。三 维 技 术 在 油 田 技 术 减 压 调 压 阀 的 应 用 是 油 田 信 息 化 建 设 的 一 个 重 要 方 面 ，目 前 ， 世 界 上 许 多 著 名 的 大 油 田 都 实 现 了 油 田 信 息 化 的 建 设 。 随 着 油 田 开 采 难 度的 增 大 ， 钻 井 开 发 过 程 中 的 各 种 作 业 工 艺 越 来 越 复 杂 ， 安 全 生 产 问 题 日 益 突 出 ，急 需 开 发 钻 井 仿 真 系 统 对 钻 井 工 程 技 术 人 员 和 现 场 工 作 人 员 进 行 安 全 操 作 技 术 培训 。 钻 井 仿 真 系 统 包 括 硬 件 仿 真 控 制 台 、 模 型 计 算 和 三 维 场 景 显 示 三 个 子 系 统 ，其 中 三 维 场 景 显 示 子 系 统 能 否 逼 真 地 再 现 钻 井 现 场 的 实 际 场 景 ， 对 整 个 培 训 的 效果 影 响 非 常 大 。 目 前 国 内 很 多 其 他 油 田 城 市 也 实 现 了 油 田 技 术 的 数 字 化 。三 维 技 术 将 是 继 多 媒 体 、 计 算 机 网 络 之 后 ， 最 具 有 应 用 前 景 的 一 种 技 术 。 它可 应 用 于 建 模 与 仿 真 、 科 学 计 算 可 视 化 、 设 计 与 规 划 、 教 育 与 训 练 、 医 学 、 艺 术与 娱 乐 等 方 面 。 三 维 技 术 是 一 项 综 合 的 技 术 ， 涉 及 计 算 机 科 学 、 电 子 学 、 心 理 学 、东北石油大学本科生毕业设计（论文）2计 算 机 图 形 学 、 人 机 接 口 技 术 、 传 感 技 术 及 人 工 智 能 技 术 等 。 这 种 技 术 的 特 点 在于 ， 运 用 计 算 机 对 现 实 世 界 进 行 仿 真 ， 创 建 与 现 实 社 会 类 似 的 环 境 ， 使 用 户 在 该环 境 完 成 与 现 实 环 境 一 样 的 体 验 ， 从 而 降 低 在 现 实 环 境 中 不 可 避 免 的 高 成 本 、 高危 险 等 诸 多 问 题 2。1.2 手动减压阀与气动调压阀1.2.1 减压阀概述1.2.1.1 减压阀简介减 压 阀 是 通 过 调 节 ， 将 进 口 压 力 减 至 某 一 需 要 的 出 口 压 力 ， 并 依 靠 介 质 本 身的 能 量 ， 使 出 口 压 力 自 动 保 持 稳 定 的 阀 门 。 从 流 体 力 学 的 观 点 看 ， 减 压 阀 是 一个 局 部 阻 力 可 以 变 化 的 节 流 元 件 ， 即 通 过 改 变 节 流 面 积 ， 使 流 速 及 流 体 的 动 能 改变 ， 造 成 不 同 的 压 力 损 失 ， 从 而 达 到 减 压 的 目 的 。 然 后 依 靠 控 制 与 调 节 系 统 的调 节 ， 使 阀 后 压 力 的 波 动 与 弹 簧 力 相 平 衡 ， 使 阀 后 压 力 在 一 定 的 误 差 范 围 内 保 持恒 定 。它 可 将 阀 前 管 路 较 高 的 液 体 压 力 减 少 至 阀 后 管 路 所 需 的 水 平 。 这 里 的 传 输 介质 主 要 是 水 。 减 压 阀 广 泛 用 于 高 层 建 筑 、 城 市 给 水 管 网 水 压 过 高 的 区 域 、 矿 井 及其 他 场 合 ， 以 保 证 给 水 系 统 中 各 用 水 点 获 得 适 当 的 服 务 水 压 和 流 量 。 