CN103696732A - 一种热采无流阻蒸汽阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热采无流阻蒸气阀，包括阀体，所述阀体内部包括中间一个阀杆腔，阀杆腔下部两侧各设置一个流道腔，两个流道腔中线之间的夹角在172°～178°；每个流道腔外口设置有对接焊头，所述对接焊头内部的流道小于流道腔内部的流道；阀体上盖合有阀盖，阀盖通过支架与蜗轮装置固定；还包括阀杆，所述阀杆依次穿过蜗轮装置、支架、阀盖和阀体，其中蜗轮装置带有手轮；所述阀杆下部固定有阀瓣用于开闭两侧的流道腔。在手轮和蜗轮装置的配合下，阀杆可在阀杆腔内运动进而开闭两个流道腔。两个流道腔互通后，存在两个流向，其中一个流向为注高温高压蒸汽溶化稠油，另一个流向为采集稠油，将注汽和采油集成到一个阀门中，成本降低。
Description
技术领域
本发明适用于油田注汽开采工程，特别是一种输入蒸汽和输出原油的双向功用的阀门。
背景技术
随着我国的国民经济的高速发展。需要的原油成倍的增长，越来越多的稠油油田被开发建设，由于稠油密度大并且板结，需注入高温高压的蒸汽来溶化稠油，同时原油中的硫化物等腐蚀性物质含量高。在井口的阀门就起着关键作用。先通过阀门注入高温高压的蒸汽来溶化稠油，当稠油溶化后，停止供高温高压的蒸汽，通过该阀门进行原油提取。
传统稠油的热采需要两台阀门，一台用于高温高压的蒸汽注入。另一台用于进行原油的采集，整个管线很长，极不方便，同时设备成本变大。而采油的阀门用的是闸阀，而闸阀由于不能很好的解决闸板密封圈耐高与长期使用磨损后的补偿。使用寿命极短，不到10个月就需要更换新的阀门，造成极大的浪费，以及更换时停工对生产的影响和需要大量的人力。
发明内容
要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种热采无流阻蒸汽阀解决现有技术中的热采装置针对蒸汽和稠油需要设置两个阀门，装置复杂成本高的不足，同时采用阀还是用寿命较短的闸阀，需要频繁更换的缺陷。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种热采无流阻蒸气阀，包括阀体，所述阀体内部包括中间一个倾斜设置的阀杆腔，阀杆腔下部两侧各设置一个流道腔，其中一个流道腔水平设置且与阀杆腔下部的通道衔接，另一个流道腔倾斜设置且该流道腔的开口设置在阀杆腔下部的侧壁上，两个流道腔中线之间的夹角在172°～178°；每个流道腔外口设置有对接焊头，所述对接焊头内内部的的流道小于流道腔内部的流道；阀体上盖合有阀盖，阀盖通过支架与蜗轮装置固定；还包括阀杆，所述阀杆依次穿过蜗轮装置、支架、阀盖和阀体，其中蜗轮装置带有手轮；所述阀杆下部固定有阀瓣用于开闭两侧的流道腔。
在手轮和蜗轮装置的配合下，阀杆可在阀杆腔内运动进而开闭两个流道腔。阀杆腔倾斜设置，降低手轮高度，方便操作手轮；两个流道腔的中心线之间的角度尽可能大，最好接近水平，这样液体能顺畅地在两个流道腔之间流动，与以往两个流道腔之间需经过多次折弯的才能互通的设计相比，更加有利于降低原油流动阻力，同时两个流道腔的中心线之间的角度开大，使流道腔与阀杆腔三者之间的空间能保证最大，两个流道腔互通后，在其中一个流道腔内注入高温高压蒸汽，另一个流道腔连接至原油出口，高压蒸汽进入另一个流道腔中溶化稠油，之后原先注高温高压蒸汽的流道腔停止供蒸汽，原油从原油出口中流出依次经过两个流道腔而被开采出来，因空间大原油通量大，故在采油时原油经过该空间时的阻力相对较小。。
