CN105736805A - 阀芯可回收式水下节流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀芯可回收式水下节流阀，节流阀本体主要由分体式设置的阀芯总成和阀体总成两部分构成，阀体总成下端设置的笼套插入阀体中；连接器上设置的螺杆轴与弓形体卡箍左、右两部分上分别设置的旋转枢轴形成左旋转、右旋转的螺母?丝杆机构；阀芯总成的驱动器组件通过压力缸总成进行驱动，压力缸总成带动设置在动力轴上棘轮机构的棘轮进行转动，带动设置在动力轴上的主动齿轮与从动齿轮啮合转动；从动齿轮带动阀杆总成做直线往复式移动；阀杆组件下端连接的笼套上有若干个孔径不一的过流孔。本发明的节流阀，依靠驱动缸、棘轮步进式转动，能精确控制转动量，进而大幅度提高控制精度，确保管道的流体压力基本恒定在设定范围内。

Description

阀芯可回收式水下节流阀

技术领域

本发明涉及一种控制管道流量（压力）的节流阀，特别是阀芯可回收式水下节流阀，主要用于调节或控制管道内液体的流量（压力）。

背景技术

在海洋石油开采中，采油树以及出油管道、输油管道等都埋设（敷设）在水下，由于各个井地层参数不同，导致从采油树中进入管道的液体（流体）的压力也差别较大，为将各个井的流体汇入同一个管汇，需要对进入各分管道的液体（流体）的压力进行调节，以使各个分管道进入总管道的流体压力基本一致，保证总管道的流体压力基本恒定在设定范围内，防止压力在设定范围以外波动。现有技术用于调节或控制管道内液体的流量（压力），其原理是基本相同的，都是采用节流阀通过调节进入管道的流体流量来调节管道内的压力，但现有节流阀普遍存在结构尺寸偏大、控制精度不高、可靠性不高，回收操作繁琐等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有调节阀普遍存在结构尺寸偏大、控制精度不高、可靠性不高、回收操作繁琐等缺陷，而提供的一种结构简单、控制精度高、能回收使用的阀芯可回收式水下节流阀。

为了实现上述目的，本发明所设计的阀芯可回收式水下节流阀，包括节流阀本体，其特征在于，所述节流阀本体主要由阀芯总成和阀体总成两部分构成，两部分分体式设置，阀体总成下端设置有阀体；阀芯总成下端设有笼套插入阀体中；

连接器的弓形体卡箍为左右设置的两部分，弓形体卡箍的形状与节流阀本体的形状配合，形成抱箍状结构包裹节流阀本体；连接器上设置的螺杆轴与弓形体卡箍左、右两部分上分别设置的旋转枢轴形成左旋转、右旋转的螺母-丝杆机构，螺杆轴转动时分别带动弓形体卡箍左、右两部分同时向内转动而闭合或者同时向外转动而打开；

阀芯总成包括驱动器组件和阀杆总成，驱动器组件通过压力缸总成进行驱动，压力缸总成带动与之连接或接触的、设置的动力轴上棘轮机构的棘轮进行转动，从而带动设置在动力轴上的主动齿轮与从动齿轮啮合转动；

从动齿轮与设置在阀杆总成上的驱动环为螺纹连接，从动齿轮与阀杆总成之间形成螺母-丝杆机构，从动轮输出驱动扭矩转动时，带动阀杆总成做直线往复式移动；

阀杆组件下端连接有笼套，笼套对应阀体的流体入口的径向设置有若干个孔径不一的过流孔；笼套在阀杆组件带动下轴向移动时，其上的过流孔的相对位置发生变化，从而控制经过阀体的流体入口、过流孔进入笼套内腔的流体流入体积实现节流作用。

进一步的特征是，驱动器组件的动力轴上还设有传动齿轮，传动齿轮与设置在手动转轴上的转轴齿轮啮合。

驱动器组件上还设置有动力显示输出轴，动力显示输出轴上设置显示轴齿轮，转轴齿轮分别与传动齿轮和显示轴齿轮啮合；通过动力显示输出轴上蜗杆与涡轮轴的传动啮合，带动涡轮轴上的驱动器指针转动，驱动器指针指示的位置通过仪表盘显示出来。

