针对海洋石油平台上高压力、大流量，超低压差或超高压差的工况特点，从球型调节阀的阀门结构、控制原理等方面切入，通过调节阀选型分析，说明了球型调节阀针对此类工况的适应性，并结合南海深水天然气开发项目对球型调节阀进行设计选型分析，给出了具体选型解决方案和在使用中的建议。

随着国内经济的高速发展，海上石油行业勘探及海洋工程装备制造业得到了飞速的发展，并从原有的近海油气田开发逐渐进入到深海油气田的开发进程中。伴随开发规模的不断扩大，从经济性及可持续发展等方面考虑，现阶段的开发工程多为滚动开发工程项目，中心处理平台、油气输送海底管道、终端处理设施等设备均要求具有涵盖整个开发周期处理量的能力，这就意味着管道调节阀在选型过程中会遇到更为苛刻的工况条件，使得调节阀的设计选型面临更大困难和挑战。

在南海深水天然气开发项目中，由于工艺流程压力高、流量大、允许压降小、调节比大，且存在规划配产与推荐配产之间的不协调，选用常规项目常用的Globe型调节阀不能满足流程调节需求，给调节阀选型带来极大挑战。在此背景下，设计人员根据具体工况特点，经过多方论证分析，推荐采用球型调节阀以满足此工艺需求。

结合球型调节阀的结构原理，分析了其在苛刻海洋工况下的设计选型和应用效果。

1 球型调节阀简介

以往旋塞阀、蝶阀、球阀仅作为工艺流程截止阀使用；近年来，厂家开始开发以上种类的阀门作为调节阀使用。所谓球型调节阀，即将球阀阀球内部设计出V型坡口、隔板、迷宫等形式，当阀球转动时，阀门具有相应的流量调节功能。与传统Globe调节阀相比，得益于其内部构造，球型调节阀在相同尺寸下具有更大的流通能力，在相同工艺工况条件下，若选用球型调节阀，可以减小阀门的尺寸和质量，降低了成本和工程投资。同时，由于球型调节阀阀座和阀杆的密封等级高，有防火设计等优点，能更加适应苛刻的工况需求，使得球型调节阀在油气开采、石化炼化、海水淡化等领域有着越来越广泛的应用。

从阀门结构上区分，球型调节阀有普通型、内置隔板式、迷宫型等几种形式。由于阀门结构的不同，各类阀门分别较为适应的工况有：普通球型调节阀、内置隔板式球型调节阀可用于低压降、大流量工况；迷宫型球型调节阀可用于小开度时大压降、小流量，大开度时大流量、低压降工况，如海管段塞工况。

2 球型调节阀的设计选型及实用性分析

2.1 球型调节阀调节原理

下面以内置隔板式球型调节阀为例，对球型调节阀的原理进行简要介绍。

内置隔板式球型调节阀的外观及内部流道示意如图1所示。当隔板与介质流向垂直时，阀门处于关闭状态，阀门开度为0；当阀球转动90°后，隔板与介质流向平行，阀门处于最大开度，流通能力最强。在调节过程中，根据阀门定位器收到的来自中心控制室的阀门开度要求自动调整阀球的角度，使其完成流程调节需求。

图1 内置隔板式球型调节阀的外观及内部流道示意

2.2 针对具体工况的选型分析

高完整性压力保护系统HIPPS（high integritypressure protection system）作用在于：当海管来液压力过高时，及时切断高压源头，从而达到保护下游设备的目的。在南海深水天然气开发项目中，来自水下采油系统的高压井产物流通过登平台海管进入段塞流捕集器，工艺系统在段塞流捕集器前设置HIPPS，保护整个下游流程的设施安全。而HIPPS虽然可以很好地保证系统安全，但如果频繁关断也会对油田稳定生产造成很大干扰，为了维持HIPPS前海管压力稳定，减少HIPPS动作频率，在HIPPS前设置压力调节阀，使平台工艺系统能够更加稳定生产，可靠运行。