进一步的，在本发明中，阀瓣的头部为曲面，所述曲面成S形，将该S形曲面按照阀杆腔中心线划分为平滑过渡的两片曲面，其中靠近倾斜设置的流道腔的曲面外凸，另一个靠近水平设置的流道腔的曲面内凹，且两片曲面在过渡处的切线与倾斜设置的流道腔的中心线平行，内凹的曲面在与阀瓣主体连接的部位的切线与水平设置的流道腔的中心线平行。与以往梯形的设计不同，曲面的设计尽可能贴合原油流动方向，缓慢过渡，引导原油顺着流道腔的方向流动，可以在原油流出之后降低原油流出的阻力，延长阀门使用寿命。
进一步的，在本发明中，对接焊头内部的流道为流道腔内部流道的1/3～1/2。流道腔内流道较大，降低原油流出阻力。
进一步的，在本发明中，阀盖外侧还套有阀盖套，所述阀盖套底部设有支脚伸入阀体，所述阀盖底部设有凸台，阀盖与阀体之间设置密封垫，阀盖的截面外径上与阀体密封部位之间还间隔设置有两层密封毡，其中一层架在阀盖底部的凸台上，还有一层靠近阀盖套底部的支脚，两个密封毡的相对面的倾斜角相同。阀杆抬升，阀瓣打开，随着流道腔内压力越大，两层密封毡之间压得越紧，密封性佳。
进一步的，在本发明中，阀瓣头部弧面部分与阀瓣通过硬质合金喷焊固定。阀杆腔与流道腔衔接的部分通过硬质合金喷焊连接。硬质合金耐腐蚀、耐冲击，有效保证阀门使用寿命。
有益效果：
本发明的热采无流阻蒸汽阀是针对高温高压输汽采油管路的工况专门设计制造的，将高温高压蒸汽浴采集原油整合到一个阀中实现，大大减少了设备成本，且体积相对减少，结构简单，方便使用；
并且在本装置中两个流道腔的位置设计以及阀瓣头部的曲面设计均能降低原油流阻，更加适于原油流动，便于开采；
本装置采用两层密封毡，密封性能优良，同时在关键部位采用硬质合金喷焊技术，能承受油、汽双介质的密封要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示的一种热采无流阻蒸气阀，包括阀体1，所述阀体1内部包括中间一个倾斜设置的阀杆腔，阀杆腔下部两侧各设置一个流道腔，其中一个流道腔水平设置且与阀杆腔下部的通道衔接，另一个流道腔倾斜设置且该流道腔的开口设置在阀杆腔下部的侧壁上，两个流道腔中线之间的夹角在172°～178°，两个流道腔和阀杆腔三者整体看上去呈Y形结构，阀杆腔与流道腔衔接的部分通过硬质合金喷焊连接，抗腐蚀和抗冲击性能佳；每个流道腔外口设置有对接焊头2，与以往设计中流道腔内的流道小于对接焊头2内部的流道的设计不同的是，在本装置中，对接焊头2内部的流道小于流道腔内部的流道，前者大约为后者的1/3～1/2左右，流道腔大容量结构的设计，减少阻力对采油的影响。
阀体1上部开口处盖合有阀盖3，阀盖3外侧还套有阀盖9套，阀盖套9底部设有支脚伸入阀体1并通过自身的台阶架在阀体1上，所述阀盖3底部设有凸台，阀盖3与阀体1之间设置密封垫10，阀盖3的截面外径上与阀体1密封部位之间还间隔设置有两层密封毡11，其中一层架在阀盖3底部的凸台上，还有一层靠近阀盖套9底部的支脚，两个密封毡11的相对面的倾斜角相同。阀盖3通过支架4与蜗轮装置5固定；在本装置内设有阀杆6，阀杆6依次穿过蜗轮装置5、支架4、阀盖3和阀体1，其中蜗轮装置5带有手轮7，方便阀门开关，操作省力，阀杆1与阀盖3之间沿阀杆6方向由下至上还设置有填料12、填料隔环13和填料压盖14，其中填料压盖14通过螺栓15与阀盖3固定，保证阀杆6与阀盖3之间的密封性；所述阀杆6下部固定有阀瓣8用于开闭两侧的流道腔，阀瓣8的头部设计为曲面，所述曲面成S形，将该S形曲面按照阀杆腔中心线划分为平滑过渡的两片曲面，其中靠近倾斜设置的流道腔的曲面外凸，另一个靠近水平设置的流道腔的曲面内凹，且两片曲面在过渡处的切线与倾斜设置的流道腔的中心线平行，内凹的曲面在与阀瓣主体连接的部位的切线与水平设置的流道腔的中心线平行。