CN103015949B - 一种气井采气树 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气井采气树，具有主路和若干与主路连通的分路，主路和若干分路各设置至少一个开关阀，主路与分路为一体结构，主路及其开关阀的阀体、分路及其开关阀的阀体也均为一体结构。此气井采气树的主路和分路为一体结构，使得主路与分路的连通处不会出现泄漏现象，同时，也避免了由于主路与分路的管径不同而引起的连接处的泄漏现象；另外，主路及其开关阀的阀体、分路及其开关阀的阀体也均为一体结构，则主路和各分路中的开关阀的阀体与路径均不存在连接位置，能够避免开关阀的阀体与路径连接的接口引起的泄漏现象。与现有技术相比，此结构的气井采气树大大减少了容易泄漏的位置，提高了天然气输送过程中的安全性。

Description

一种气井采气树

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，特别是涉及一种气井采气树。

背景技术

天然气是储存在地底深处的可燃性气体，是一种清洁、方便、高效的燃料，也是一种重要的化工原料，具有较高的经济价值。

天然气通常通过气井开采，开采出来的天然气不能直接使用，需要进行一定的处理才可以用于燃料、化工原料或其他用途。根据天然气的不同用途，将开采出来的天然气由不同的路径输送至不同的地方进行相应的处理。

天然气气井中，通常由主路与气井的井口相连，主路设置多个与其连通的分路，主路和多个分路被称为采气树，分路先与主路连通，再与管线连通，然后输送天然气。采气树的主路和分路通常具有多个阀门，在对采气树进行检修时，可以关闭主路的阀门，在对某条分路进行检修时，可以只关闭此条分路的阀门。

请参考图1，图1为一种典型的气井采气树的结构示意图。图1中采气树的主路1'具有四个分路2'，通过较多的开关阀3'对气井采气树进行控制，控制气井中天然气的输送情况，并将天然气按照不同的用途输送到不同的地方进行处理。

气井采气树中的开关阀3'较多，使得主路1'与分路2'中与开关阀3'连接的接口较多，接口处为容易泄漏的位置；安装分路2'时，主路1'与分路2'的连接处也为容易泄漏的位置，另外，主路1'与分路2'的管径不同，使得其连接位置也很容易泄漏。现有技术中，整个气井采气树中容易泄漏的位置较多，天然气为易燃气体，使得天然气的输送过程存在比较严重的安全隐患。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，设计一种气井采气树，其容易泄漏的位置较少，提高天然气输送过程的安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种气井采气树，该气井采气树中容易泄漏的位置较少，能够提高天然气输送过程的安全性。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种气井采气树，具有主路和若干与所述主路连通的分路，所述主路和若干所述分路各设置至少一个开关阀，所述主路与所述分路为一体结构，所述主路及其开关阀的阀体、所述分路及其开关阀的阀体也均为一体结构。

优选地，所述气井采气树包括一个阀本体，所述阀本体具有所述主路和若干所述分路，还包括所述主路的开关阀的阀体和若干所述分路的开关阀的阀体。

优选地，所述气井采气树包括至少两个具有竖直通孔的阀本体，各所述阀本体在竖直方向上依次连接，使各所述竖直通孔构成所述主路，所述主路设置至少一个所述开关阀；各所述阀本体具有至少一个与所述竖直通孔连通的所述分路，各所述分路设置至少一个所述开关阀。

优选地，各所述阀本体的所述竖直通孔的开关阀中，至少有一个位于所述竖直通孔与各所述分路的下侧。

优选地，所述气井采气树包括第一阀本体和第二阀本体，所述第一阀本体具有一个与所述竖直通孔连通的所述分路，所述第二阀本体具有两个与所述竖直通孔连通的所述分路；三个所述分路各具有一个所述开关阀；所述第一阀本体的竖直通孔具有三个所述开关阀，其中一个所述开关阀位于其分路的上侧。

优选地，所述开关阀包括阀瓣、闸板、螺母和阀盖；所述阀瓣设置在所述主路或所述分路上定位所述闸板的一端，所述闸板能够与所述阀瓣相对移动实现所述开关阀的开启或关闭，所述闸板的另一端具有与所述螺母配合的螺纹；所述阀盖与所述螺母连接并能够驱动所述螺母旋转。