鉴 于 水 的 漏失 率 和 浪 费 程 度 几 乎 同 给 水 系 统 的 水 压 大 小 成 正 比 ， 因 此 减 压 阀 具 有 改 善 系 统 运行 工 况 和 潜 在 节 水 作 用 ， 据 统 计 其 节 水 效 果 约 为 30%。减 压 阀 的 构 造 类 型 很 多 ， 以 往 常 见 的 有 薄 膜 式 、 内 弹 簧 活 塞 式 等 。 减 压 阀的 基 本 作 用 原 理 是 靠 阀 内 流 道 对 水 流 的 局 部 阻 力 降 低 水 压 。JB/T2203 1999 减 压 阀 结 构 长 度 为 主 的 通 用 类 。 目 前 国 内 大 多 数 减 压 阀生 产 厂 家 均 按 本 标 准 设 计 生 产 ， 但 本 标 准 也 不 尽 完 美 ， 规 格 不 全 。 气 体 减 压 阀 最大 公 称 通 径 为 DN500， 水 用 减 压 阀 最 大 公 称 通 径 DN1000。 根 据 厂 家 所 生 产 的减 压 阀 规 格 及 掌 握 的 资 料 来 看 ， 各 厂 家 连 接 尺 寸 也 不 尽 统 一 ， 建 议 通 用 机 械 研 究所 对 JB/T2203 1999 减 压 阀 结 构 长 度 进 行 修 订 。 建 议 设 计 院 及 用 户 按 标 准选 用 ， 减 压 阀 生 产 厂 家 按 标 准 设 计 制 造 。1.2.1.2 减压阀的基本性能（ 1） 调 压 范 围 ： 它 是 指 减 压 阀 输 出 压 力 P2 的 可 调 范 围 ， 在 此 范 围 内 要 求达 到 规 定 的 精 度 。 调 压 范 围 主 要 与 调 压 弹 簧 的 刚 度 有 关 。（ 2） 压 力 特 性 ： 它 是 指 流 量 g 为 定 值 时 ， 因 输 入 压 力 波 动 而 引 起 输 出 压 力波 动 的 特 性 。 输 出 压 力 波 动 越 小 ， 减 压 阀 的 特 性 越 好 。 输 出 压 力 必 须 低 于 输 入 压力 定 值 才 基 本 上 不 随 输 入 压 力 变 化 而 变 化 。东北石油大学本科生毕业设计（论文）3（ 3） 流 量 特 性 ： 它 是 指 输 入 压 力 定 时 ， 输 出 压 力 随 输 出 流 量 g 的 变 化 而变 化 的 持 性 。 当 流 量 g 发 生 变 化 时 ， 输 出 压 力 的 变 化 越 小 越 好 。 一 般 输 出 压 力 越低 ， 它 随 输 出 流 量 的 变 化 波 动 就 越 小 3。1.2.1.3 减压阀的常见故障与排除方法（ 1） 出 口 压 力 几 乎 等 于 进 口 压 力 ， 不 减 压 。这 一 故 障 现 象 表 现 为 ： 减 压 阀 进 出 口 压 力 接 近 相 等 ， 而 且 出 口 压 力 不 随 调 压手 柄 的 旋 转 调 节 而 变 化 。 产 生 原 因 和 排 除 方 法 如 下 。因 主 阀 芯 上 或 阀 体 孔 沉 割 槽 棱 边 上 有 毛 刺 或 者 主 阀 芯 与 阀 体 孔 之 间 的 间 隙里 卡 有 污 物 ， 或 者 因 主 阀 芯 或 阀 孔 形 位 公 差 超 差 ， 产 生 液 压 卡 紧 ， 将 主 阀 芯 卡 死在 最 大 开 度 (max)的 位 置 上 ， 由 于 开 口 大 ， 油 液 不 减 压 。 此 时 可 根 据 上 述 情 况 分别 采 取 去 毛 刺 、 清 洗 和 修 复 阀 孔 和 阀 芯 精 度 的 方 法 予 以 排 除 。因 主 阀 芯 与 阀 孔 配 合 过 紧 ， 或 装 配 时 拉 毛 阀 孔 或 阀 芯 ， 将 阀 芯 卡 死 在 最 大开 度 位 置 上 ， 此 时 可 选 配 合 理 的 间 隙 。 