CN106968636A - 一种井口注剂橇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井口注剂橇，包括储剂箱，储剂箱包括设于其加料口的阻倒流装置；该装置包括启闭加料口的阀芯，阀芯为挡板；还包括提供复位力以使阀芯封闭加料口的弹簧、相对加料口固定的支撑机构，支撑机构包括支撑平板和支撑引流板；弹簧套设于连接杆，连接杆的下端连接挡板，弹簧和挡板分设于支撑平板上、下侧；支撑平板通过支撑引流板固定于加料口内壁；支撑引流板设有开口；加抑制剂时，抑制剂从开口流向挡板，使挡板克服弹簧复位力，下移开启加料口；抑制剂自储剂箱内向外流动时，抑制剂提供向上封闭加料口的阀芯推力。该方案可减少从箱内到外的抑制剂总量，降低对注剂操作人员的伤害，使其运输过程不受路况条件限制，提升运输速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气井口药剂自动加注装置，特别是涉及一种用于向天燃气井口加抑制剂的井口注剂橇。
背景技术
为了开采天然气需要在天然气井场开设若干天然气井。位于井底的天燃气由于距离地表较深，一般处于高温高压状态，这使得井底的天然气饱和水含量很大。随着天然气从井底开采至井口，天燃气所处温度大幅降低，在低温条件下天燃气中所含的饱和水与天燃气中的CH4、H2S、C2H6等成分结合形成结晶态水合物。水合物的产生不仅影响了天燃气产量，还会因为水合物沉积堵塞天燃气输送管道引发安全事故。所以天燃气开采过程需要采取一定措施防止天燃气水合物的生成。通常采取的措施是向天燃气井内注入抑制剂，目前常用的天然气水合物抑制剂为醇。
实现向天然气井口的注醇需要用到用于储存醇的储剂箱以及用于将储剂箱内的醇注入井口的注剂组件，将储剂箱和注剂组件橇装为便于运输工具(皮卡、货车等)运输的橇体，称为注剂橇。
注醇时，需要通过运输工具将注剂橇运载到所需注醇的天燃气井附近。在此运输过程中，箱内的醇会随运输工具颠簸晃动，颠簸严重时醇可能会冲开盖合在加料口的盖，飞溅出箱外；注醇完毕后，还需要向储剂箱内补充醇，此时，需要先打开储剂箱上的加料口，再连接加料的设备，连接加料设备的这段时间，箱内的醇直接通过已经打开的加料口挥发至储剂箱外。用作水合物抑制剂的醇具有毒性和挥发性，这类醇向储剂箱外的飞溅挥发，会对操作人员产生了很大的人身危害，严重影响操作的安全性。
此外，为了减缓上述运输过程醇向储剂箱外的飞溅，需要放慢运输速度，这也影响了注剂橇运输过程的灵活机动性，所以当天然气井场有多个天燃气井需要注醇时，现有注剂橇很难满足一机多井的要求。
有鉴于此，如何开发一种运输过程更为安全灵活的注剂橇，使其储剂箱能够在不影响正常加料的情况下尽可能的阻止醇向储剂箱外的流动、飞溅和挥发，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种井口注剂撬，该注剂撬的储剂箱能够在不影响正常加料的情况下尽可能的阻止抑制剂向储剂箱外的流动、飞溅和挥发。
本发明所提供的井口注剂橇，包括储剂箱和用于将所述储剂箱内的抑制剂注入天燃气井的注剂组件，所述储剂箱包括加料口，抑制剂从所述加料口加入所述储剂箱内，所述储剂箱还包括设于所述加料口的阻倒流装置；
所述阻倒流装置包括能够启闭所述加料口的阀芯，所述阀芯为挡板；还包括弹簧和支撑所述阻倒流装置的支撑机构，所述弹簧提供复位力以使所述阀芯封闭所述加料口；所述支撑机构相对于所述加料口固定；