阀瓣8的头部与阀瓣8主体通过硬质合金喷焊固定，降低稠油流出时的阻力的同时又耐冲击乃腐蚀。因阀盖套9始终固定不动，打开阀瓣8，随着阀杆腔内的压力越大，即阀瓣8沿着阀杆腔向上滑动的距离越长，阀瓣8向上挤压阀盖3越厉害，则两个密封毡11贴合得越紧密。
定义两个流道腔一个为A流道腔，另一个为B流道腔。本装置工作时，将A流道腔连接至高温高压蒸汽口，B流道腔连接至原油出口，转动手轮7打开阀瓣8，从A流道腔中向B流道腔中通入高温高压蒸汽溶化稠油，一段时间后，停止供高温高压蒸汽，将A流道通道收集原油的装置中，抽取原油，原油从B流道腔中流出经过A流道腔后被收集；此后再次重复上述过程，随时切换注高温高压蒸汽和原油的采集。整个过程将通高温高压蒸汽和采油集成到一个阀上，装置体积小，成本降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种热采无流阻蒸气阀，其特征在于：包括阀体（1），所述阀体（1）内部包括中间一个倾斜设置的阀杆腔，阀杆腔下部两侧各设置一个流道腔，其中一个流道腔水平设置且与阀杆腔下部的通道衔接，另一个流道腔倾斜设置且该流道腔的开口设置在阀杆腔下部的侧壁上，两个流道腔中线之间的夹角在172°～178°；每个流道腔外口设置有对接焊头（2），所述对接焊头（2）内部的流道小于流道腔内部的流道；阀体（1）上盖合有阀盖（3），阀盖（3）通过支架（4）与蜗轮装置（5）固定；还包括阀杆（6），所述阀杆（6）依次穿过蜗轮装置（5）、支架（4）、阀盖（3）和阀体（1），其中蜗轮装置（5）带有手轮（7）；所述阀杆（6）下部固定有阀瓣（8）用于开闭两侧的流道腔。
2.根据权利要求1所述的一种热采无流阻蒸气阀，其特征在于：阀瓣（8）的头部为曲面，所述曲面成S形，将该S形曲面按照阀杆腔中心线划分为平滑过渡的两片曲面，其中靠近倾斜设置的流道腔的曲面外凸，另一个靠近水平设置的流道腔的曲面内凹，且两片曲面在过渡处的切线与倾斜设置的流道腔的中心线平行，内凹的曲面在与阀瓣主体连接的部位的切线与水平设置的流道腔的中心线平行。
3.根据权利要求1所述的一种热采无流阻蒸气阀，其特征在于：对接焊头（2）内部的流道为流道腔内部流道的1/3～1/2。
4.根据权利要求1所述的一种热采无流阻蒸气阀，其特征在于：阀盖（3）外侧还套有阀盖套（9），所述阀盖套（9）底部设有支脚伸入阀体（1），所述阀盖（3）底部设有凸台，阀盖（3）与阀体（1）之间设置密封垫（10），阀盖（3）的截面外径上与阀体（1）密封部位之间还间隔设置有两层密封毡（11），其中一层架在阀盖（3）底部的凸台上，还有一层靠近阀盖套（9）底部的支脚，两个密封毡（11）的相对面的倾斜角相同。
5.根据权利要求1所述的一种热采无流阻蒸气阀，其特征在于：阀瓣（8）头部弧面部分与阀瓣（8）通过硬质合金喷焊固定。
6.根据权利要求1所述的一种热采无流阻蒸气阀，其特征在于：阀杆腔与流道腔衔接的部分通过硬质合金喷焊连接。
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