J 型 减 压 阀 配 合 间 隙 一 般 为 0. 007 0. 015mm， 配 前 可 适 当 研 磨 阀 孔 ， 再 配 阀 芯 。主 阀 芯 短 阻 尼 孔 或 阀 座 孔 堵 塞 ， 失 去 了 自 动 调 节 机 能 ， 主 阀 弹 簧 力 将 主 阀推 往 最 大 开 度 ， 变 成 直 通 无 阻 ， 进 口 压 力 等 于 出 口 压 力 。 可 用 1. 0mm 钢 丝 或用 压 缩 空 气 吹 通 阻 尼 孔 ， 并 进 行 清 洗 再 装 配 。对 J 型 减 压 阀 ， 带 阻 尼 孔 的 阻 尼 件 是 压 入 主 阀 芯 内 的 ， 使 用 中 有 可 能 因 过盈 量 不 够 而 冲 出 。 冲 出 后 ， 使 进 油 腔 与 出 油 腔 压 力 相 等 （ 无 阻 尼 ） ， 而 阀 芯 上下 受 力 面 积 相 等 ， 但 出 油 腔 有 一 弹 簧 ， 所 以 主 阀 芯 总 是 处 于 最 大 开 度 的 位 置 ， 使出 口 压 力 等 于 入 口 压 力 。 此 时 需 重 新 加 工 外 径 稍 大 的 阻 尼 件 并 重 新 压 入 主 阀 芯 。JF 型 减 压 阀 ， 出 厂 时 泄 油 孑 L 是 用 油 塞 堵 住 的 。 当 此 油 塞 未 拧 出 而 使 用时 ， 使 主 阀 芯 上 腔 （ 弹 簧 腔 ） 困 油 ， 导 致 主 阀 芯 处 于 最 大 开 度 而 不 减 压 。 J 型管 式 阀 与 此 相 同 。 J 型 板 式 阀 如 果 设 计 安 装 板 时 未 使 L 口 连 通 油 池 也 会 出 现 此现 象 。对 J 型 管 式 阀 ， 拆 修 时 很 容 易 将 阀 盖 装 错 方 向 （ 错 90或 180） ， 使 外 泄油 口 堵 死 ， 无 法 排 油 ， 造 成 同 上 的 困 油 现 象 ， 使 主 阀 顶 在 最 大 开 度 而 不 减 压 。 修理 时 将 阀 盖 装 配 方 向 装 对 即 可 。对 JF 型 减 压 阀 ， 顶 盖 方 向 装 错 时 ， 会 使 输 出 油 孔 与 泄 油 孔 相 通 ， 造 成 不减 压 ， 也 须 注 意 。（ 2） 出 口 压 力 很 低 ， 即 使 拧 紧 调 压 手 轮 ， 压 力 也 升 不 起 来 。减 压 阀 进 出 油 口 接 反 了 ： 对 板 式 阀 为 安 装 板 设 计 有 错 ， 对 管 式 阀 是 接 管 错误 。 J 型 减 压 阀 的 进 出 油 口 跟 Y 型 溢 流 阀 的 进 出 油 口 刚 好 相 反 。 用 户 使 用 时 请 注意 阀 上 油 口 附 近 所 打 的 钢 印 标 记 （ Pl、 P2、 L 等 字 样 ） ， 或 查 阅 液 压 元 件 产 品 目录 ， 不 可 设 计 错 和 接 错 。进 油 口 压 力 太 低 ， 经 减 压 阀 芯 节 流 口 后 ， 从 出 油 口 输 出 的 压 力 更 低 ， 此 时东北石油大学本科生毕业设计（论文）4应 查 明 进 油 口 压 力 低 的 原 因 （ 例 如 溢 流 阀 故 障 ） 。减 压 阀 下 游 回 路 负 载 太 小 ， 压 力 建 立 不 起 来 ， 此 时 可 考 虑 在 减 压 阀 下 游串 接 节 流 阀 来 解 决 。先 导 阀 （ 锥 阀 ） 与 阀 座 配 合 面 之 间 因 污 物 滞 留 而 接 触 不 良 ， 不 密 合 ； 或 先导 锥 阀 有 严 重 划 伤 ， 阀 座 配 合 孑 L 失 圆 ， 有 缺 口 ， 造 成 先 导 阀 芯 与 阀 座 孔 不 密合 。