所述支撑机构包括支撑平板和环状的支撑引流板，所述支撑引流板内缘与所述支撑平板外缘连接，所述支撑引流板外缘固定于所述加料口内壁；所述弹簧套设于连接杆，所述连接杆的下端连接所述挡板，所述弹簧和所述挡板分别设置于所述支撑平板上侧、下侧，所述支撑平板上设有供所述连接杆穿过的通孔；所述支撑引流板上设有供抑制剂通过的开口；
加抑制剂时，抑制剂从所述开口流向所述挡板，使所述挡板克服所述弹簧的复位力，下移开启所述加料口；当所述抑制剂自储剂箱内通过所述加料口向外流动时，所述抑制剂能够提供向上封闭所述加料口的阀芯推力
上述井口注剂橇的储剂箱设置有阻倒流装置，专门为加料口设置能够与其匹配的挡板，并且配设支撑引流板，既达到支撑整个阻倒流装置的作用，又便于所加的抑制剂顺利进入推开档板。故该阻倒流装置可以阻止储剂箱内的抑制剂向箱外的流动、飞溅和挥发，很大程度上减少了从箱内到箱外的抑制剂总量，降低了对注抑制剂操作人员的人身伤害，并且可以使注剂橇运输过程不受运输路况条件限制，很大程度上提升了注剂橇运输速度和灵活性。
可选地，所述阻倒流装置还包括压板，所述压板设置于所述连接杆的上侧，所述弹簧预压缩于所述压板与所述支撑平板之间；
可选地，所述支撑机构还包括支撑内筒，所述支撑内筒上设有内筒筒盖，所述支撑内筒底部为支撑平板；所述压板和所述弹簧设于所述支撑内筒内。
可选地，所述连接杆的上端贯穿至所述内筒筒盖之外。
可选地，所述支撑引流板和所述支撑平板为一体式结构；所述挡板和所述支撑引流板均与所述加料口同轴设置；所述挡板和所述支撑引流板，自上向下，径向尺寸逐渐增大；通过所述挡板的外缘贴合所述支撑引流板的外缘封闭所述加料口。
可选地，所述支撑机构还包括密封套设在所述加料口内的支撑外筒；所述支撑外筒的下缘与所述支撑引流板的外缘周向连接。
可选地，所述支撑外筒的上缘设置径向向外的凸缘；所述加料口设有向上的台阶面；所述凸缘卡接于所述台阶面；所述支撑外筒的上缘设有盖合所述支撑外筒的外筒筒盖。
可选地，所述储剂箱为L形，所述注剂组件集成于所述L形的缺口空间内；所述注剂橇还包括盖合在所述储剂箱上用于封闭所述注剂组件的外盖，所述外盖相对于所述储剂箱掀揭打开。
可选地，所述外盖一侧开设有可视窗口。
可选地，所述注剂组件包括发动机、由所述发动机带动的柱塞泵、连接所述注剂泵进口端与所述储剂箱的进口管路，以及连接在所述注剂泵出口端的出口管路；
所述注剂组件还包括启动回路；所述启动回路包括电动阀，所述电动阀进口与所述进口管路通过启动进口管路连通，所述电动阀出口与所述出口管路通过启动出口管路连通；所述柱塞泵启动时，所述电动阀导通，启动完毕后，所述电动阀断开。
附图说明
图1为本发明所提供井口注剂橇一种具体实施例的整体结构示意图；
图2为图1所示的注剂橇的侧视图；
图3为图1中注剂橇的储剂箱内部设置的阻倒流装置结构示意图；
图4为图3所示阻倒流装置的支撑机构结构示意图；
图5为图1中注剂橇的注剂组件的启动回路示意图。
图1-5中附图标记说明如下：
1储剂箱、2注剂组件、3加料口、4阻倒流装置、5挡板、6弹簧、7支撑机构、8压板、9连接杆、10杆帽、11外盖、12可视窗口、13拉环、71支撑平板通孔、72支撑内筒、73、内筒筒盖、74支撑平板、75支撑引流板、76支撑外筒、77凸缘、78、外筒筒盖、79内筒筒盖通孔、21发动机、22柱塞泵、23进口管路、24出口管路、25启动回路、251电动阀、252启动进口管路、253启动出口管路。
具体实施方式
为了使本技术领域的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方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1-图2，图1为本发明所提供的井口注剂橇整体结构示意图；图2为图1所示的注剂橇的侧视图。
