CN105485411A - 浮球式真空液位自动控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮球式真空液位自动控制器，包括有缸筒底板、浮球、缸筒、密封橡胶圈、缸体上端盖、密封圈、阀套下端盖、承重平衡弹簧、阀芯、调整垫圈、限位卡套、弹性卡圈、阀套、阀套上端盖和阀芯堵头；工作时，在真空泵的抽吸作用下，缸筒内产生一定的真空度。在大气压力的作用下，泥浆将会从缸筒底部进入到缸体中，浮球将在浮力作用下向上运动，并推动阀芯向上滑动。当阀芯的配气孔与阀套上的空气进气孔连通时，空气将沿阀芯中心通道进入缸筒内。此时，缸体内的压力增大，缸体内的液面下降，浮球与阀芯将在自身重力作用下向下运动，空气进气通道被关闭，从而将泥浆罐中的液面控制在一定的高度范围内。这种控制方式无需人为操作，反应灵敏，不受上返泥浆性质的影响，而且安全可靠。

Description

浮球式真空液位自动控制器
技术领域
本发明涉及钻井工程固控领域，具体涉及固控系统中真空除气器的一种液位自动控制装置，即浮球式真空液位自动控制器。
背景技术
目前钻井工程固控系统中广泛使用水环式真空除气器来处理气侵钻井液，即利用真空泵的抽吸作用，使真空罐内形成负压。泥浆在大气压力作用入进入泥浆罐内的空心转子，并以喷射状进入泥浆罐中，泥浆罐中的液位增高；与此同时，钻井液中逸出的气体将被真空泵抽吸排出，当液位过高时，将发生溢罐现象。
现阶段，泥浆罐中的液位高度一般通过控制减压阀的开关来调节泥浆罐中的真空度实现的，这种人为实时调节的控制方式，不仅耗费人力，而且难免会出现疏忽的情况。此外，从孔内上返的泥浆密度、含气量、粘度等不确定因素很多，主电机与真空泵很难达到匹配，常发生溢罐现象，事故率很高。
发明内容
为弥补现有真空除气器液位控制技术手段的不足，本发明提供一种浮球式真空液位自动控制器，本发明为反馈式自动控制真空除气器泥浆罐中液面高度的装置。
本发明包括有缸筒底板、浮球、缸筒、安装座、密封橡胶圈、缸体上端盖、密封圈组件、阀套下端盖、承重平衡弹簧、阀芯、调整垫圈、限位卡套、弹性卡圈、阀套、阀套上端盖和阀芯堵头，缸筒与缸筒底板焊接；阀套的底端置于缸筒顶部，阀套与缸筒之间夹设密封橡胶圈，阀套与缸筒通过缸体上盖板和螺栓连接固定；阀芯穿设在阀套中，阀芯与阀套之间设置有阀套上端盖和阀套下端盖，阀套上端盖以及阀套下端盖与阀套之间以螺栓连接；阀套上端盖与阀芯之间、以及阀芯与阀套下端盖均设置密封圈；所述的密封圈为粉末冶金盘根，粉末冶金盘根具有良好的减磨降阻特性，既能保证密封性又能的减小阀芯的摩擦力；阀芯堵头封堵在阀芯的上端口，阀芯上端与阀芯堵头间采用锥面螺纹连接保证密封性；承重平衡弹簧套在阀芯上，承重平衡弹簧的底部抵顶在阀套下端盖上，承重平衡弹簧上端通过调整垫圈抵顶限位卡套，调整垫圈和限位卡套套在阀芯上，限位卡套通过弹性卡圈限位在阀芯上；缸筒的底部开设有进口，浮球封堵在进口处，浮球与阀芯间为点接触，能保证阀芯始终受到竖直向上的力；浮球的最高点与最低点分别始终位于阀芯底部与缸筒底板的大圆内，浮球直径小于缸筒的内径，这样便于取出更换浮球。限位卡套由两个半环组成，上端开槽，当阀芯运动到上止点时，阀芯中心通道与阀套腔体能始终保持畅通。承重平衡弹簧起平衡阀芯与阀芯堵头自身重力的作用；调整垫圈可调整阀芯的运动行程，即调整缸内泥浆的液位的变化范围。安装座是在确定控制器的安装位置后，焊接在缸筒上。
