CN106837241A - 一种多通道分配阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道分配阀，包括阀体及位于阀体内腔的阀芯，阀体开设有若干进口和两个出口，阀芯内部具有内通道，阀芯与阀体之间形成外通道，内通道与一个进口、两出口中的第一出口连通，并与第二出口断开，外通道与其余各进口、第二出口连通，并与第一出口断开；还包括用于驱动阀芯动作的驱动部件，且各进口11均位于阀芯的运动路径，以使阀芯2运动过程中，各进口11能够与内通道22连通。当用于单井产液量的计量时，各进口与各油井连通，第一出口用于计量，仅需通过控制驱动部件即可实现测量单井来液，操作方便，并大大降低劳动强度，同时，驱动部件能够驱动阀芯连续运动，有助于实现连续计量，从而提高计量结果的准确性，降低误差。

Description

一种多通道分配阀

技术领域

本发明涉及天然气输送技术领域，特别涉及一种多通道分配阀。

背景技术

在天然气采集领域，油井的产液量是油田开发生产和地质分析中必不可少的参数，油井产液量的准确与否直接影响到油田的开发、地质分析及开采工艺方案的调整。

传统的油井单井产液量计量工艺是利用计量工艺管汇配套立式分离器计量的方法，在油井相对集中的区域布设计量站，同时，采用多套上、下排阀门组合形成管汇，与立式分离器相连。计量时，需要通过人工切换上下排阀门以分别将各油井的产液通入分离器，在分离器中，利用“U”型管原理进行单井产液量的计量。该管汇配套立式分离器计量单井产液量是传统的计量技术，具有设备简单的优点，同时，该计量技术比较成熟，操作人员对计量原理、操作流程较熟悉。

上述单井产液量计量技术虽然原理简单，但是，所需的地面配套设施建设规模及投资较大，且计量过程中，每计量一口油井的产液量，需要人工操作十几次阀门，当计量多口油井产液量时，其操作极为不便，且劳动强度巨大。同时，在完成一口油井的计量之后，必须将分离器中的来液排出，该操作同样需要进行十几次阀门操作。更重要的是，单井产液量通过计量特定时间段内产油量的方式来折算，上述计量过程难以实现连续，导致测量误差高达10％～20％。

鉴于上述单井产液量计量装置存在的缺陷，亟待提供一种能够节省劳动强度，并有助于实现连续计量，从而提高计量精度的装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种多通道分配阀，包括阀体及位于所述阀体内腔的阀芯，所述阀体开设有若干进口和两个出口，所述阀芯内部具有内通道，外部具有外通道，所述内通道与一个所述进口、两所述出口中的第一出口连通，并与第二出口断开，所述外通道与其余各所述进口、所述第二出口连通，并与所述第一出口断开；

还包括用于驱动所述阀芯动作的驱动部件，且各所述进口均位于所述阀芯的运动路径，以使所述阀芯运动过程中，各所述进口能够与所述内通道连通。

因此，上述内通道与外通道相互隔离，经选定进口进入该多通道分配阀的介质在内通道内流通，并从第一出口排出，经其它进口进入多通道分配阀的介质在外通道内流通，并经第二出口排出，从而实现经多个进口进入的介质在多通道分配阀内的重新分配。同时，通过设置驱动部件，使得每个进口均能够作为选定进口，当其工作时，仅需通过驱动装置控制阀芯的运动即可实现介质的重新分配。

另外，上述多通道分配阀用于单井产液量的计量时，各进口分别与各油井连通，第一出口与立式分离器连通，相较于现有技术，本发明中的多通道分配阀计量单井产液量时，仅需通过控制驱动部件即可实现将单井来液通入分离器的作用，操作方便，并能够大大降低劳动强度，同时，驱动部件能够驱动阀芯连续运动，因此，有助于实现连续计量，从而提高计量结果的准确性，降低误差。

可选地，所述阀芯具有驱动轴，且所述驱动轴能够在电动执行器的驱动下转动，各所述进口位于所述阀芯的同一旋转面内，所述电动执行器为所述驱动部件。

可选地，所述阀体还具有基准口，所述基准口与各所述进口均匀分布于所述阀体外周，且为盲孔；

所述基准口对应所述阀芯的初始位置，且所述阀芯相对于所述基准口转过预定角度后，能够与对应的所述进口连通，所述预定角度包括：其中，α：第一角度，N：所述进口的个数。

可选地，所述预定角度还包括：其中，β：第二角度，N：所述进口的个数，n：2～N的正整数。

可选地，所述阀体两端通过底座和阀盖封闭，所述阀体、所述底座、所述阀盖和所述阀芯围成所述外通道；

所述第一进口开设于所述底座，各所述进口和出口均开设于所述阀体，且所述第二出口高于所述进口。

可选地，所述阀芯具有输入端、输出端及位于二者之间的连接端，所述输入端开设有输入通道，所述输出端开设有输出通道，所述连接端开设有连接通道，所述输入通道、所述连接通道与所述输出通道形成所述内通道；