本发明所提供的井口注剂橇，用于向天燃气井内注入抑制剂，抑制剂可以是醇。注剂撬包括用于储存抑制剂的储剂箱1以及用于将储剂箱1内的抑制剂注入到天燃气井口的注剂组件2。储剂箱1上设有用于向箱内加料的加料口3，加料口3通常为设置于储剂箱1箱体上方的开口向上的圆柱形管口。
本发明所提供的注剂橇的储剂箱1包括封闭着加料口3的阻倒流装置4，用于阻止储剂箱1内的抑制剂通过加料口3向储剂箱1箱外流动、飞溅与挥发。
请参考图3，图3为本发明所提供的注剂橇的储剂箱阻倒流装置结构示意图。
阻倒流装置4包括用于启闭加料口3的阀芯，向阀芯提供复位力的复位部，支撑阻倒流装置4的支撑机构7，阻倒流装置4通过支撑机构7相对于加料口3固定；加料时，抑制剂的压力克服复位部的复位力，向下推开阀芯开启加料口3，加料完毕后，阀芯在复位部复位力的作用下向上回位封闭加料口3，当抑制剂自储剂箱1内通过加料口3向外流动时，抑制剂能够提供向上封闭加料口3的阀芯推力。
上述支撑机构7包括支撑平板74，支撑平板74相对加料口3固定；支撑平板74可以为与加料口3同轴的圆板，支撑平板74可以通过支撑引流板75固定于加料口3内壁上，具体的，支撑引流板75为环状板，环状板内缘与支撑平板74外缘周向连接，环状板外缘周向固定于加料口3内壁上。整个支撑机构7作为阻倒流装置4的支撑部件，上述的阀芯、复位部均相对设于所述支撑机构7上。
当然，支撑平板74相对于加料口3内壁的固定也可以通过其他方式实现，比如采用一端连接支撑平板74、一端连接加料口3内壁的杆等，此处支撑引流板75设为环状板，能够更稳固地起到支撑作用。
上述阀芯可以为挡板5，挡板5设置于支撑平板74下侧，挡板5外缘可以向上贴合支撑引流板5外缘形成周向密封封闭加料口3。支撑引流板75上开设开口，以便加料时抑制剂通过开口流向挡板5，向挡板5施加向下开启加料口3的压力。
当然，上述的支撑引流板75外缘并不局限于最外缘，只要保证贴合后形成的周向密封可以覆盖住支撑引流板75上开口的最外缘即可；而且所述的周向密封也不必须是与支撑引流板5形成的，比如采用杆代替支撑引流板75固定支撑平板74时，挡板5外缘也可以向上直接贴合加料口3底部外缘形成封闭加料口3的周向密封。
上述挡板5和支撑引流板75均设置为自上向下，径向尺寸逐渐增加，即从上之下渐扩的喇叭状结构。具体地，挡板5可以为与加料口3同轴设置，轴心向上凸出，周缘相对于轴向下倾斜的类弧形的板，即挡板5的轴向截面为相对加料口3的轴对称向下倾斜的斜面，如图3所示，环状的挡板5自下向上，径向尺寸逐渐减小，以便抑制剂能顺挡板5斜面流入到储剂箱1内。
相应地，支撑引流板75设置为轴向截面相对加料口3的轴对称向下倾斜的环状板，即环状板的外缘在内缘下方。挡板5和支撑引流板75设置为相似斜度，而挡板5具有一定曲面弧度，以便支撑引流板75外缘与挡板5外缘的贴合，形成周向密封，实现对加料口3的封闭。支撑引流板75可以与支撑平板74是一体式结构，形成截面呈梯形的桶状结构；分体式也可以，支撑引流板75的内缘与支撑平板74的外缘密封结合。
上述复位部可以为弹簧6，弹簧6一端支撑于支撑平板74上，另一端相对于支撑平板74被预拉伸或预压缩，处于预拉伸或预压缩状态的弹簧6产生预拉力或预压缩力，预拉力或预压缩力直接或者间接地施加给挡板5，对挡板5产生向上的复位力，挡板5在复位力作用下向上封闭加料口3。