与现有技术相比，本发明得到的阀芯可回收式水下节流阀具有如下优点：

1、本发明的节流阀依靠驱动缸（液压缸或气缸）、棘轮步进式转动，能精确控制转动量（位移），进而大幅度提高控制精度，确保管道的流体压力基本恒定在设定范围内。

2、节流阀的上下两部分（阀芯总成与阀体总成）通过机械手动控制的卡箍式连接器连接，结构设计精巧，实用便捷，便于节流阀的安装、检修与回收。

3、节流阀的阀芯采用笼式结构设计，流体进入节流阀后改变流向，减小了流体对阀芯的直接冲蚀，延长了节流阀的使用寿命。

4、节流阀整体结构紧凑、小巧，整体体积小，方便运输和水下作业，操作方便。

5、还设置有手动转轴，操作者在外部转动手动转轴时，也能带动动力轴转动，进而带动阀杆轴向上下往复式移动。尤其在压力缸有故障，不能正常作用时，通过手动也能够带动本发明节流阀正常工作。

6、还具有显示功能，将输入或输出转动方向与转动圈数，经过相应的转换，通过仪表盘显示出来，方便操作人员在外部就能查看，帮助其准确控制，提高控制精度。

7、节流阀的启闭时，阀杆总成的位移可以通过传感器和电飞线以及电缆传输到水上控制中心，便于随时掌握节流阀的开合状态，便于精确控制。

附图说明

图1为本发明阀芯可回收式水下节流阀的结构；

图2为本发明阀芯可回收式水下节流阀俯视图（阀芯总成2部分）；

图3为图2沿A-A向的剖视图（阀芯总成2部分）；

图4为图2沿B-B向的局部剖视图；

图5为图4沿C-C向的剖视图；

图中：1—节流阀本体，2—阀芯总成，3—阀体总成，4—连接器，5—阀体，6—笼套，7—驱动器组件，8—阀杆总成，9—旋转枢轴，10—螺杆轴，11—弓形体卡箍，12—连接器指针，13—从动齿轮，14—过流孔，15—驱动环，16—压力缸总成，17—棘轮，18—动力轴，19—主动齿轮，20—手动转轴，21—传动齿轮，22—转轴齿轮，23—动力显示输出轴，24—显示轴齿轮，25—涡轮轴，26—驱动器指针。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

本实施例提供的阀芯可回收式水下节流阀，如图1—5中所示，包括节流阀本体1，节流阀本体1主要由阀芯总成2、阀体总成3两部部分构成，两部分分体式设置，可以上下分离，阀体总成3下部设置阀体5通过螺栓连接固定在采油树上，阀体5是流体通过的必经之路；阀芯总成2上设有笼套6可以插入阀体中，用于调节经过阀体5的流体的流量（压力）的大小，并能通过专用工具进行回收。节流阀本体1设置在连接器4内部，连接器4的弓形体卡箍11为左右设置的两部分，其张开后，就能将节流阀本体1安置在连接器4内部，弓形体卡箍11的形状与节流阀本体1的形状配合，形成抱箍状结构包裹节流阀本体1；弓形体卡箍11打开后可以取出节流阀本体1。连接器4上设置的螺杆轴10与弓形体卡箍11左、右两部分设个分别设置的旋转枢轴9形成左旋转、右旋转的螺母-丝杆机构，螺杆轴10转动时分别带动弓形体卡箍11左右两部分同时向内转动而闭合或者同时向外转动（张开）而打开。

本发明的节流阀的阀芯总成2通过配合使用的工具装入阀体总成3前，手动或者控制机器人（逆时针）旋转连接器4上设置的螺杆轴10，螺杆轴10与在连接器4上设置的旋转枢轴9形成螺母-丝杆机构，带动连接器4上设置的弓形体卡箍11张开，连接器指针12指示在U（Unlock）位置，连接器4处于开启状态；阀芯总成2装入阀体总成3后，手动或者控制机器人（顺时针）旋转连接器4上设置的螺杆轴10，带动连接器4上设置的弓形体卡箍11闭合，连接器指针12指示在L（Lock）位置，连接器4处于关闭状态，锁住了阀芯总成2与阀体总成3，保证其成为一个有效的整体，便于正常工作。

本发明的阀芯总成2包括驱动器组件7和阀杆总成8，驱动器组件7工作时，驱动器组件7通过压力缸总成16进行驱动，在压力缸驱动力作用下，带动与之连接或接触的棘轮机构17的棘轮进行转动；棘轮机构17的棘轮设置的动力轴18上，从而带动设置在动力轴18上的主动齿轮19与从动齿轮13啮合转动，通过从动齿轮13输出驱动扭矩。

从动齿轮13与设置（固定连接）在阀杆总成8上的驱动环15为螺纹连接，使得从动齿轮13与阀杆总成8之间形成螺母-丝杆机构，从动轮13输出驱动扭矩转动时，带动阀杆总成8沿其轴线做直线往复式移动。

