Tìm hiểu các loại van trong công nghiệp dầu khí

Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
MỤC LỤC
Lời nói đầu ………………………………………………………………….……… 2
Chương 1: Tìm hiểu chung về van …………………………………………… … …3
I. Lịch sử hình thành và phát triển ………………………………………
…… 3
1. Khái niệm ……………………………………………………… ….….3
2. Cơ chế vận hành ………………………………………………… ……3
II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí ………………………
…4
1. Van cửa (Gate valve) ……………………………………………………4
2. Van cầu (Globe valve) ……………………………………………….….5
3. Van nút (Plug valve) ………………………………………………….…8
4. Van an toàn (Safe valve) ……………………………………… …… 9
5. Van bi (Ball valve)…………………………………… ……… ……12
6. Van bướm (Butterfly valve)……………………………………… … 14
7. Van điều khiển (Control valve)…………………………………… ….15
8. Van một chiều (Check valve) …………………………………… … 18
Chương 2: Nghiên cứu về van cửa ……………………………………………… ….22
I. Định nghĩa ……………………………………………………………
…… 22
II. Nguyên lý hoạt động ……………………………………………………
….22
III. Cấu tạo
……………………………………………………………………… 23
IV. Ưu nhược điểm của van cửa ……………………………………………
… 29
V. Các dạng hỏng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van
………… 30
Kết luận …………………………………………………………………………… 32
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 1

Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời kì hiện nay, cùng với với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại
hóa thì vấn đề khoan khai thác dầu khí ngày càng phát triển, vậy chúng ta phải làm thế
nào để quá trình khai thác vận chuyển dầu khí hiệu quả, an toàn hơn. Có nhiều yếu tố
quyết định đến việc này ,trong đó phải kể đến các loại van, một thiết bị không thể thiếu
trong khai thác, vận chuyển dầu khí. Việc tiến hành nghiên cứu vấn đề này có ý nghĩa
thiết thực nhằm tìm ra phương pháp điều chỉnh, kìm nén dòng chảy của chất lưu trong
quá trình khai thác, vận chuyển dầu khí nhờ các loại van qua đó nâng cao hiệu quả khi
sử dụng chúng.
Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí
nước nhà, được sự cho phép của Khoa Dầu khí trường Đại học Mỏ - Địa chất, của Bộ
môn Thiết Bị Dầu Khí, với sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Vinh chúng em làm đề tài:
“Tìm hiểu các loại van trong công nghiệp dầu khí”. Đây là đề tài rất thiết thực cho
sinh viên ngành Thiết Bị Dầu Khí.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Vinh bộ môn Thiết Bị Dầu Khí
đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức
thực tế còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận
được sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của thầy cô giúp đề tài của chúng em hoàn thiện hơn.

Hà Nội, tháng 3 năm 2013
Sinh viên thực hiện:
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 2
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
1.Lâm Hữu Long
2.Lê Viết Tân Vũ
3.Nguyễn Thị Loan
4.Đỗ Khánh Ly
5.Đặng Thị Luyến
CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ VAN

I. Lịch sử hình thành và phát triển.
Bằng chứng cổ về các loại van có thể truy lại thời điểm cổ của người Ai Cập và
người Hy Lạp. Nó là vào thời của người Roman, tất cả mọi người đều công nhận như
các nhà phát triển tương đối phức tạp của hệ thống ống nước. Hệ thống ống nước của
họ đã được cải tiến đủ để cung cấp nước cho các tòa nhà riêng lẻ mà họ đã phát triển,
các van, khóa vòi và đó cũng là bằng chứng của người Roman đã sử dụng van an toàn
ngăn chặn dòng chảy.
Cơ bản triết lý vẫn như ngày hôm nay. Cùng với sự phát triển van trở lên ngày
càng phức tạp. Các loại van sử dụng trong nhiều ngành, nhiều van cổng đã nhường chỗ
cho van bi.
1. Khái niệm
Van là 1 thiết bị cơ khí được dùng trong công nghiệp đường ống để điều chỉnh
dòng chảy của vật chất.
2. Cơ chế vận hành
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 3
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
- Khi van đóng hoàn toàn thì sẽ không có dòng chảy của vật chất đi qua.
- Nếu van chỉ mở 1 phần thì chỉ có 1 phần của dòng chảy đi qua. Khi van ở vị trí này
thì nó được gọi là đang ở vị trí điều tiết lưu lượng của dòng chảy.
- Khi van mở hoàn toàn thì ta có dòng chảy qua van là cực đại.
II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí
1. Van Cửa (Gate valve)
Là một trong những loại van được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
a) Nguyên lý hoạt động
Van cửa trượt lên và xuống trong đường ống để mở và đóng đường ống đó. Van
cửa thường được dùng để mở toàn bộ hoặc đóng toàn bộ nên không phù hợp để kiểm
soát áp suất và điều chỉnh hoặc tiết lưu dòng chảy vì không thể đạt được sự điều khiển
chính xác.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 4
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