具体的，阻倒流装置4可以包括压缩弹簧6的压板8，和用于连接压板8与挡板5的连接杆9。压板8可以为平行于支撑平板74的与加料口3同轴的圆板(或者是方形等其他形状)，压板8可以设置于支撑平板4上侧，连接杆9可以与加料口3同轴设置，支撑平板74轴心处开设供连接杆9贯穿的通孔71，弹簧6可以套设在连接杆9上，并被压缩于支撑平板74与压板8之间。
上述具体实施方式所描述的储剂箱1的防倒流装置4，具体工作过程如下：
弹簧6被预压缩于压板8与支撑平板74之间，产生预压缩力，所述预压缩力竖直向上作用于压板8上，压板8产生竖直向上的移动，带动连接杆9相对支撑机构7向上移动，进而带动与连接杆9连接的挡板5向上移动，挡板5外缘贴合支撑引流板75外缘，形成周向密封，封闭加料口3。
当通过加料口3向储剂箱1内加料时，加入的抑制剂穿过支撑引流板75上的开口，流向贴合在支撑引流板75下方的挡板5上，对挡板5产生向下的压力，向下的压力克服弹簧6施加给挡板5的预压缩力，使挡板5产生向下的移动，挡板5外缘与支撑引流板75外缘不再贴合，抑制剂顺着挡板5斜面流入储剂箱1内。
当加料完毕时，抑制剂施加在挡板5上的向下的压力消失，挡板5在弹簧6施加的预压缩力作用下再次向上移动，封闭加料口3。
在注剂橇运输过程发生颠簸晃动，箱内的抑制剂会从加料口3向外飞溅，此时，飞溅的抑制剂会对挡板5产生向上的推力，挡板5在该推力作用下，挡板5外缘更加贴紧支撑引流板75外缘，对加料口3的封闭越紧密。
请参考图4，图4为图3所示阻倒流装置的支撑机构结构示意图。
如图4所示，阻倒流装置4的支撑机构7可以进一步包括支撑内筒72和盖合支撑内筒72的内筒筒盖73；支撑内筒72以支撑平板74为底，弹簧6和压板8设置于支撑内筒72内，以便保护弹簧6不受抑制剂及其他杂质的侵蚀；内筒筒盖73可以分体盖合在支撑内筒72上方，以便可以打开内筒筒盖73向支撑内筒72内安装压板8及弹簧6。
为了防止挡板5由于杂质卡塞无法在弹簧6预压缩力的作用下向上封闭加料口3，上述内筒筒盖73轴心处设有通孔，上述连接杆9从压板8向上延伸通过通孔79穿出到内筒筒盖73上方，当挡板5卡塞无法在弹簧6预压缩力的作用下向上封闭加料口3时，可以通过穿出到内筒筒盖73上方的连接杆9上下活动挡板5使其回位重新实现对加料口3的启闭功能。此外，为了方便上述操作，穿出到内筒筒盖73上方的连接杆9上端可以设置杆帽10。
另外，为了方便支撑引流板75外缘在加料口3内壁上的固定，支撑机构7可进一步的包括与支撑引流板75外缘周向连接的支撑外筒76，支撑外筒76套设在加料口3内，以便阻倒流装置4整体相对于加料口3内壁固定。为了保证封闭效果，还可以在支撑外筒76与加料口3内壁之间加设密封圈。
所述支撑外筒76的上缘可以设置径向向外的凸缘77，所述加料口3设有向上的台阶面，所述凸缘77卡接于所述台阶面上，以防止套设在加料口3内的支撑外筒76向下滑脱。
支撑外筒76的上缘还可以设有封闭所述支撑外筒76的外筒筒盖78，以防止外界的杂质积存在支撑外筒76内对抑制剂造成污染。
本发明所提供的注剂橇的储剂箱1上采用了上述阻倒流装置4，因而注剂橇的运输过程可以不再受运输路况条件的限制，可以适当提高运输速度，使注剂橇运输过程更加灵活机动。
请继续参考图1和图2，为了使注剂橇更加便于运输，本发明所提供的注剂橇的注剂组件2可以集成于储剂箱1上，如图1所示，储剂箱1设置为L型，注剂组件2安装于所述L形的缺口空间内，使得注剂组件2不需要额外的占地空间，便携性大大提高，很大程度上改善了注剂橇运输过程灵活机动性。