优选地，所述阀盖能够转动，与所述螺母同轴固定连接。

优选地，所述阀盖包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮与所述螺母同轴固定连接，所述主动齿轮同轴固定连接旋转手柄。

本发明提供的气井采气树，具有主路和若干与主路连通的分路，主路和若干分路各设置至少一个开关阀，主路与分路为一体结构，主路及其开关阀的阀体、分路及其开关阀的阀体也均为一体结构。

此气井采气树的主路和分路为一体结构，使得主路与分路的连接处不会出现泄漏现象，同时，也避免了由于主路与分路的管径不同而引起的连接处的泄漏现象；另外，主路及其开关阀的阀体、分路及其开关阀的阀体也均为一体结构，则主路和各分路中的开关阀与路径均不存在连接位置，能够避免开关阀的阀体与路径连接的接口引起的泄漏现象。与现有技术相比，此结构的气井采气树大大减少了容易泄漏的位置，提高了天然气输送过程中的安全性。

一种方式中，气井采气树包括一个阀本体，阀本体具有主路和若干分路，同时还包括主路的开关阀的阀体和若干分路的开关阀的阀体。此结构的气井采气树在减少了容易泄漏的位置的同时，也减小了整个气井采气树的体积。

气井采气树通常根据天然气的用途设置分路的数量，分路的数量较多时，有可能使得阀本体的高度较大，可以设置多段阀本体，所以，在另一种方式中，气井采气树包括至少两个具有竖直通孔的阀本体，各阀本体在竖直方向上依次连接，使各竖直通孔构成主路，主路设置至少一个开关阀；各阀本体具有至少一个与竖直通孔连通的分路，各分路设置至少一个开关阀。此结构的阀本体能够减小阀本体制造安装过程中的难度，同时，也减少了容易泄漏的位置。

具体的，各阀本体的竖直通孔的开关阀中，至少有一个位于竖直通孔与各分路的下侧，检修路径时，关闭阀本体最下侧的开关阀，就可以检修此开关阀上侧的所有路径和开关阀。

附图说明

图1为一种典型的气井采气树的结构示意图；

图2为本发明所提供的气井采气树一种具体实施方式的结构示意图；

图3图2所示的气井采气树的开关阀一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图2所示的气井采气树的A-A向的剖视图，气井采气树的开关阀另一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1中的附图标记如下：

主路1'；分路2'；开关阀3'；

图2至图4中的附图标记如下：

主路1；分路2；

开关阀3；阀瓣31；闸板32；螺母33；阀盖34；主动齿轮35；从动齿轮36；旋转手柄37；阀口38；

第一阀本体41；第二阀本体42。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种气井采气树，该气井采气树中容易泄漏的位置较少，能够提高天然气输送过程的安全性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供的气井采气树一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种气井采气树，具有主路1和若干与主路1连通的分路2，主路1和若干分路2各设置至少一个开关阀3，主路1与分路2为一体结构，主路1及其开关阀3的阀体、分路2及其开关阀3的阀体也均为一体结构。

气井采气树工作时，其主路1与天然气井的井口连通，天然气通过主路1分别进入不同的分路2，各分路2根据天然气的不同用途将其输送到不同的地方进行相应的处理，例如脱硫处理、脱水处理等。

此结构的气井采气树中，主路1和分路2为一体结构，使得主路1与分路2的连接处不会出现泄漏现象，同时，也避免了由于主路1与分路2的管径不同而引起的连接处的泄漏现象；另外，主路1及其开关阀3的阀体、分路2及其开关阀3的阀体也均为一体结构，是指具有主路1和分路2的结构与开关阀3的阀体为一体结构，则主路1和各分路2中的开关阀3的阀体与路径均不存在连接位置，能够避免开关阀3的阀体与路径连接的接口引起的泄漏现象。