拆 修 时 ， 漏 装 锥 阀 或 锥 阀 未 安 装 在 阀 座 孔 内 。 对 此 ， 可 检 查 锥 阀 的 装 配 情况 或 密 合 情 况 。主 阀 芯 上 长 阻 尼 孔 被 污 物 堵 塞 ， P2 腔 的 油 液 不 能 经 长 阻 尼 孔 e 流 入 主 阀弹 簧 腔 ， 出 油 腔 P2 的 反 馈 压 力 传 递 不 到 先 导 锥 阀 上 ， 使 导 阀 失 去 了 对 主 阀 出 口压 力 的 调 节 作 用 。 阻 尼 孔 堵 塞 后 ， 主 阀 P 腔 失 去 了 油 压 P3 的 作 用 ， 使 主 阀 变 成一 个 弹 簧 力 很 弱 （ 只 有 主 阀 平 衡 弹 簧 ） 的 直 动 式 滑 阀 ， 故 在 出 油 口 压 力 很 低 时 ，便 可 克 服 平 衡 弹 簧 的 作 用 力 而 使 减 压 阀 节 流 口 关 小 ymin， 这 样 进 油 口 压 力 P1经 ymin 节 流 口 大 幅 度 降 压 至 P2， 使 出 油 口 压 力 上 不 来 。 应 使 长 阻 尼 孔 通 畅 。先 导 阀 弹 簧 （ 调 压 弹 簧 ） 错 装 成 软 弹 簧 ， 或 者 因 弹 簧 疲 劳 产 生 永 久 变 形 或者 折 断 等 原 因 ， 造 成 P2 压 力 调 不 高 ， 只 能 调 到 某 一 低 的 定 值 ， 此 值 远 低 于 减 压阀 的 最 大 调 节 压 力 。调 压 手 柄 因 螺 纹 拉 伤 或 有 效 深 度 不 够 ， 不 能 拧 到 底 而 使 得 压 力 不 能 调 到 最大 。阀 盖 与 阀 体 之 间 的 密 封 不 良 ， 严 重 漏 油 。 产 生 原 因 可 能 是 O 形 圈 漏 装 或损 伤 ， 压 紧 螺 钉 未 拧 紧 以 及 阀 盖 加 工 时 出 现 端 面 平 面 度 误 差 ， 一 般 是 四 周 凸 ， 中间 凹 。主 阀 芯 因 污 物 、 毛 刺 等 卡 死 在 小 开 度 的 位 置 上 ， 使 出 口 压 力 低 。 可 进 行 清洗 与 去 毛 刺 。（ 3） 不 稳 压 ， 压 力 振 摆 大 ， 有 时 噪 声 大 。根 据 相 关 标 准 的 规 定 ， J 型 减 压 阀 压 力 振 摆 为 0 lMPa， JF 型 为0 3MPa， 超 过 此 标 准 为 压 力 振 摆 大 ， 不 稳 压 。J 型 与 JF 型 减 压 阀 为 先 导 式 ， 先 导 阀 与 溢 流 阀 通 用 ， 所 以 产 生 压 力 振 摆 大的 原 因 和 排 除 方 法 可 参 照 溢 流 阀 的 有 关 部 分 进 行 。减 压 阀 在 超 过 额 定 流 量 下 使 用 时 ， 往 往 会 出 现 主 阀 振 荡 现 象 ， 使 减 压 阀 不稳 压 ， 此 时 出 油 口 压 力 出 现 “升 压 一 降 压 一 再 升 压 一 再 降 压 ”的 循 环 ， 所 以 一定 要 选 用 适 合 型 号 规 格 的 减 压 阀 。泄 油 口 L 受 的 背 压 大 ， 也 会 产 生 压 力 振 摆 大 和 不 稳 压 的 现 象 ， 泄 油 管 宜 单独 回 油 。弹 簧 变 形 或 刚 度 不 好 （ 热 处 理 不 好 ） ， 导 致 压 力 波 动 大 ， 可 更 换 合 格 的 弹簧 。东北石油大学本科生毕业设计（论文）5（ 4） 工 作 压 力 调 定 后 出 油 口 压 力 自 行 升 高 。