本发明所提供的注剂橇还可以进一步包括盖合在所述储剂箱1上用于封闭所述注剂组件2的外盖11。外盖11盖合后，注剂橇可以整体成方形。如图2所示，外盖11可以设置为相对于储剂箱1掀揭的形式，采用这种方式，打开外盖11时可以在无需将外盖11脱离储剂箱1的情况下提供较大的操作空间，而且可以实现快速开启外盖11。
储剂箱1侧面上还可以设设置环扣13，以便储剂箱1的运输吊装。
外盖11还可以进一步的包括可视窗口12，如图2所示，可视窗口12可以开设在外盖11的侧面，通过可视窗口12可以观察到注剂组件2的运行状况，以及能够快速读取注剂组件2上显示的流量等相关运行参数。
请参考图1和图5，图5为本发明所提供注剂橇的注剂组件的启动回路示意图。
如图1所示，注剂橇的注剂组件包括发动机21、由所述发动机21带动的柱塞泵22、连接所述柱塞泵22进口端与所述储剂箱1的进口管路23，以及连接在所述柱塞泵22出口端的出口管路24。为了方便外盖11的盖合，出口管路24可以通过设于外盖11上的开口穿出到外盖11之外。
另外，柱塞泵22进口的进口管路23会与井口连通，井口的气压导致进口管路23存在高压，当柱塞泵22启动时，会需要很大的动力，为了解决启动需要较大动力的问题，本发明提供的注剂橇的注剂组件2还可以包括启动回路25。
如图5所示，启动回路25包括电动阀251，电动阀251进口端与进口管路23通过启动进口管路252连通，电动阀251与出口管路24通过启动出口管路253连通。
上述注剂组件2的具体工作过程为：发动机21启动前，首先打开电动阀251，连接在电动阀251进出口端的启动进口管路252与启动出口管路253连通，进而进口管路23与出口管路24连通，使得柱塞泵22进出口端的压力达到平衡，此时打开发动机21，在发动机21带动下柱塞泵22启动；
待柱塞泵22正常运行后，关闭电动阀251，储剂箱1内在柱塞泵22的作用下依次流经进口管路23、柱塞泵22、出口管路24，实现注剂目的。这种设置方式，采用较小功率的发动机21就可以使柱塞泵22顺利启动，起到了节能的效果。
以上对本发明所提供的注剂橇进行了详细介绍。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)
1.一种井口注剂橇，包括储剂箱(1)和用于将所述储剂箱(1)内的抑制剂注入天燃气井的注剂组件(2)，所述储剂箱(1)包括加料口(3)，抑制剂从所述加料口(3)加入所述储剂箱(1)内，其特征在于，所述储剂箱(1)还包括设于所述加料口(3)的阻倒流装置(4)；
所述阻倒流装置(4)包括能够启闭所述加料口(3)的阀芯，所述阀芯为挡板(5)；还包括弹簧(6)和支撑所述阻倒流装置(4)的支撑机构(7)，所述弹簧(6)提供复位力以使所述阀芯封闭所述加料口(3)；所述支撑机构(7)相对于所述加料口(3)固定；
所述支撑机构(7)包括支撑平板(74)和环状的支撑引流板(75)，所述支撑引流板(75)内缘与所述支撑平板(74)外缘连接，所述支撑引流板(75)外缘固定于所述加料口(3)内壁；所述弹簧(6)套设于连接杆(9)，所述连接杆(9)的下端连接所述挡板(5)，所述弹簧(6)和所述挡板(5)分别设置于所述支撑平板(74)上侧、下侧，所述支撑平板(74)上设有供所述连接杆(9)穿过的通孔(71)；所述支撑引流板(75)上设有供抑制剂通过的开口；
加抑制剂时，抑制剂从所述开口流向所述挡板(5)，使所述挡板(5)克服所述弹簧(6)的复位力，下移开启所述加料口(3)；当所述抑制剂自储剂箱(1)内通过所述加料口(3)向外流动时，所述抑制剂能够提供向上封闭所述加料口(3)的阀芯推力。