b) Cấu tạo.

Gồm các bộ phận chính:
Đệm làm kín (packing)
Thân van (body)
Đế van (seat)
2. Van cầu (globe valve)
a) Định Nghĩa.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 5
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
Do vỏ van dạng bầu tròn nên người ta đặt tên "Van Cầu". Việt Nam thường
dùng loại van này trên các hệ ống dẫn hơi nước nên còn có tên gọi khác là van hơi hay
van điều tiết.
Van cầu được dùng rộng rãi cả trong việc đóng/mở cũng như khi cần điều chỉnh
dòng.
b) Cấu tạo

Gồm các bộ phận chính:
Seals: đệm làm kín
Bonnet: nắp
Body: thân van
Valve plug: nút van
Valve seat: đế van
c) Nguyên lý làm việc
Trong van cầu dòng chảy khi qua van bị chuyển hướng. Sự đổi hướng dòng
chảy này tạo nên sự cuộn xoáy và áp suất của dòng chảy qua van cũng bị giảm nhiều
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 6
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
hơn, do đó năng lượng đòi hỏi để chuyển chất lỏng qua van cũng lớn hơn. Phần đáy
của cửa van nằm song song với hướng của dòng chảy, cửa van không trượt dọc theo bề

mặt của vòng làm kín, do vậy mọi tiếp xúc giữa cửa van và vòng làm kín sẽ chấm dứt
khi bắt đầu có dòng chảy.
Van cầu có 3 phần chuyển động chính là đĩa van, ty van và đĩa xoay. Ty van nối đĩa
xoay với đĩa van. Ren ngoài trên ty van khớp với ren trong tại cổ van. Vị trí tương đối
giữa đĩa van và mặt đệm quyết định sự đóng mở cũng như lưu lượng dòng qua van.
Dòng chảy trong thân van bị gấp khúc nhiều lần khiến cho tổn áp qua van khá cao.

Đối với van cầu thì chỉ tạo nên sự mài mòn nhỏ do lực ma sát giữa các vòng
làm kín và cửa van . Do vậy trong các công việc đòi hỏi phải vận hành van một cách
thường xuyên thì van cầu là loại thích ứng hơn. Khi ở vị trí điều tiết thì toàn bộ phần
cửa van nằm trong dòng chẩy do đó sự mài mòn xảy ra đồng đều hơn. Khi vòng làm
kín và cửa van bị mài mòn đồng đều nhau thì sau một thời gian sử dụng lâu dài vẫn
giữ được độ kín của nó. Vì lý do này nên chúng thường được dùng trong quá trình
điều tiết dòng chảy.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 7
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Trong hình vẽ mô tả van đang ở vị trí điều tiết. Khi dòng chảy từ điểm A tới
điểm B thì khả năng cửa van đóng bất thình lình và tắc nghẽn khi nó ở gần với vòng
làm kín. Để có được sự vận hành ổn định, van cầu phải được lắp đặt vào hệ thống
theo hướng dòng chảy vật chất đi từ phần dưới của cửa van lên.
Van cầu có 3 dạng vỏ van khá thông dụng: Van góc, Van chữ Y, Van hai thân.
Van góc cho phép chuyển hướng dòng chảy từ thẳng đứng sang nằm ngang (độ xoáy
của dòng chảy và sự sụt áp đi qua van ít hơn). Van chữ Y có ty van nằm nghiêng so với
trục nằm ngang của cổng vào và cổng ra. Van hai thân có vỏ chia làm 2 mảnh, nối với
nhau bằng bu-long.
3. Van Nút (Plug valve)

a) Cấu tạo.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 8

Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

b) Nguyên lý hoạt động.
Phần điều chỉnh dòng chảy (cửa van) của loại van này có dạng nút. Vị trí của
van được điều chỉnh bằng việc vặn tay quay.