与现有技术相比，此结构的气井采气树输送天然气时，大大减少了容易泄漏的位置，提高了天然气输送过程中的安全性，同时也保障了操作人员的安全性。

一种优选的实施方式中，气井采气树包括一个阀本体，阀本体具有主路1和若干分路2，还包括主路1的开关阀3的阀体和若干分路2的开关阀3的阀体。

此结构的气井采气树在减少了容易泄漏的位置的同时，也减小了整个气井采气树的体积和重量，此气井采气树能够替代现有技术中的多个管道和多个阀门，降低了气井采气树的成本。

气井采气树通常根据天然气的用途设置分路2的数量，分路数量较多时，有可能使得阀本体的高度较大，使得制造和安装过程多有不便，另一种优选的方式是根据气井采气树的高度，在其高度方向合理的分段，设置多段阀本体。

具体的，气井采气树包括至少两个具有竖直通孔的阀本体，各阀本体在竖直方向上依次连接，使各竖直通孔构成主路1，主路1设置至少一个开关阀3；各阀本体具有至少一个与竖直通孔连通的分路2，各分路2设置至少一个开关阀3。

各阀本体在连接过程中，要确保连接处的密封，确保主路1不会出现泄漏现象。各阀本体的体积较少，能够减小阀本体的制造难度和安装难度，同时，各阀本体中也能够避免主路1与分路2连通处的泄漏现象，各阀本体还包括各路径中的开关阀3的阀体，也能够避免各路径与开关阀3连接处的泄漏现象。

在天然气的输送过程中，有时需要对某段路径进行检修，如果检修分路2，可以关闭阀本体中分路2的开关阀3；如果需要检修某段主路1或分路2的开关阀3，最佳的方式是在检修段下侧设置开关阀3。

具体的，在各阀本体的竖直通孔的开关阀3中，至少有一个位于竖直通孔与各分路2的下侧。关闭阀本体最下侧的开关阀3，即可检修此开关阀3上侧的所有路径和路径中的开关阀3，方便检修人员对气井采气树进行分段检修。

另一种具体的实施方式如图2所示，气井采气树包括第一阀本体41和第二阀本体42，第一阀本体41具有一个与竖直通孔连通的分路2，第二阀本体42具有两个与竖直通孔连通的分路2；三个分路2各具有一个开关阀3；第一阀本体41的竖直通孔具有三个开关阀3，其中一个开关阀3位于其分路2的上侧。

此结构的气井采气树输送天然气时，将天然气分为四路，即一条主路1和三条分路2，分别将天然气进行脱硫或脱水等处理。各阀本体之间可以通过法兰盘连接，连接时法兰盘之间做密封处理，并确保第一阀本体41和第二阀本体42的竖直通孔同心。

第二阀本体42的两个分路2可以成180度对称布置，也可以位于不同的高度。位于第一阀本体41最下侧的开关阀3关闭时，可以对此开关阀3上侧的分路2和开关阀3进行检修。

在上述各实施方式中，各开关阀3为能够关闭天然气的输送路径的阀门即可，天然气为易燃易爆气体，所以，在本发明中应用的开关阀3均要满足密封和防爆的要求。

请参考图3和图4，图3图2所示的气井采气树的开关阀一种具体实施方式的结构示意图，图4为图2所示的气井采气树的A-A向的剖视图，气井采气树的开关阀另一种具体实施方式的结构示意图。

在上述各实施方式中，开关阀3包括阀瓣31、闸板32、螺母33和阀盖34；阀瓣31设置在主路1或分路2上定位闸板32的一端，闸板32能够与阀瓣31相对移动实现开关阀3的开启或关闭，闸板32的另一端具有与螺母33配合的螺纹；阀盖34与螺母33连接并能够驱动螺母33旋转。

闸板32与螺母33配合的一端呈杆状，阀盖34驱动螺母33旋转时，闸板32做直线运动，与阀瓣31相对移动。闸板32呈板状的一端能够完全截断阀瓣31所在的路径时，此开关阀3关闭。闸板32还可以具有阀口38，当阀口38位于阀瓣31所在的路径中时，开关阀3开启；当闸板32的板部完全截断阀瓣31所在的路径时，开关阀3关闭。

闸板32与阀瓣31之间设置密封环，开关阀3开启和关闭的过程中能够保持良好的密封。闸板32可以由板件和杆件两部分组成，杆件一端与板件连接，另一端与螺母33连接，可以为杆件设置密封结构，例如填料密封，避免开关阀3引起泄漏。阀瓣31可以采用整体式的结构，也可以由左阀瓣和右阀瓣两部分组成。