阀套上端开设两个润滑注脂孔；阀套下端沿环向均布开设四个空气进气孔，部分空气进气孔也可作为润滑注脂孔。阀套上的第一孔道与缸筒上的第二孔道与泥浆罐相连通，作为抽真空通道；阀芯上端的孔起到连通阀芯中心通道与阀套腔体的作用；阀芯上中下部设置四个配气孔，阀芯上行时与阀套上的空气进气孔连通；阀芯下端开设两个连通孔，保证阀芯中心通道与缸筒的连通性。
本发明的有益效果：：
1.结构、安装简单，反应灵敏，不受上返泥浆性质的影响，而且安全可靠。
2.无需人为的调节减压阀来控制泥浆罐中的液面高度，降低的劳动成本，为真空除气器液位控制技术提供的一个简单有效的技术补充。
附图说明
图1为本发明的剖视图。
其中：1-阀芯堵头；2-阀套；3-弹性卡圈；4-调整垫圈；5-承重平衡弹簧；6-密封橡胶圈；7-安装座；8-缸筒底板；9-浮球；10-缸筒；11-缸筒上盖板；12-密封圈；13-阀套下端盖；14-阀芯；15-限位卡套；16-阀套上端盖；17-螺栓；18-进口。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括有缸筒底板8、浮球9、缸筒10、安装座7、密封橡胶圈6、缸体上端盖11、密封圈组件12、阀套下端盖13、承重平衡弹簧5、阀芯14、调整垫圈4、限位卡套15、弹性卡圈3、阀套2、阀套上端盖16和阀芯堵头1；缸筒10与缸筒底板8焊接；阀套2的底端置于缸筒10顶部，阀套2与缸筒10之间夹设密封橡胶圈6，阀套2与缸筒10通过缸体上盖板11和螺栓17连接固定；阀芯14穿设在阀套2中，阀芯14与阀套2之间设置有阀套上端盖16和阀套下端盖13，阀套上端盖16以及阀套下端盖13与阀套2之间以螺栓17连接；阀套上端盖16与阀芯14之间、以及阀芯14与阀套下端盖13均设置密封圈12；所述的密封圈12为粉末冶金盘根，粉末冶金盘根具有良好的减磨降阻特性，既能保证密封性又能的减小阀芯14的摩擦力；阀芯堵头1封堵在阀芯14的上端口，阀芯14上端与阀芯堵头1间采用锥面螺纹连接保证密封性；承重平衡弹簧5套在阀芯14上，承重平衡弹簧5的底部抵顶在阀套下端盖13上，承重平衡弹簧5上端通过调整垫圈4抵顶限位卡套15，调整垫圈4和限位卡套15套在阀芯14上，限位卡套15通过弹性卡圈3限位在阀芯14上；缸筒10的底部开设有进口18，浮球9封堵在进口18处，浮球9与阀芯14间为点接触，能保证阀芯14始终受到竖直向上的力；浮球9的最高点与最低点分别始终位于阀芯14底部与缸筒底板8的大圆内，浮球9直径小于缸筒10的内径，这样便于取出更换浮球9。限位卡套15由两个半环组成，上端开槽，当阀芯14运动到上止点时，阀芯14中心通道与阀套2腔体能始终保持畅通。承重平衡弹簧5起平衡阀芯14与阀芯堵头1自身重力的作用；调整垫圈4可调整阀芯14的运动行程，即调整缸内泥浆的液位的变化范围。安装座7是在确定控制器的安装位置后，焊接在缸筒10上。
阀套2上端开设两个润滑注脂孔Ⅶ；阀套2下端沿环向均布开设四个空气进气孔Ⅴ，部分空气进气孔也可作为润滑注脂孔。阀套2上的第一孔道Ⅰ与缸筒10上的第二孔道Ⅳ与泥浆罐相连通，作为抽真空通道；阀芯14上端的孔Ⅵ起到连通阀芯14中心通道与阀套2腔体的作用；阀芯14上中下部设置四个配气孔Ⅱ，阀芯14上行时与阀套2上的空气进气孔Ⅴ连通；阀芯14下端开设两个连通孔Ⅲ，保证阀芯14中心通道与缸筒10的连通性。
本发明的工作过程和原理：