Khi vặn tay quay đi một góc 90
o
ta sẽ có van ở vị trí đóng hoặc mở hoàn toàn.
Nếu so sánh với van cửa thì loại van này có độ đóng mở nhanh hơn.Tay quay ở đầu
phía trên của cần van trong van nút chuyển động theo cùng một hướng với khe hở của
cửa van. Khi tay quay nằm song song với đường ống thì van ở vị trí mở. Khi van ở vị
trí mở hoàn toàn thì dòng chảy đi qua van là đường thẳng còn khi nó ở vị trí điều tiết
thì dòng chảy qua van sẽ tạo xoáy và xảy ra sự sụt áp.
Van nút thường không được dùng cho mục đích điều chỉnh dòng chảy vì khi nó
ở vị trí điều tiết thì cửa van sẽ bị mài mòn không đồng đều.
4. Van An Toàn (Safe valve)
a) Định nghĩa
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 9
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
Van an toàn là một thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong mạch thủy
lực. Van an toàn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào, nó bảo vệ mạch thủy
lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức.
Trong quá trình làm việc van an toàn luôn ở trạng thái đóng. Khi áp suất đầu vào của
van vượt giá trị định mức Van an toàn mở ra cho phép một phần chất lỏng chảy qua
van về thùng chứa.

b)Cấu tạo
Cap: nắp
Stem (spindle): thân trục quay

A djusting screw: bulông điều chỉnh
Bonnet: nắp
Spring: lò xo
Vent: lỗ thông hơi
Disc: đĩa
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 10
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
Seating surface: bề mặt đế
Adjusting ring: vòng điều chỉnh
Body: thân van
Nozzle: vòi phun
c)Nguyên lý làm việc
Nguyên lý chung: Van an toàn là loại van thường xuyên đóng nó chỉ làm việc
(tự động) và bắt buộc phải làm việc ở một áp suất tối thiểu nào đấy (áp suất cài đặt).
Điều đó có nghĩa là khi áp trong hệ thống đạt đến giá trị cài đặt của van an toàn thì van
an toàn sẽ tự động mở để làm giảm áp suất trong hệ thống.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 11
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
5. Van Bi ( Ball Vavle)

a) Giới thiệu chung
Như tên của nó, van bi dùng sử dụng một viên bi để ngăn chặn hoặc bắt đầu
dòng chảy của chất lỏng.
Van bi có thể dùng cho dòng khí, chất lỏng hoặc chất lỏng có lẫn tạp chất, được
sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp vì chúng rất linh hoạt, được thiết kế
để sử dụng trong vị trí mở/đóng hoàn toàn. Chúng có giá thành rẻ, rất dễ sửa chữa và
vận hành.
b) Cấu tạo & quá trình vận hành.
Van bi thuộc loại van xoay 1/4 vòng (hay còn gọi là van đóng mở nhanh), dòng
chảy thẳng. Bên trong van có bộ phận tròn (viên bi) ép vào các gioăng tròn, tạo nên độ

kín thống nhất.
Van bi có thiết kế và quá trình vận hành tương tự như van nút.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 12
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Gồm các bộ phận:
Viên bi
Đế van
Thân van
Tay quay (stem)
Nắp thân (body cap)