此结构的开关阀3利用了螺纹连接将旋转运动转换为直线运动的原理，螺母33由阀盖34驱动，阀盖34可以直接驱动螺母33，也可以通过其他方式驱动螺母33转动。如图3所示，阀盖34能够转动，阀盖34与螺母33同轴固定连接。

阀盖34还可以为如图4所示的结构，阀盖34包括相互啮合的主动齿轮35和从动齿轮36，从动齿轮36与螺母33同轴固定连接，主动齿轮35同轴固定连接旋转手柄37。

旋转手柄能够带动主动齿轮35转动，主动齿轮35驱动与其啮合的从动齿轮36，从动齿轮36带动螺母33旋转，可以通过设置主动齿轮35和从动齿轮36的传动比，改变开关阀3操作力矩的大小，例如图4中，主动齿轮35的直径小于从动齿轮36的直径，主动齿轮35的力矩小于从动齿轮36的力矩，与图2中直接驱动螺母33相比，降低了操作力矩。

还可以将开关阀3设置为远程智能控制的形式，提高设备的运行效率，具体的，根据天然气输送过程的需要，开通或关闭相应的开关阀3。

当然，阀盖34驱动螺母33的方式不仅仅局限于上述实施方式，还可以通过多级齿轮或其他的传动方式，能够满足密封和防爆要求的驱动方式均可以在本发明中应用。

以上对本发明所提供的气井采气树进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种气井采气树，具有主路(1)和若干与所述主路(1)连通的分路(2)，所述主路(1)和若干所述分路(2)各设置至少一个开关阀(3)，其特征在于，所述主路(1)与所述分路(2)为一体结构，所述主路(1)及其开关阀(3)的阀体、所述分路(2)及其开关阀(3)的阀体也均为一体结构；

所述气井采气树包括至少两个具有竖直通孔的阀本体，各所述阀本体在竖直方向上依次连接，使各所述竖直通孔构成所述主路(1)，所述主路(1)设置至少一个所述开关阀(3)；各所述阀本体具有至少一个与所述竖直通孔连通的所述分路(2)，各所述分路(2)设置至少一个所述开关阀(3)；

所述开关阀(3)包括阀瓣(31)、闸板(32)、螺母(33)和阀盖(34)；所述阀瓣(31)设置在所述主路(1)或所述分路(2)上定位所述闸板(32)的一端，所述闸板(32)能够与所述阀瓣(31)相对移动实现所述开关阀(3)的开启或关闭，所述闸板(32)的另一端具有与所述螺母(33)配合的螺纹；所述阀盖(34)与所述螺母(33)连接并能够驱动所述螺母(33)旋转；所述闸板(32)具有阀口(38)并做直线运动，当所述阀口(38)位于所述阀瓣(31)所在的路径中时，所述开关阀(3)开启，当所述闸板(32)的板部完全截断所述阀瓣(31)所在的路径中时，所述开关阀(3)关闭。

2.如权利要求1所述的气井采气树，其特征在于，各所述阀本体的所述竖直通孔的开关阀(3)中，至少有一个位于所述竖直通孔与各所述分路(2)的下侧。

3.如权利要求1所述的气井采气树，其特征在于，所述气井采气树包括第一阀本体(41)和第二阀本体(42)，所述第一阀本体(41)具有一个与所述竖直通孔连通的所述分路(2)，所述第二阀本体(42)具有两个与所述竖直通孔连通的所述分路(2)；三个所述分路(2)各具有一个所述开关阀(3)；所述第一阀本体(41)的竖直通孔具有三个所述开关阀(3)，其中一个所述开关阀(3)位于其分路(2)的上侧。

4.如权利要求1至3任一项所述的气井采气树，其特征在于，所述阀盖(34)能够转动，与所述螺母(33)同轴固定连接。

5.如权利要求4所述的气井采气树，其特征在于，所述阀盖(34)包括相互啮合的主动齿轮(35)和从动齿轮(36)，所述从动齿轮(36)与所述螺母(33)同轴固定连接，所述主动齿轮(35)同轴固定连接旋转手柄(37)。