所述输入端与所述输出端均与所述阀体和所述底座密封连接。

可选地，所述输入端与所述阀体连接处设置有密封环和弹簧，且所述弹簧将所述密封环压紧于所述输入端与所述阀体之间。

可选地，所述输入通道与所述输出通道平行；

所述连接端开设有便于加工所述连接通道的加工工艺孔，所述加工工艺孔通过堵头封堵。

可选地，所述阀体与所述底座之间形成与各所述进口连通的过渡通道，用于将待分离介质通入所述内通道或所述外通道。

可选地，所述所通道分配阀用于油井单井产液量计量，各所述进口分别连接各油井，所述第一出口连接计量装置，用于单井采液量的计量，所述第二出口连接集输装置。

附图说明

图1为本发明所提供多通道分配阀在一种具体实施例中的剖视图；

图2为图1中去掉电动执行器的剖视图；

图3为图1中阀芯的轴测图；

图4为图3的侧视图；

图5为图3的另一视角的侧视图；

图6为图3的俯视图；

图7为图3的剖视图。

图1-7中：

1阀体、11进口、12第二出口、13外通道、14过渡通道；

2阀芯、21驱动轴、22内通道、23输入端、231输入通道、24输出端、241输出通道、25连接端、251连接通道、252加工工艺孔、26堵头；

3底座、31第一出口、4阀座、41弹簧、5阀盖、6电动执行器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图1，图1为本发明所提供多通道分配阀在一种具体实施例中的剖视图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种多通道分配阀，如图1所示，该多通道分配阀包括阀体1及位于阀体1内腔的阀芯2，其中，阀体1开设有若干进口11和两个出口，其中，各进口11用于通入待分离的介质，并从不同的出口排出，从而实现分离。

其中，阀芯2具有内通道22，外部具有外通道13，内通道22和外通道13均用于待分离介质通过。具体地，内通道22与一个进口11、各出口中的第一出口31连通，并与第二出口12断开，定义与内通道22连通的进口11为选定进口，即内通道22的进口为该选定进口11，出口为第一出口31；外通道13与除选定进口11之外的各进口11和第二出口12连通，与第一出口31断开，即外通道13的进口为除选定进口11之外的所有进口11，出口为第二出口12。

同时，如图1所示，该多通道分配阀还包括用于驱动阀芯2动作的驱动部件，且各进口11均位于阀芯2的运动路径上，以使阀芯2运动过程中，内通道22随之运动，并使得各进口11能够分别与该内通道22连通。

因此，上述内通道22与外通道13相互隔离，经选定进口11进入该多通道分配阀的介质在内通道22内流通，并从第一出口31排出，经其它进口11进入多通道分配阀的介质在外通道13内流通，并经第二出口12排出，从而实现经多个进口11进入的介质在多通道分配阀内的重新分配。同时，通过设置驱动部件，使得每个进口11均能够作为选定进口11，当其工作时，仅需通过驱动装置控制阀芯2的运动即可实现介质的重新分配。

另外，上述多通道分配阀用于单井产液量的计量时，各进口11分别与各油井连通，第一出口31与立式分离器连通，相较于现有技术，本实施例中的多通道分配阀计量单井产液量时，仅需通过控制驱动部件实现将单井来液通入分离器的作用，操作方便，并能够大大降低劳动强度，同时，驱动部件能够驱动阀芯2连续运动，因此，有助于实现连续计量，从而提高计量结果的准确性，降低误差。

具体地，如图1所示，阀芯2具有驱动轴21，驱动轴21能够在电动执行器6的驱动下转动，从而带动内通道22转动，且各进口11位于阀芯2的同一旋转面内，因此，该电动执行器6为上述驱动部件。

电动执行器6是一种能够提供旋转运动的驱动装置，其原理为利用某种驱动能源、并在某种控制信号的作用下提供旋转运动，因此，本实施例中，采用电动执行器6能够实现阀芯2的自动旋转，不需手动驱动，从而进一步降低劳动强度，且该电动执行器6驱动的精度比手动驱动高。