Phần điều chỉnh dòng chảy có cấu tạo tròn và có lỗ cho vật chất đi qua. Bi được
giữ chặt giữa hai vòng làm kín. Tay quay được lắp ở đầu trên của cần van. Khi vặn tay
quay một góc 90
0
thì van sẽ ở vị trí đóng hoặc vị trí mở. Van bi có độ trơn và vận hành
được dễ dàng hơn van nút. Vì thế nên giảm được lực ma sát giữa bi và các vòng làm
kín khi vận hành do đó chúng không cần tới sự bôi trơn. Tay quay của van bi cũng
giống như van nút nó sẽ nằm song song với dòng chảy khi van ở vị trí mở. Còn khi tay
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 13
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
quay nằm vuông góc với đường ống thì nó ở vị trí đóng. Van bi cũng có thể được chế
tạo để dẫn dòng chẩy theo nhiều hướng. Loại này ngoài việc đóng và mở nó còn có thể
đổi hướng đi của dòng chảy. Van này chỉ có độ cản trở dòng chảy nhỏ nên sự sụt áp và
hiện tượng tạo xoáy khi dòng chảy qua van cũng rất nhỏ. Van bi thường không dùng
cho mục đích điều chỉnh dòng chảy vì khi chúng ở vị trí điều tiết thì phần cửa van nằm
trong dòng chảy sẽ bị mài mòn nhiều hơn.
Tùy theo kích thước đường kính trong, van bi được chia ra thành van bi lỗ lớn, van
bi lỗ nhỏ và van bi lỗ trung bình.

6. Van Bướm (Butterfly Valve)

a)Cấu tạo
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 14
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
Gồm các bộ phận chính:
- Đĩa van (plate)
- Cần trục (Shaft)
-Tay quay (Handle)
- Handle guide:
- Đai ốc (stopper)
- Thân van (valve body)
Thân van của van bướm tương tự như một vòng kim loại trên thân van có những lỗ
dùng để định vị vào đường ống bởi các bulong và đai ốc.
Đĩa van là một tấm kim loại nó làm nhiệm vụ điều khiển dòng chảy (đóng hoặc
mở dòng chảy) thông qua cơ cấu điều khiển hoặc tay quay.
Vòng kín là vòng làm kín giữa thân van và đĩa van khi van thực hiện quá trình đóng
van hoàn toàn.
b)Nguyên lý hoạt động.
Khi tiến hành quay tay quay theo ngược chiều kim đồng hồ là thực hiện quá
trình mở van. Ngược lại khi quay tay quay theo cùng chiều kim đồng hồ là hiện quá
trình đóng van. Việc đóng mở chỉ cần quay tay quay hoặc điều khiển cơ cấu đóng ở
mọi góc độ.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 15
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
7. Van Điều Khiển
a)Định nghĩa
Là loại van tự động điều chỉnh vị trí cửa van thông qua thiết bị điều khiển.
Nhiều loại van điều khiển bằng tay có thể lắp đặt thêm cơ cấu dẫn động vào thân van
để trở thành van điều khiển.

b)Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 16
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Cơ cấu dẫn động: là một thiết bị dùng trong van điều khiển để dẫn động cần van
ứng với tín hiệu phát ra từ thiết bị điều khiển.
Thiết bị điều khiển: là thiết bị tự động điều chỉnh vị trí của van điều khiển.
Thiết bị điều khiển sử dụng năng lượng không khí nén, áp suất thủy lực hay năng
lượng điện để truyền tín hiệu tới cơ cấu dẫn động.
Cơ cấu định vị: là thiết bị trợ giúp cho cơ cấu dẫn động di chuyển cần van vào
đúng vị trí. Van điều khiển được sử dụng tại những vị trí đòi hỏi phải có sự điêu khiển tự
động. Phần thân van của loại van điều khiển này tương tự như van bướm, nhưng cần van
chuyển động nhờ cơ cấu dẫn động thay cho tay quay và thang chỉ vị trí. Cơ cấu dẫn
động nhận các tín hiệu điều khiển từ thiết bị điều khiển. Những tín hiệu này sẽ tự động
làm thay đổi vị trí cửa van.
- Cơ cấu dẫn động bằng khí (Hình vẽ)
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 17
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Trong cơ cấu dẫn động có một màng ngăn kín khí và một lò xo. Cơ cấu dẫn động
nhận khí nén hay tín hiệu từ thiết bị điều khiển. Trong loại van này có cơ cấu dẫn động
sử dụng khí nén để di chuyển cần van điều khiển. Không khí nén được đưa vào phía
trên màng ngăn, vì thế áp lực của khí nén sẽ đẩy màng ngăn xuống và ngược lại lò xo
luôn có xu hướng đẩy màng ngăn lên. Khi áp suất của không khí thắng lực đẩy lên của
lò xo thì cần van sẽ bị đẩy xuống và van đóng lại. khi tăng áp suất không khí nén trên
màng ngăn sẽ làm cho van đóng lại.
- Cơ cấu định vị của van (Valve Positioner):