在 某 些 减 压 控 制 回 路 中 ， 减 压 阀 的 出 口 压 力 是 用 来 控 制 电 液 换 向 阀 或 外 控 顺序 阀 等 的 控 制 油 液 压 力 大 小 的 ， 当 电 液 换 向 阀 或 外 控 顺 序 阀 换 向 或 工 作 后 ， 减 压阀 出 油 口 流 量 变 为 零 ， 但 压 力 还 需 保 持 原 先 调 定 的 压 力 。 这 种 情 况 下 ， 因 阀 出 口流 量 为 零 ， 流 经 减 压 口 的 流 量 只 有 先 导 流 量 。 由 于 先 导 流 量 很 少 ， 一 般 在2L/min 之 内 ， 因 此 主 阀 减 压 口 基 本 上 接 近 全 关 位 置 （ 开 度 极 小 ） ， 先 导 流 量 由三 角 槽 或 斜 锥 面 处 流 出 ， 如 果 主 阀 芯 配 合 过 松 或 磨 损 过 大 ， 则 泄 漏 量 增 加 。 按 流量 连 续 性 定 理 ， 这 部 分 泄 漏 量 也 必 须 从 主 阀 芯 阻 尼 孔 流 来 ， 即 流 经 阻 尼 孔 的 流 量由 先 导 流 量 和 泄 漏 量 两 部 分 构 成 ， 而 阻 尼 孔 面 积 和 主 阀 弹 簧 腔 油 液 压 力 未 变 （ 弹簧 腔 油 液 压 力 由 已 调 好 的 调 压 弹 簧 预 压 缩 量 确 定 ） ， 为 使 通 过 阻 尼 孔 的 流 量 增 加 ，必 然 引 起 主 阀 下 腔 油 液 压 力 的 升 高 。 因 此 ， 当 减 压 阀 出 口 压 力 调 定 后 ， 如 果 出 口流 量 为 零 时 ， 出 口 压 力 会 因 主 阀 芯 配 合 过 松 或 磨 损 过 大 而 升 高 4。1.2.2 手动减压阀与气动调压阀的功能简 单 的 说 ， 井 控 所 用 的 减 压 阀 是 用 来 将 蓄 能 器 的 高 压 油 压 力 降 低 为 防 喷 器 所需 的 合 理 油 压 。 当 利 用 环 形 防 喷 器 封 井 起 下 钻 作 业 时 ， 减 压 阀 起 调 节 油 压 的 作 用 ，保 证 顺 利 通 过 接 头 并 维 持 关 井 所 需 液 控 油 压 稳 定 。闸 板 防 喷 器 所 需 液 控 油 压 应 调 定 为 10.5Mpa。环 形 防 喷 器 所 需 液 控 油 压 通 常 调 节 为 10.5Mpa。下 面 列 举 两 个 在 井 控 工 作 中 需 要 用 到 减 压 调 压 阀 的 实 际 例 子 。（ 1） 在 气 控 液 型 控 制 系 统 中 ， 当 需 要 关 井 时 （ 以 关 环 形 防 喷 器 为 例 ） ， 先操 作 司 钻 台 上 气 源 总 阀 到 开 位 ， 同 时 操 作 二 位 四 通 阀 到 关 位 ， 压 缩 空 气 连 接 通 路达 到 远 程 台 上 的 气 缸 的 右 侧 ， 推 活 塞 左 移 带 动 拉 杆 ， 使 三 位 四 通 转 阀 手 柄 右 转 ，处 于 关 位 ， 转 阀 便 接 通 了 通 往 环 形 防 喷 器 关 闭 油 腔 的 油 路 。 减 压 后 的 高 压 油 ， 沿管 排 架 的 高 压 管 线 进 入 环 形 防 喷 器 关 闭 油 腔 ， 推 动 密 封 胶 芯 上 行 实 现 封 井 。 这 时活 塞 上 油 腔 （ 开 启 油 腔 ） 的 液 压 油 通 过 管 线 ， 从 阀 流 回 油 箱 。（ 2） 当 需 要 打 开 环 形 防 喷 器 时 ， 只 需 操 作 阀 换 向 （ 手 柄 向 左 扳 ） 使 处 于 开位 ， 压 缩 空 气 连 接 通 路 来 到 远 程 控 制 台 上 的 气 缸 的 左 侧 ， 是 活 塞 右 移 ， 带 动 手 柄左 转 ， 使 液 压 油 进 入 开 启 油 腔 ， 打 开 环 形 防 喷 器 。 