CN107940056B - 一种气压分流管道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气压分流管道，属于油田开采用配件领域。该气压分流管道包括管道和开设在所述管道上的进气孔，所述进气孔一侧的管道内设有通过旋转而密封管道内截面的密封挡板，所述进气孔另一侧的管道内沿一内截面设置有密封壁，所述密封壁上开设的一通气孔上设有垫片，通过所述垫片的开合可使所述管道内气流连通或者密封；所述气压分流管道还包括预紧力调节组件，其从外部穿过所述管道的壁面而抵顶在所述密封挡板上；所述气压分流管道还包括阀杆组件，其一端抵顶在所述密封挡板上，另一端指向所述垫片上并可被调节而移动至所述密封挡板而将其合上。采用该气压分流管道，能够实现单管路或双管路的自由切换，可控范围广。

Description

一种气压分流管道

技术领域

本发明涉及一种油田开采用配件，更具体地，涉及一种气压分流管道。

背景技术

在油田的采油过程中，有天然气同时被采上来。天然气在进口与石油分离，进入油井的套管内，套管通过管路与地面的增油装置连通，在套管内保持一定的气压，多余的天然气经过该装置再次油气分离而回收。目前使用的增油装置是固定安装在井架上，装置中的活塞杆与抽油机游梁连接作为动力源，由于套管内的天然气压力不固定，所以当套管内没有天然气或者天然气压力较低时，与游梁连接的活塞杆带动活塞持续运行，会对套管内抽真空，反而会增加出油阻力。

因此，如何使套管内的天然气保持在一定的压力值范围内，是保证采油时正常运行的关键。

发明内容

针对现有的技术存在上述问题，本发明提出了一种根据气流大小的变化自由切换单向或双向流通、以及切换的阈值大小可调的气压分流管道。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：提供一种气压分流管道，包括管道和开设在所述管道上的进气孔，所述进气孔一侧的管道内设有通过旋转而密封管道内截面的密封挡板，所述进气孔另一侧的管道内沿一内截面设置有密封壁，所述密封壁上开设的一通气孔上设有垫片，通过所述垫片的开合可使所述管道内气流连通或者密封；所述气压分流管道还包括预紧力调节组件，其从外部穿过所述管道的壁面而抵顶在所述密封挡板上；所述气压分流管道还包括阀杆组件，其一端抵顶在所述密封挡板上，另一端指向所述垫片上并可被调节而移动至所述密封挡板而将其合上。

其中，所述管道成U形，所述进气孔设置在U形的底部，所述密封挡板和所述密封壁分别位于两段平行的管道局部内。

其中，所述预紧力调节组件和阀杆组件分别垂直于所述管道局部的轴线方向而穿过所述管道的壁面。

其中，所述密封壁为在所述管道内倾斜设置的倾斜曲面。

其中，所述预紧力调节组件弹性地抵顶在所述密封挡板上。

其中，所述管道上设有第一通孔；所述预紧力调节组件包括穿过所述第一通孔并固定的活塞套，还包括位于所述活塞套内依次设置的活塞顶杆、第一弹簧和调节旋钮；所述活塞顶杆一端与所述第一弹簧的一端接触，另一端伸入所述管道内并抵顶在所述密封挡板上；所述调节旋钮一端与所述第一弹簧的另一端接触，另一端位于所述管道外以便操作；其中所述调节旋钮与所述活塞套内壁为螺纹连接。

其中，所述管道上设有第二通孔；所述阀杆组件包括穿过所述第二通孔并固定的固定套，还包括位于所述固定套内的阀杆；所述固定套的面向所述管道内壁的一端设有密封圈，面向所述管道外部的一端设有台阶面，所述阀杆的外周设有限位凸台，使得所述阀杆只能在所述密封圈和所述台阶面之间进行轴向移动。

其中，所述阀杆外还套有第二弹簧，所述第二弹簧一端与所述限位凸台抵接，另一端与所述固定套的台阶面抵接。

其中，所述阀杆一端伸入所述进气孔一侧的所述管道内，另一端通过螺纹配合连接有阀芯，所述阀芯伸入所述进气孔另一侧的所述管道内，并直指向所述垫片。

其中，所述密封挡板一端与所述管道的内壁铰接从而可随气流旋转摆动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的气压分流管道，通过预紧力调节和阀杆组件实现了上管路、双管路、下管路各种气流流通的可能性并能够自动自如切换，同时通过调节旋钮与活塞套的螺纹配合实现预紧力可调，通过阀芯和阀杆的螺纹配合实现单双管路切换阈值可调，使得整个气压分流管道的调节维度众多，可控范围大，可以适用于各种应用条件下。