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 18
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Đôi khi tín hiệu không khí nén từ thiết bị điều khiển không đủ để vận hành van một
cách nhanh chóng hoặc giữ van ở vị trí mong muốn. Trong những trường hợp này, van
được nối với cơ cấu định vị để trợ giúp cho cơ cấu dẫn động di chuyển hay giữ cần
van ở đúng vị trí.
8. Van một chiều (Check valve)
a)Định nghĩa
Van một chiều là thiết bị bảo vệ đường ống dẫn, cho phép dòng chất lỏng-khí đi
qua chỉ theo 1 hướng nhất định và ngăn cản dòng theo hướng ngược lại. Van một
chiều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực như ống dẫn, máy bơm,
bình chứa, … Ngoài ra van một chiều còn có tác dụng ngăn ngừa sự mất mát chất
lỏng-khí khi có sự cố rò rỉ, hỏng hóc ống dẫn.

Chức năng quan trọng của van một chiều đó là đảm bảo chế độ vận hành chuẩn
của cả hệ thống. Khi có sự cố tụt áp tại một máy bơm, nếu không có van 1 chiều lớp ở
cửa đẩy của máy bơm đó thì một phần lưu lượng chất lỏng có thể chảy ngược về máy
bơm bị tụt áp. Điều này không có lợi trong quá trình vận hành hệ thống.
b)Cấu tạo
Các dạng chính của Van một chiều gồm: Dạng trượt và dạng cửa xoay .
Các bộ phận chính của van: phần tử trượt –dạng trượt (cửa xoay – dạng cửa xoay),
mặt đế đỡ, phần tử trợ lực (lò xo,then, …).
Dạng trượt:
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 19
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí


Gồm các bộ phận chính:
Spring retainer: bộ phận giữ lò xo lại
Spring: lò xo
Disc: đĩa
Body: thân van

So với các dạng van một chiều khác, van một chiều dạng trượt có cấu trúc đơn
giản hơn nhiều. Nhờ vậy, nó đảm bảo độ tin cậy khi làm việc, nhưng cũng vì thế mà
van một chiều dạng trượt dễ bị tắc nếu chất lỏng cần không được lọc kỹ.
Về mặt cấu trúc van một chiều dạng trượt luôn đảm bảo trục đường ống dẫn vuông
góc với trục của mặt đế đỡ. Thường thì phần tử trượt nằm trên đĩa đỡ nhờ chính khối
lượng của nó, nhưng như vậy luôn phải đảm bảo van được lắp đặt nằm ngang.
Dạng cửa xoay:
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 20
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Gồm các bộ phận chính:
Cover: mặt che (đậy)
Hige pin: chốt bản lề
Disc: đĩa
Seat ring: vòng đệm đế
Body: thân van
Điểm đặc trưng của van một chiều dạng cửa xoay đó là trục của mặt đế đỡ luôn
trùng với trục đường ống dẫn chất lỏng-khí. Khi không có dòng chất lỏng-khí tới van,
mặt đế đỡ được đóng kín bởi cửa xoay. Khi có dòng chất lỏng-khí tới van, cửa xoay
quay quanh trục tạo khe hở cho phép chất lỏng-khí đi qua van. Khi ngắt dòng qua van
cửa xoay quay trở về vị trí đóng nhờ khối lượng của chính nó. Ở dạng van nằm ngang,
trục quay của cửa xoay được thiết kế cao hơn so với trục đường ống, để đảm bảo cửa
sập quay về vị trí đóng khi không có dòng. Tại thời điểm ngắt dòng qua van, cửa xoay
từ vị trí mở quay về vị trí đóng, với những van có kích thước lớn, có thể tạo ra va đập
thủy lực giữa cửa xoay và mặt đế đỡ.
Về nguyên tắc lắp đặt: Van một chiều dạng trượt được lắp trên đoạn ống dẫn nằm
ngang. Van một chiều dạng cửa xoay có thể lắp trên đoạn ống dẫn nằm ngang hoặc
thẳng đứng.
c)Nguyên lý hoạt động
Khi không có dòng chất lỏng-khí chảy qua van, cửa xoay của van dưới tác dụng