可以理解，上述阀芯2的运动并不是必须为转动，也可为直线运动或曲线运动，例如，阀芯2通过直线运动执行机构驱动竖向直线运动，同时，各进口11位于同一直线上，从而使得阀芯2直线运动过程中，内通道22能够与各进口11连通。但是，当各进口11均位于同一直线时，阀体1沿该方向所需的尺寸较大，不利于空间布置和结构紧凑。另外，当阀芯2运动轨迹为曲线时，其运动轨迹不易精确控制，难以保证各进口11均位于阀芯2的运动轨迹，且驱动部件结构复杂。

进一步地，阀体1外周还具有基准口，该基准口与各进口11均匀分布于阀体1外周，且该基准口为盲孔，因此，不能作为介质入口。设定基准口所在的位置对应阀芯2的初始位置，同时，阀芯2相对于基准口转过预定角度后，能够与对应的进口11连通，其中，预定角度的具体数值可在电子执行器6的控制装置中设置。

上述预定角度包括：其中，α：第一角度，N：进口11的总数。

如此设置，基准口与各进口11之间的夹角相等，且均为因此，从基准口开始，阀芯2每转过内通道22均能够与一进口11连通，从而使得内通道22依次与各进口11连通，此时，该多通道分配阀依次分离各进口11的介质。

进一步地，该预定角度还可包括其中，β：第二角度，N：进口11的个数，n：2～N的正整数。

因此，从基准口开始，阀芯2转过时，内通道22与第n个进口11连通，从而使得内通道22可根据实际需要与指定的进口11连通，此时，该指定的第n个进口11为选定进口11，实现该指定进口11的介质与其余进口11介质的分离。

例如，图1所示的实施例中，阀体1外周均匀设有6个进口11和1个基准口，其中，第一角度第二角度β＝n×51.43°。因此，该多通道分配阀能够实现至少6个通道介质的分离。

更进一步地，如图1所示的实施例中，阀体1底部通过底座3封闭，顶部通过阀盖5封闭，上述外通道13由阀体1内壁、阀盖5、底座3和阀芯2围成。

当然，阀体1内腔内也可另外设置外通道13，但是会造成阀体1内部结构更加复杂，并减小外通道13的面积。

同时，本实施例中，第一出口31开设于底座3，各进口11、基准口及第二出口12均开设于阀体1，即位于多通道分配阀的侧面，第二出口12高于进口11，并位于相邻两进口11之间或进口11与基准口之间。

如上所述，该多通道分配阀的进口11和出口数量较多，且均需设置法兰盘，因此，可能存在法兰盘干涉的问题。本实施例中，各进口11和出口的布置方式如图1所示，在避免干涉的前提下，能够尽量使各部件紧凑。

另外，由于第一出口31设于底座3，其方向竖直向下，因此，内通道22内的介质在重力作用下更加容易从内通道22排出，从而降低介质在内通道22内滞留的风险。同时，当进口11低于第二出口12时，外通道13内的介质耗能较低。

如背景技术所述，单井产液量计量通常采用立式分离器，而图1所示的多通道分配阀的第一出口31竖直向下分布，因此，能够适用于立式分离器。

请继续参考附图2-7，其中，图2为图1中去掉电动执行器的剖视图；图3为图1中阀芯的轴测图；图4为图3的侧视图；图5为图3的另一视角的侧视图；图6为图3的俯视图；图7为图3的剖视图。

具体地，如图3-6所示，阀芯2还具有输入端22、输出端23及连接于二者之间的连接端24。其中，输入端22开设有输入通道221，用于与进口11连通，输出端23开设有输出通道231，用于与第一出口31连通，连接端24开设有连接通道241，该输入通道221、连接通道241与输出通道231形成上述内通道22。同时，如图2所示，输入端22和输出端23均与阀体1和底座3密封连接。

可以理解，上述阀芯2的具体结构是根据进口11和出口的位置关系设计的，当二者位置关系改变时，阀芯2的具体结构也可能随之改变，因此，由于进出口位置关系改变而产生的阀芯2的各技术方案均在本发明的保护范围内。

具体地，输入端22与阀体1和底座3之间通过阀座4连接，该阀座4底部固定于阀体1，顶部与输入端22之间具有密封环和弹簧41，且在弹簧41的预紧力作用下，将密封环压紧于阀体1与输入端22之间，从而起到密封的作用。

具体地，如图3-7所示，输入通道221与输出通道231平行，当第一出口31设于底座3时，输出端23沿竖直方向，因此，输入端22也沿竖直方向，连接端24沿水平方向，且上述驱动轴21固定于连接端24顶部，并向上延伸，与电动执行器6连接。

如此设置，该阀芯2为弯折形结构，导致连接端24的连接通道241难以加工，因此，本实施例中，连接端24开设有便于加工连接通道241的加工工艺孔242，且加工完成后，该加工工艺孔242通过堵头26封堵，以封闭内通道22与外通道13。