正常工作时，在真空泵的抽吸作用下，缸筒10内产生一定的真空度。在大气压力的作用下，泥浆将随着泥浆罐内液面的升高而从缸筒10底部的进口18进入到缸筒10内，浮球9将在浮力作用下，随液面的升高而向上运动。从而推动阀芯14沿阀套下端盖13、阀套上端盖16向上滑动。当阀芯14的配气孔Ⅱ与阀套2上的空气进气孔Ⅴ连通时，空气将沿阀芯14的中心通道与抽真空的第一孔道Ⅰ和第二孔道Ⅳ，分别进入缸筒10内与泥浆罐中。此时，缸筒10内的压力增大，缸筒10内的液面下降，浮球9与阀芯14将在自身重力作用下向下运动，空气进气孔Ⅴ将被关闭，缸筒10及泥浆罐中压力开始降低。如此反复运行，将缸筒10及泥浆罐中的液面控制在一定的高度范围内。

Claims (4)

1.一种浮球式真空液位自动控制器，其特征在于：包括有缸筒底板(8)、浮球(9)、缸筒(10)、安装座(7)、密封橡胶圈(6)、缸体上端盖(11)、密封圈组件(12)、阀套下端盖(13)、承重平衡弹簧(5)、阀芯(14)、调整垫圈(4)、限位卡套(15)、弹性卡圈(3)、阀套(2)、阀套上端盖(16)和阀芯堵头(1)；缸筒(10)与缸筒底板(8)焊接；阀套(2)的底端置于缸筒(10)顶部，阀套(2)与缸筒(10)之间夹设密封橡胶圈(6)，阀套(2)与缸筒(10)通过缸体上盖板(11)和螺栓(17)连接固定；阀芯(14)穿设在阀套(2)中，阀芯(14)与阀套(2)之间设置有阀套上端盖(16)和阀套下端盖(13)，阀套上端盖(16)以及阀套下端盖(13)与阀套(2)之间以螺栓(17)连接；阀套上端盖(16)与阀芯(14)之间、以及阀芯(14)与阀套下端盖(13)均设置密封圈(12)；阀芯堵头(1)封堵在阀芯(14)的上端口，阀芯(14)上端与阀芯堵头(1)间采用锥面螺纹连接保证密封性；承重平衡弹簧(5)套在阀芯(14)上，承重平衡弹簧(5)的底部抵顶在阀套下端盖(13)上，承重平衡弹簧(5)上端通过调整垫圈(4)抵顶限位卡套(15)，调整垫圈(4)和限位卡套(15)套在阀芯(14)上，限位卡套(15)通过弹性卡圈(3)限位在阀芯(14)上；缸筒(10)的底部开设有进口(18)，浮球(9)封堵在进口(18)处，浮球(9)与阀芯(14)间为点接触，承重平衡弹簧(5)起平衡阀芯(14)与阀芯堵头(1)自身重力的作用；安装座(7)焊接在缸筒(10)上；
阀套(2)上端开设两个润滑注脂孔(Ⅶ)；阀套(2)下端沿环向均布开设四个空气进气孔(Ⅴ)；阀套(2)上的第一孔道(Ⅰ)与缸筒(10)上的第二孔道(Ⅳ)与泥浆罐相连通，作为抽真空通道；阀芯(14)上端的孔(Ⅵ)起到连通阀芯(14)中心通道与阀套(2)腔体的作用；阀芯(14)上中下部设置四个配气孔(Ⅱ)，阀芯(14)上行时与阀套(2)上的空气进气孔(Ⅴ)连通；阀芯(14)下端开设两个连通孔(Ⅲ)，保证阀芯(14)中心通道与缸筒(10)的连通性。
2.根据权利要求1所述的一种浮球式真空液位自动控制器，其特征在于：所述的密封圈(12)为粉末冶金盘根。
3.根据权利要求1所述的一种浮球式真空液位自动控制器，其特征在于：所述的浮球(9)的最高点与最低点分别始终位于阀芯(14)底部与缸筒底板(8)的大圆内，浮球(9)直径小于缸筒(10)的内径。
4.根据权利要求1所述的一种浮球式真空液位自动控制器，其特征在于：所述的限位卡套(15)由两个半环组成，上端开槽，当阀芯(14)运动到上止点时，阀芯(14)中心通道与阀套(2)腔体能始终保持畅通。
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