của trọng lượng chính nó hoặc lực lò xo được giữ chặt ở ví trí “Đóng”.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 21
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
Khi xuất hiện dòng chảy đến van, cửa xoay dưới tác động của năng lượng dòng
chảy bị đẩy khỏi vị trí đóng và cho phép dòng chảy đi qua van. Tại thởi điểm vận tốc
dòng chảy về không, phần tử trượt (hay cửa xoay) quay về vị trí đóng, áp suất cửa ra
của van tác động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt ở vị trí đóng và ngăn cản
dòng chảy về hướng cửa vào của van. Như vậy sự hoạt động của van một dưới tác
động của chất lỏng-khí.
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ VAN CỬA (GATE VALVE)
Van cửa là loại van được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp bao gồm
ngành công nghiệp dầu khí, dược phẩm, sản xuất, ô tô, và hàng hải.
Van cửa rất phổ biến trong các ứng dụng ngầm, hoặc nơi không gian theo chiều
dọc được giới hạn bởi vì chúng không mất thêm không gian. Van cửa có thể được sử
dụng trong môi trường đòi hỏi như môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao. Chúng
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 22
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
thường được nhìn thấy trong các nhà máy điện, xử lý nước, khai thác mỏ, và các ứng
dụng ngoài khơi.
I. Định nghĩa
Van cửa dùng để ngăn dòng chảy hoặc một phần dòng chảy nhằm đạt được một
dòng chảy mới ở sau van. Khi van được mở hoàn toàn thì cửa van không nằm trong
dòng chảy của vật chất.
II. Nguyên lý hoạt động
Van cửa trượt lên và xuống trong đường ống để mở và đóng đường ống đó.
Khi mở hoàn toàn, chất lỏng hay khí chảy qua van trên một đường thẳng với trở lực rất
thấp, độ cản trở dòng chảy của van là rất nhỏ nên tổn thất áp lực qua van là tối thiểu.
Hư hại có thể xảy ra bởi chất lỏng khi van đóng một phần, nó tạo ra một lượng áp suất
giảm nhỏ khi mở,vận tốc dòng chảy cao có thể tạo nên sự mài mòn đĩa và bề mặt trong
van. Đĩa van không mở hoàn toàn cũng có thể bị rung động. Mặt khác khi cửa van

chuyển động lên xuống sẽ sinh ra lực ma sát gây mài mòn ở các phần tiếp xúc.
Van cửa thường được dùng để mở toàn bộ hoặc đóng toàn bộ nên không phù
hợp để kiểm soát áp suất và điều chỉnh hoặc tiết lưu dòng chảy vì không thể đạt được
sự điều khiển chính xác. Nó được sử dụng như van đầu tiên trong một hệ thống ống
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 23
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí
nước, van cửa lý tưởng để cách ly các dòng chảy đa năng, cũng như trong các ứng
dụng đòi hỏi áp suất và nhiệt độ cao mà vận hành không thường xuyên. Chính vì lý do
này, việc vận hành bằng tay là điển hình và thường hoàn thành qua một bộ vô lăng đa
chiều, bộ kích hoạt cơ khí, hơi và điện cũng được sử dụng.
III. Cấu tạo

Gồm các bộ phận chính:
Handwheel: vô lăng Bonnet: nắp đậy
Stem: cần trục Body: thân van
Gland follower: nắp đệm kín Wedge shaped gate: cửa hình nêm
Gland packing: lớp lót kín Seat ring: vòng đỡ
- Các phần tử liên kết của van:
Loại van này liên kết với đường ống bằng mặt bích ở cả hai đầu. Van và đường ống
được nối với nhau bằng các bulông. Gioăng đệm được chèn vào giữa hai mặt bích của
van và đường ống để sự nối có được độ kín cao.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 24
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí

Ngoài ra còn có các dạng nối khác giữa đường ống và thân van. Các phương pháp này
gồm: Mối nối lắp ghép ren, nối bằng then chốt, nối bằng phương pháp hàn gối đầu.
Trong nắp van ở phía trên có khoảng không để có thể kéo tấm cửa của van lên
khi mở van. Có rất nhiều dạng nối giữa nắp van và thân van để hình thành nên một
mối lắp ghép kín như ghép bằng mặt bích, bằng cách lắp ghép ren, hay bằng mối lắp
ghép ren có hàn ở đường mép.

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 25