CN106246136B - 一种可调式节流固定油嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可调式节流固定油嘴,阀座下部内设有一纵向通道,阀座侧壁上设有一与纵向通道相连通的横向通道,纵向通道内部装有油嘴座,油嘴座上设有刻度值,孔径刻度盘下部插入阀座内部的纵向通道,孔径刻度盘上端孔径刻度盘上端面设有与油嘴座上的刻度相对应的刻度,且孔径刻度盘上端面的各刻度上均设有孔,孔径刻度盘内部从上至下依次装有流量调节传动轴和流量控制器,流量调节传动轴上端通过连接杆连接有流量调节手柄,流量调节手柄下端连接有销子,且销子以插入方式连接于孔径度盘上端面的孔,流量控制器和油嘴座内部均设有流体通道,且油嘴座位于流量控制器下端,该固定油嘴解决了现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀问题。

Description

一种可调式节流固定油嘴
技术领域
本发明属油气井地面节流工艺技术领域,具体涉及一种可调式节流固定油嘴。
背景技术
目前国内外油气井放喷过程中,通常采用地面节流管汇进行控制放喷作业,其中固定油嘴是管汇节流控制放喷最重要的工具。由于现有固定油嘴均安装的固定式节流阀座内,其节流孔径无法调节,而且固定油嘴出口端冲蚀严重,易损坏频率高。每次放喷作业需要中途关井或利用节流管汇中间旁通来更换固定油嘴尺寸,增加了现场操作人员的劳动强度和工作量,增加了生产时间成本和更换成本,致使节流管汇节流放喷不连续,效果不佳,给地面节流降压工作带来了很大挑战和困难。
为此,为了减少现场操作人员的劳动强度,提高节流管汇节流放喷效率和效果,降低节流放喷时间成本和油嘴更换成本,经过一年多研究,自主创新设计了一种可调式节流固定油嘴,该可调油嘴将油嘴和阀座设计为一体化,采用“流量调节手柄驱动+孔径刻度盘”方式对固定油嘴孔径进行实时双向调节,可以从大油嘴孔径25mm往小孔径3mm调,也可以从小油嘴孔径3mm往大孔径25mm调,同时阀座和油嘴采用耐冲蚀材料设计加工,有效提高了整个节流管汇的耐冲蚀效果和使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀问题,减少现场操作人员的劳动强度,降低固定油嘴冲蚀失效的频率,极大地节约节流放喷时间和油嘴更换成本,显著提高整个节流管汇的节流降压、耐冲蚀效果和使用寿命。
为此,本发明的技术方案是提供了一种可调式节流固定油嘴,包括流量调节手柄、连接杆、孔径刻度盘、流量调节传动轴、流量控制器、油嘴座、阀座,所述阀座下部内设有一纵向通道,阀座侧壁上设有一与纵向通道相连通的横向通道,所述纵向通道内部装有油嘴座,油嘴座上设有刻度值,所述孔径刻度盘下部插入阀座内部的纵向通道,孔径刻度盘上端面设有与油嘴座上的刻度相对应的刻度,且孔径刻度盘上端面的各刻度上均设有孔,孔径刻度盘内部从上至下依次装有流量调节传动轴和流量控制器,所述流量调节传动轴上端通过连接杆连接有流量调节手柄,所述流量调节手柄下端连接有销子,且销子以插入方式连接于孔径度盘上端面的孔,所述流量控制器和油嘴座内部均设有流体通道,油嘴座位于流量控制器下端,流量控制器和油嘴座的流体通道能形成一个通道,且该通道的大小随着流量控制器的转动而变化。
所述阀座外表面设有螺栓孔和密封垫环槽,螺栓孔用于和节流管汇的螺栓法兰连接。
所述流量调节手柄内设有弹簧,弹簧下端与销子连接。
所述流量调节传动轴与流量控制器之间通过销子连接。
所述孔径刻度盘内部为中空通道,且中空通道上部设有轴承,轴承套于流量调节传动轴外侧。
所述孔径刻度盘通过螺栓与阀座连接,二者之间设有密封垫环。
所述孔径刻度盘插入阀座内腔的末端设有突出的卡子,所述油嘴座外侧设有U型卡槽,安装时,孔径刻度盘末端的卡子插入油嘴座外侧的U型卡槽。
所述流量控制器和油嘴座采用耐冲蚀硬质合金碳化钨YG8材料。
所述阀座采用35CrMo材料加工,经热处理硬度达HB197~235。
本发明的有益效果:
(1)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴将油嘴和阀座设计为一体化,采用“流量调节手柄驱动+孔径刻度盘”方式对固定油嘴孔径进行实时双向调节,可以从大油嘴孔径往小油嘴孔径调,也可以从小油嘴孔径往大油嘴孔径调,实现了油嘴实时双向精确节流降压的目的,而且该固定油嘴结构设计简单,不需要更换油嘴,机械实时双向调节,孔径调节范围大,使用方便,使用寿命长,适应性广,实用性强,应用效果显著。