附图说明

图1是本发明一实施例的气压分流管道的三维结构图；

图2是图1所示实施例中的气压分流管道的剖面图。

图中，各附图标记对应的零部件名称为：

1、管道；10、进气孔；11、第一通孔；12、第二通孔；13、密封挡板；14、密封壁；15、垫片；3、预紧力调节组件；31、活塞套；32、活塞顶杆；33、第一弹簧；34、调节旋钮；4、阀杆组件；41、固定套；42、密封圈；43、第二弹簧；44、阀杆；45、阀芯。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图2所示，本发明的气压分流管道涉及一种气压分流管道，主要应用在油田开采设备上，其包括管道1和开设在管道1上的进气孔10，还包括对从进气孔10进入管道1的气流进行控制尤其是分流的分流组件。通过分流组件的调节，实现在不同的气流阈值条件下切换为单向或双向气流，并且气流阈值可调，能够适用多种应用条件和环境。

具体地，在以进气孔10为界的管道1两侧(本文的一侧、另一侧是在管道的轴线长度方向上以进气孔10为界限划分的)的管内壁上，分别设有可开可关的密封截面，分流组件即通过对两个密封界面的开关调节来实现单向/双向气流的调节。本实施例中，其中一侧管道1内的密封截面为密封挡板13，且该密封挡板13采用铰链连接的方式装在管道1内从而可旋转，也即随气流的冲力而摆动。为了减小气流阻力，优选当密封挡板13旋转至密封管道1而截断气流时，其相对于管道轴向或者说是气流方向成一定的倾斜角度，例如互成30度至60度中的某一角度，而非垂直。类似地，进气孔10另一侧管道1内的密封界面为倾斜设置的密封壁14，其可以为与管道1内壁一体成型的倾斜曲面。在密封壁14上开设有一通气孔，通气孔上盖有垫片15，垫片15同样铰接在通气孔上，可随气流达到一定流速和流量时打开，并可在分流组件的外力下而闭合，从而阻断气流、密封管道。当然，垫片15也可以是其他方式安装在通气孔上，只要其可轻易地开合即可，例如其是个弹性件，不变形时气流连通而被按压后气流被阻断等，本文不作限制。

本发明的分流组件包括预紧力调节组件3和阀杆组件4，其中阀杆组件4用于调节密封挡板以及垫片的开/合，从而实现两个气流管路的调节并使二者之间形成一定的联动关系，使得单向或双向气流输出可在一定条件下切换；而预紧力调节组件3用来对该单双向气流的切换阈值进行设定和调整，从而增加了一个调节变量，使得整个分流组件的调整范围扩大，从而适用范围更广。

在实际应用中，为了降低阀杆组件4的结构复杂程度，尽最大限度地缩短阀杆组件4的连接距离和避免采用异形阀杆组件，本发明的管道1优选为U形，如图1、2所示，进气孔10设置在U形的底部弧形处，进气孔10两侧为两个平行的管道局部，密封挡板13和密封壁14、垫片15分别位于这两个管道局部内。如此，则阀杆组件4位于U形的内侧，一端垂直于管道局部的轴线方向地穿过一侧管壁去控制密封挡板13，另一端同样垂直地穿过另一侧管壁去控制垫片15，此时距离最短，且可为直杆形结构，从而简化设计。显然，预紧力调节组件3也垂直于所述管道局部的轴线方向，其结构设计是最简最优的。

下面即以U形管道为例，来说明本发明的阀杆组件4的具体结构。当管道并非为U形时，只要基于本专利的发明构思，本领域普通技术人员很容易基于以下实施例做适应性调整，这些调整均应作为本发明的保护范围之列。

如图1、图2所示，阀杆组件3一端从管道1外壁穿入管道内并抵顶在密封挡板13上，另一端从管道外壁穿入管道内并指向垫片15，并当密封挡板13受强气流作用而向下按压阀杆组件时，另一端会下降至于垫片15接触而按压垫片15使其密封通气孔。