如上所述，由于输入通道221沿竖向延伸，而各进口11均沿水平方向，因此，为了实现输入通道221与进口11的连通，阀体1与底座3之间形成与各进口11连通的过渡通道14，该过渡通道14用于与输入通道221或外通道13连通。

另外，如图3和图7所示，该阀芯2的输入端23与连接端25之间形成阶梯结构，该结构使得内通道22的体积减小而外通道13的体积增大，由于外通道13用于流通从N-1个进口11进入的介质，因此，应尽量增大外通道13的面积。

以上各实施例中的多通道分配阀用于单井产液量计量时，其各进口11与油井连通，第一出口31连接计量装置，用于单井采液量的计量，第二出口12连通集输装置，用于收集除选定进口11外其余各进口11的油。

需要说明的是，本发明中的多通道分配阀能够用于单井产液量计量领域，也可用于其它需要分配介质的领域。

以上对本发明所提供的一种多通道分配阀进行了详细介绍。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 (10)

1.一种多通道分配阀，包括阀体(1)及位于所述阀体(1)内腔的阀芯(2)，其特征在于，所述阀体(1)开设有若干进口(11)和两个出口，所述阀芯(2)内部具有内通道(22)，外部具有外通道(13)，所述内通道(22)与一个所述进口(11)、两所述出口中的第一出口(31)连通，并与第二出口(12)断开，所述外通道(13)与其余各所述进口(11)、所述第二出口(12)连通，并与所述第一出口(31)断开；

还包括用于驱动所述阀芯(2)动作的驱动部件，且各所述进口(11)均位于所述阀芯(2)的运动路径，以使所述阀芯(2)运动过程中，各所述进口(11)能够与所述内通道(22)连通。

2.根据权利要求1所述的多通道分配阀，其特征在于，所述阀芯(2)具有驱动轴(21)，且所述驱动轴(21)能够在电动执行器(6)的驱动下转动，各所述进口(11)位于所述阀芯(2)的同一旋转面内，所述电动执行器(6)为所述驱动部件。

3.根据权利要求2所述的多通道分配阀，其特征在于，所述阀体(1)还具有基准口，所述基准口与各所述进口(11)均匀分布于所述阀体(1)外周，且为盲孔；

所述基准口对应所述阀芯(2)的初始位置，且所述阀芯(2)相对于所述基准口转过预定角度后，能够与对应的所述进口(11)连通，所述预定角度包括：其中，α：第一角度，N：所述进口(11)的个数。

4.根据权利要求3所述的多通道分配阀，其特征在于，所述预定角度还包括：其中，β：第二角度，N：所述进口(11)的个数，n：2～N的正整数。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多通道分配阀，其特征在于，所述阀体(1)两端通过底座(3)和阀盖(5)封闭，所述阀体(1)、所述底座(3)、所述阀盖(5)和所述阀芯(2)围成所述外通道(13)；

所述第一进口(11)开设于所述底座(3)，各所述进口(11)和出口均开设于所述阀体(1)，且所述第二出口(12)高于所述进口(11)。

6.根据权利要求5所述的多通道分配阀，其特征在于，所述阀芯(2)具有输入端(22)、输出端(23)及位于二者之间的连接端(24)，所述输入端(22)开设有输入通道(221)，所述输出端(23)开设有输出通道(231)，所述连接端(24)开设有连接通道(241)，所述输入通道(221)、所述连接通道(241)与所述输出通道(231)形成所述内通道(22)；

所述输入端(22)与所述输出端(23)均与所述阀体(1)和所述底座(3)密封连接。

7.根据权利要求6所述的多通道分配阀，其特征在于，所述输入端(22)与所述阀体(1)连接处设置有密封环和弹簧(41)，且所述弹簧(41)将所述密封环压紧于所述输入端(22)与所述阀体(1)之间。

8.根据权利要求6所述的多通道分配阀，其特征在于，所述输入通道(221)与所述输出通道(231)平行；

所述连接端(24)开设有便于加工所述连接通道(241)的加工工艺孔(242)，所述加工工艺孔(242)通过堵头(26)封堵。

9.根据权利要求8所述的多通道分配阀，其特征在于，所述阀体(1)与所述底座(3)之间形成与各所述进口(11)连通的过渡通道(14)，用于将待分离介质通入所述内通道(22)或所述外通道(13)。

10.根据权利要求5所述的多通道分配阀，其特征在于，所述所通道分配阀用于油井单井产液量计量，各所述进口(11)分别连接各油井，所述第一出口(31)连接计量装置，用于单井采液量的计量，所述第二出口(12)连接集输装置。