(2)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴通过在孔径刻度盘与销子之间设弹簧,通过弹簧的压缩和伸长控制销子的插入和拔出。
(3)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴通过销子连接流量调节传动轴与流量控制器,当流量调节传动轴转动时,带动流量控制器的转动,且通过在流量调节传动轴上部连接轴承,轴承支撑流量调节传动轴旋转,降低流量调节传动轴运动过程中的摩擦。
(4)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴通过螺栓连接孔径刻度盘与阀座,便于拆卸,并且通过二者之间设密封垫环增加密封。
(5)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴通过在孔径刻度盘插入阀座内腔的末端设有突出的卡子,在油嘴座外侧设有U型卡槽,安装时,孔径刻度盘末端的卡子插入油嘴座外侧的U型卡槽,从而防止油嘴座转动和上下移动。
(6)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴流量控制器和油嘴座采用耐冲蚀硬质合金碳化钨YG8材料,耐磨材料使固定油嘴具有非常高的耐冲蚀性。
(7)本发明提供的这种可调式节流固定油嘴阀座采用35CrMo材料加工,经热处理硬度达HB197~235,具有较高的抗压强度和抗拉强度。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明可调式节流固定油嘴的结构示意图;
图2是本发明的流量控制器的俯视图;
图3是本发明的油嘴座的俯视图;
图4是本发明的流量控制器和油嘴座调节工作时的俯视图。
附图标记说明:1、流量调节手柄;2、销子;3、连接杆;4、孔径刻度盘;5、轴承;6、密封副;7、流量调节传动轴;8、流量控制器;9、油嘴座;10、阀座;11、纵向通道;12、横向通道。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1:
为了克服现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀的问题,本实施例提供了一种如图1所示的可调式节流固定油嘴,是油气井压裂后放喷地面井口压力控制、流量调控的重要工具,适合应用于压裂后放喷地面节流管汇中。
本发明的技术方案是:一种可调式节流固定油嘴,包括流量调节手柄1、连接杆3、孔径刻度盘4、流量调节传动轴7、流量控制器8、油嘴座9、阀座10,所述阀座10下部内设有一纵向通道11,阀座10侧壁上设有一与纵向通道11相连通的横向通道12,所述纵向通道11内部装有油嘴座9,油嘴座9上设有刻度值,所述孔径刻度盘4下部插入阀座10内部的纵向通道11,孔径刻度盘4上端面设有与油嘴座9上的刻度相对应的刻度,且孔径刻度盘上端面的各刻度上均设有孔,孔径刻度盘4内部从上至下依次装有流量调节传动轴7和流量控制器8,所述流量调节传动轴7上端通过连接杆3连接有流量调节手柄1,所述流量调节手柄1下端连接有销子2,且销子2以插入方式连接于孔径度盘4上端面的孔,如图2和图3所示,所述流量控制器8和油嘴座9内部均设有流体通道,油嘴座9位于流量控制器8下端,流量控制器8和油嘴座9的流体通道能形成一个通道,且该通道的大小随着流量控制器8的转动而变化。
本发明的这种可调式节流固定油嘴的工作原理如下:
通过上提流量调节手柄1,流量调节手柄1上连接的销子2从孔径刻度盘4的孔中被拉出来,保持销子2处于悬空状态,通过转动连接杆3,连接杆3带动流量调节传动轴7转动,流量控制器8也相应发生转动,如图4所示,流量控制器8与油嘴座9之间的流体通道相连通,形成油嘴,随着流量控制器8的转动,油嘴大小发生变化,孔径刻度盘4和油嘴座9上的刻度为3mm~25mm,选择需要的孔径大小,松开流量调节手柄1,流量调节手柄1上的销子2重新插入孔径刻度盘4相应的带刻度的孔内,实现流量调节。
所述阀座10外表面设有螺栓孔和密封垫环槽,螺栓孔用于和节流管汇的螺栓法兰连接。固定油嘴阀座10的纵向通道11为液体进口端,横向通道12为液体出口端,阀座10液体进口端和液体出口端这两端的预留的螺栓孔和节流管汇的螺栓法兰连接,并通过密封垫环进行密封,同时固定油嘴下游装上防冲蚀短节,完成固定油嘴安装后,整个节流嘴管汇进口连接油、套放管线,出口连接硬质放喷管线到燃烧池或方罐,根据井口压力、流量情况实时调节可调式节流固定油嘴的孔径,以满足压力、流量控制的放喷需要,待油气井控制压力流量、测试节流放喷作业完成后,及时拆卸清理节流管汇及可调式节流固定油嘴,检查可调式节流固定油嘴,检查流量调节手柄1是否旋转灵活,孔径刻度盘4是否对准无误,油嘴座8是否有冲蚀,保养或更换可调式节流固定油嘴,以便后续再次放喷连续调节使用。