2.根据权利要求1所述的井口注剂橇，其特征在于，所述阻倒流装置(4)还包括压板(8)，所述压板(8)设置于所述连接杆(9)的上侧，所述弹簧(6)预压缩于所述压板(8)与所述支撑平板(74)之间。
3.根据权利要求2所述的井口注剂橇，其特征在于，所述支撑机构(7)还包括支撑内筒(72)，所述支撑内筒(72)上设有内筒筒盖(73)，所述支撑内筒(72)底部为支撑平板(74)；所述压板(8)和所述弹簧(6)设于所述支撑内筒(72)内。
4.根据权利要求3所述的井口注剂橇，其特征在于，所述连接杆(9)的上端贯穿至所述内筒筒盖(73)之外。
5.根据权利要求1所述的井口注剂橇，其特征在于，所述支撑引流板(75)和所述支撑平板(74)为一体式结构；所述挡板(5)和所述支撑引流板(75)均与所述加料口(3)同轴设置；所述挡板(5)和所述支撑引流板(75)，自上向下，径向尺寸逐渐增大；通过所述挡板(5)的外缘贴合所述支撑引流板(75)的外缘封闭所述加料口(3)。
6.根据权利要求1所述的井口注剂橇，其特征在于，所述支撑机构(7)还包括密封套设在所述加料口(3)内的支撑外筒(76)；所述支撑外筒(76)的下缘与所述支撑引流板(75)的外缘周向连接。
7.根据权利要求7所述的井口注剂橇，其特征在于，所述支撑外筒(76)的上缘设置径向向外的凸缘(77)；所述加料口(3)设有向上的台阶面；所述凸缘(77)卡接于所述台阶面；所述支撑外筒(76)的上缘设有盖合所述支撑外筒(76)的外筒筒盖(78)。
8.根据权利要求1-7所述的井口注剂橇，其特征在于，所述储剂箱(1)为L形，所述注剂组件(2)集成于所述L形的缺口空间内；所述注剂橇还包括盖合在所述储剂箱(1)上用于封闭所述注剂组件(2)的外盖(11)，所述外盖(11)相对于所述储剂箱(1)掀揭打开。
9.根据权利要求12所述的井口注剂橇，其特征在于，所述外盖(11)一侧开设有可视窗口(12)。
10.根据权利要求11所述的井口注剂橇，其特征在于，所述注剂组件(2)包括发动机(21)、由所述发动机(21)带动的柱塞泵(22)、连接所述注剂泵(22)进口端与所述储剂箱(1)的进口管路(23)，以及连接在所述注剂泵(22)出口端的出口管路(24)；
所述注剂组件(2)还包括启动回路(25)；所述启动回路包括电动阀(251)，所述电动阀(251)进口与所述进口管路(23)通过启动进口管路(252)连通，所述电动阀(251)出口与所述出口管路(24)通过启动出口管路(253)连通；所述柱塞泵(22)启动时，所述电动阀(251)导通，启动完毕后，所述电动阀(251)断开。
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Denomination of invention: A wellhead agent injection skid Effective date of registration: 20220727 Granted publication date: 20190521 Pledgee: Xi'an investment and financing Company limited by guarantee Pledgor: SHAANXI SPACE PUMP & VALVE SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022610000438 |
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