当阀杆组件8轴向移动时，带动一直连接的笼套6相应轴向移动，笼套6对应阀体5的流体入口的径向设置有若干个孔径不一的过流孔14，流体流体入口具体设置在阀体5的中部段；阀杆组件8轴向移动后，笼套6因轴向移动，其上的过流孔14的相对位置发生变化，遮挡住过流孔14的数量也发生变化，使得流入笼套6的通道大小（横截面积或过流孔14的数量）发生变化，从而控制经过阀体5的流体入口、过流孔14进入笼套6内腔的流体流入体积，再经阀体5流出的流体的输出量；进而控制本发明节流阀的流体压力，实现节流作用。

驱动器组件7的动力轴18上还设有传动齿轮21，传动齿轮21与设置在手动转轴20上的转轴齿轮22啮合。驱动器组件7手动驱动时，手动转轴20转动，设置在手动转轴20上的转轴齿轮22与设置在动力轴18上的传动齿轮啮合，带动动力轴18转动, 通过在动力轴18上设置的主动齿轮19与其配对的从动齿轮13啮合，进而带动从动齿轮13转动输出驱动扭矩，再通过驱动环15，驱动阀杆总成8做轴线直线往复式移动，实现节流阀的手动控制。

另外，驱动器组件7上还设置有动力显示输出轴23；动力显示输出轴23上设置的显示轴齿轮24与传动齿轮21分别设置在转轴齿轮22的两侧，转轴齿轮22分别与传动齿轮21和显示轴齿轮24啮合；通过动力显示输出轴24上蜗杆与涡轮轴25的传动啮合，带动涡轮轴上的驱动器指针26转动，驱动器指针26指示的位置通过仪表盘显示出来。

驱动器组件7通过压力缸总成16进行压力驱动或者手动转轴20进行手动驱动时，都可以通过驱动器指针26转动的位置，经过相应的转换，将动力轴18或手动转轴20的转动方向以及转动圈数，通过仪表盘显示出来。方便操作人员在外部就能查看，帮助其准确控制，提高控制精度。该显示仪表及其转换等，都能采用现有技术实现，在此不详述。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种阀芯可回收式水下节流阀，包括节流阀本体（1），其特征在于，所述节流阀本体（1）主要由阀芯总成（2）和阀体总成（3）两部分构成，两部分分体式设置，阀体总成（3）下端设置有阀体（5）；阀芯总成（2）下端设有笼套（6）插入阀体（5）中；

连接器（4）的弓形体卡箍（11）为左右设置的两部分，弓形体卡箍（11）的形状与节流阀本体（1）的形状配合，形成抱箍状结构包裹节流阀本体（1）；连接器（4）上设置的螺杆轴（10）与弓形体卡箍（11）左、右两部分上分别设置的旋转枢轴（9）形成左旋转、右旋转的螺母-丝杆机构，螺杆轴（10）转动时分别带动弓形体卡箍（11）左、右两部分同时向内转动而闭合或者同时向外转动而打开；

阀芯总成（2）包括驱动器组件（7）和阀杆总成（8），驱动器组件（7）通过压力缸总成（16）进行驱动，压力缸总成（16）带动与之连接或接触的、设置的动力轴（18）上棘轮机构（17）的棘轮进行转动，从而带动设置在动力轴（18）上的主动齿轮（19）与从动齿轮（13）啮合转动；

从动齿轮（13）与设置在阀杆总成（8）上的驱动环（15）为螺纹连接，从动齿轮（13）与阀杆总成（8）之间形成螺母-丝杆机构，从动轮（13）输出驱动扭矩转动时，带动阀杆总成（8）做直线往复式移动；

阀杆组件（8）下端连接有笼套（6），笼套（6）对应阀体（5）的流体入口的径向设置有若干个孔径不一的过流孔（14）；笼套（6）在阀杆组件（8）带动下轴向移动时，其上的过流孔（14）的相对位置发生变化，从而控制经过阀体（5）的流体入口、过流孔（14）进入笼套（6）内腔的流体流入体积实现节流作用。

2.根据权利要求1所述的阀芯可回收式水下节流阀，其特征在于，驱动器组件（7）的动力轴（18）上还设有传动齿轮（21），传动齿轮（21）与设置在手动转轴（20）上的转轴齿轮（22）啮合。

3.根据权利要求2所述的阀芯可回收式水下节流阀，其特征在于，驱动器组件（7）上还设置有动力显示输出轴（23），动力显示输出轴（23）上设置显示轴齿轮（24），转轴齿轮（22）分别与传动齿轮（21）和显示轴齿轮（24）啮合；通过动力显示输出轴（24）上蜗杆与涡轮轴（25）的传动啮合，带动涡轮轴上的驱动器指针（26）转动，驱动器指针（26）指示的位置通过仪表盘显示出来。