该固定油嘴长534mm,阀座10宽254mm,高255mm,流量控制器8长40mm,油嘴座9长50mm,流量调节传动轴7外径35mm,阀座下螺栓孔中心线距离阀座右边缘127mm,阀座右螺栓孔中心线距离阀座下边缘203mm。
本发明的这种可调式节流固定油嘴将油嘴和阀座设计为一体化,采用“流量调节手柄驱动+孔径刻度盘”方式对固定油嘴孔径进行实时双向调节,可以从大油嘴孔径往小油嘴孔径调,也可以从小油嘴孔径往大油嘴孔径调,实现了油嘴实时双向精确节流降压的目的,而且该固定油嘴结构设计简单,不需要更换油嘴,机械实时双向调节,孔径调节范围大,使用方便,使用寿命长,适应性广,实用性强,应用效果显著。
实施例2:
在实施例1的基础上,如图1所示,所述流量调节手柄1内设有弹簧,弹簧下端与销子2连接。当需要改变油嘴大小时,上提流量调节手柄1,此时,流量调节手柄1中的弹簧被压缩,销子2从孔径刻度盘4的孔中被拉出来,保持销子2处于悬空状态,转动连接杆3,选择孔径刻度盘4的刻度,松开流量调节手柄1,弹簧伸长,销子2重新插入孔径刻度盘4相应的孔内,实现流量调节。
进一步的,所述流量调节传动轴7与流量控制器8之间通过销子连接,当流量调节传动轴7转动时,带动流量控制器8的转动。所述孔径刻度盘4内部为中空通道,且中空通道上部设有轴承5,轴承5套于流量调节传动轴7外侧,轴承5支撑流量调节传动轴7旋转,降低流量调节传动轴7运动过程中的摩擦。
实施例3:
进一步,所述孔径刻度盘4通过螺栓与阀座10连接,便于拆卸,二者之间设有密封垫环,增加孔径刻度盘4与阀座10之间的密封。
所述孔径刻度盘4插入阀座内腔的末端设有突出的卡子,所述油嘴座9外侧设有U型卡槽,安装时,孔径刻度盘4末端的卡子插入油嘴座9外侧的U型卡槽,从而防止油嘴座转动和上下移动。
实施例4:
所述流量控制器8和油嘴座9采用耐冲蚀硬质合金碳化钨YG8材料,耐磨材料使固定油嘴具有非常高的耐冲蚀性。
所述阀座10采用35CrMo材料加工,经热处理硬度达HB197~235,具有较高的抗压强度和抗拉强度。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可调式节流固定油嘴,其特征在于:包括流量调节手柄(1)、连接杆(3)、孔径刻度盘(4)、流量调节传动轴(7)、流量控制器(8)、油嘴座(9)、阀座(10),所述阀座(10)下部内设有一纵向通道(11),阀座(10)侧壁上设有一与纵向通道(11)相连通的横向通道(12),所述纵向通道(11)内部装有油嘴座(9),油嘴座(9)上设有刻度值,所述孔径刻度盘(4)下部插入阀座(10)内部的纵向通道(11),孔径刻度盘(4)上端面设有与油嘴座(9)上的刻度相对应的刻度,且孔径刻度盘上端面的各刻度上均设有孔,孔径刻度盘(4)内部从上至下依次装有流量调节传动轴(7)和流量控制器(8),所述流量调节传动轴(7)上端通过连接杆(3)连接有流量调节手柄(1),所述流量调节手柄(1)下端连接有销子(2),且销子(2)以插入方式连接于孔径度盘(4)上端面的孔,所述流量控制器(8)和油嘴座(9)内部均设有流体通道,油嘴座(9)位于流量控制器(8)下端,流量控制器(8)和油嘴座(9)的流体通道能形成一个通道,且该通道的大小随着流量控制器(8)的转动而变化;所述流量调节手柄(1)内设有弹簧,弹簧下端与销子(2)连接;所述孔径刻度盘(4)内部为中空通道,且中空通道上部设有轴承(5),轴承(5)套于流量调节传动轴(7)外侧;所述孔径刻度盘(4)通过螺栓与阀座(10)连接,二者之间设有密封垫环;所述孔径刻度盘(4)插入阀座内腔的末端设有突出的卡子,所述油嘴座(9)外侧设有U型卡槽,安装时,孔径刻度盘(4)末端的卡子插入油嘴座(9)外侧的U型卡槽。
2.如权利要求1所述的可调式节流固定油嘴,其特征在于:所述阀座(10)外表面设有螺栓孔和密封垫环槽,螺栓孔用于和节流管汇的螺栓法兰连接。
3.如权利要求1所述的可调式节流固定油嘴,其特征在于:所述流量调节传动轴(7)与流量控制器(8)之间通过销子连接。
4.如权利要求1所述的可调式节流固定油嘴,其特征在于:所述流量控制器(8)和油嘴座(9)采用耐冲蚀硬质合金碳化钨YG8材料。
5.如权利要求1所述的可调式节流固定油嘴,其特征在于:所述阀座(10)采用35CrMo材料加工,经热处理硬度达HB197~235。
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