远 程 控 制 台 各 转 阀 ， 除 了 可 在司 钻 台 上 气 动 遥 控 操 作 外 ， 还 可 手 动 操 作 ， 以 备 司 钻 台 无 法 操 作 时 ， 在 远 程 台 上实 现 对 井 口 控 制 。蓄 能 器 所 存 的 高 压 油 ， 在 开 关 操 作 后 ， 压 力 逐 渐 消 耗 降 低 。 当 下 降 到 压 力 继电 器 下 限 19MPa 时 ， 压 力 继 电 器 便 自 动 接 通 电 机 电 源 ， 电 泵 恢 复 工 作 ； 补 充 压力 到 21MPa， 压 力 继 电 器 自 动 断 电 ， 电 泵 停 止 工 作 ， 使 蓄 能 器 经 常 保 持 足 够 的 高压 液 压 油 。 气 控 液 控 制 系 统 的 控 制 原 理 还 可 以 简 单 地 用 流 程 图 表 明 ， 如 图 1-1所 示 。东北石油大学本科生毕业设计（论文）6图 1-1 典型气控液控制原理流程图1.2.3 手动减压阀与气动调压阀工作原理 1.2.3.1 手动减压阀的工作原理减压阀有 3 个油口，进油口与蓄能器油路相连接，出油口与三位四通转阀 P 口相接，回油口与回油箱管路相接。高压油从进油口流入称为一次油，减压后的压力油从出油口输出称为二次油。顺时旋转手轮，压缩弹簧，迫使连杆与密封盒下移，进油口打开，一次油从进油口进入阀腔。阀腔里的油压作用在密封盒与连杆上的合力等于油压作用在连杆横截面上的上举力。上举力推动密封盒与连杆向上移动，压缩上部弹簧，直到密封盒将进油口关闭为止，此时油压上举力与弹簧下推力相平衡，阀腔中油压随即稳定。减压阀出口输出的二次油其油压与弹簧力相对应。防喷器开关动作用油时，随着二次油的消耗油压降低，弹簧将密封盒推下，减压阀进油口打开，一次油进入阀腔，阀腔内油压回升，密封盒又向上移动，进油口关闭，二次油压又趋于稳定。在这期间回油口始终关闭。1.2.3.2 气动调压压阀的工作原理现有的气手动减压阀有膜片式和气马达两种。我研究的是膜片式。它增加了一个橡胶膜片。气手动减压阀的结构、工作原理和调压方式与手动减压阀基本相同。气动调压时，首先在气压为零的情况下，手动调压至输出压力为所需设定压力，锁定锁紧把手，然后可以在远程控制台或司钻台上旋转调节旋钮，即可调整环形防喷器的控制压力。当气源失效时，环形压力即恢复为手动设定的压力。输入气压由远程控制台或司钻台上的气动调压阀，调控路线由远程控制台的分配阀（三位四通气转阀）确定。分配阀扳向司控台时由司钻控制台上的气动调压阀调节；分配阀扳向远控台时司钻控制台储能器气动调压阀手动减压阀液旁通阀三位四通阀三位四通阀环形防喷器闸板防喷器及液动阀东北石油大学本科生毕业设计（论文）7则由远程控制台上的气动调压阀调节。1.3 减压调压阀的行业发展中 国 阀 门 产 业 链 众 多 ， 但 非 阀 门 强 国 。 总 体 上 去 看 我 国 已 经 迈 入 了 世 界 阀 门大 国 的 行 列 ， 但 从 产 品 质 量 来 看 我 国 离 阀 门 强 国 仍 有 很 长 的 一 段 差 距 。 行 业 的 生产 集 中 度 低 、 高 端 产 品 相 配 套 的 阀 门 研 发 能 力 低 、 阀 门 行 业 制 造 技 术 水 平 低 等 现象 仍 然 存 在 ， 进 出 口 贸 易 逆 差 不 断 扩 大 。来 几 年 将 是 阀 门 行 业 的 高 速 震 荡 期 ， 这 种 高 速 震 荡 带 来 的 直 接 后 果 是 导 致 阀门 橱 柜 品 牌 阵 营 中 两 极 分 化 的 趋 势 扩 大 。 预 计 今 后 几 年 真 正 能 够 在 市 场 上 存