一种具体地实现方式是，阀杆组件4包括固定套41、密封圈42、第二弹簧43、阀杆44和阀芯45。

其中，管道1上设有第二通孔12，固定套41穿过第二通孔12并固定于其中，阀杆44为一根细长杆，其穿过固定套41而一端伸入管道1内并与密封挡板13接触。其中阀杆的外径小于固定套41的内径，且固定套41的面向管道1内壁的一端设有密封圈42，面向管道1外部的一端设有台阶面，阀杆44的外周设有限位凸台，限位凸台使得阀杆44只能在密封圈43和台阶面之间进行轴向移动，改移动距离应保证阀杆44移至最下方即限位凸台到达固定套41的台阶面时，阀杆组件4的最下端能抵顶在垫片15上，从而封闭下管道；而移至最上方即限位凸台达到密封圈42时，阀杆组件4的最下端离开垫片15使下管道气流管路打开。

为了让阀杆44能上下移动时自如地复位，阀杆44外还套有第二弹簧43，第二弹簧43一端与限位凸台抵接，另一端与固定套41的台阶面抵接，并且第二弹簧43一直处于被压缩的状态。

阀杆44一端伸入进气孔10一侧的管道内，另一端通过螺纹配合连接有阀芯45，阀芯45伸入另一侧的管道内，并直指向垫片15。由于垫片15面积较小，将阀芯45的末端设计成圆锥形，可以直接准确地对向垫片15。

在不考虑预紧力调节组件时，如果从进气孔10进入的气流较小时，密封挡板13被吹开，但又不足以带动阀杆44下移至按压下面的垫片15，从而实现双管路或称双向气流；而当气流足够大而推动密封挡板13下移以打开更大的流通面积时，阀杆14被按压直至按压垫片15，此时下管道的气流被阻断，则切换成了单管路或称单向气流。

并且，如果在进气孔10的气流很小而需要实现单向导通，例如实现上管道导通时，因为气压太低，密封挡板13旋转摆动的角度太小而不能使得阀杆下移而按压下管道的垫片15时，由于阀杆与阀芯是螺纹连接，可以通过旋转阀芯45使得阀芯45，则阀芯45的下端面与垫片15的相对距离变小，则密封挡板13只需要旋转一个很小的角度即可使阀芯45堵住下管道，实现上管路的气流流通。

下面来介绍预紧力调节组件3的具体结构。预紧力，是指密封挡板13刚开始能够转动(摆动)所需克服的力。本实施例中，预紧力调节组件3通过第一弹簧33而弹性地抵顶在所述密封挡板上，以提供密封挡板13需要克服的预紧力。

如图1至2所示，预紧力调节组件3包括活塞套31、活塞顶杆32、第一弹簧33、调节旋钮34。其中，管道1上设有第一通孔11，活塞套31穿过第一通孔11并固定于其中，活塞顶杆32、第一弹簧33和调节旋钮34依次位于活塞套31内，活塞顶杆32一端与第一弹簧33的一端接触，另一端伸入管道1内并抵顶在密封挡板13上；调节旋钮34一端与第一弹簧33的另一端接触，另一端位于管道1外以便操作；调节旋钮34与活塞套31内壁为螺纹连接，因此调节旋钮34可以相对于固定的活塞套31旋进旋出，从而改变第一弹簧33的压缩量，进而改变活塞顶杆32所受到的向上的支撑力。该支撑力扣除活塞顶杆32自身的重力，即为密封挡板13所要克服的预紧力。

在实际的应用中，首先根据所适用的外部气流条件，确定气流推开密封挡板13以实现上管道气流流通所需要的力，也即预紧力，小于该预紧力时，气流将在下管路流通；当气流超过预紧力，上管路也将被打开，实现双管路流通；气流继续加大时，密封挡板13被推开至一定程度，阀杆44下移至阀芯45按压垫片15而阻断下管路，此时实现上管路流通。

综上所述，本发明的气压分流管道，通过预紧力调节和阀杆组件实现了上管路、双管路、下管路各种气流流通的可能性并能够自动自如切换，同时通过调节旋钮与活塞套的螺纹配合实现预紧力可调，通过阀芯和阀杆的螺纹配合实现单双管路切换阈值可调，使得整个气压分流管道的调节维度众多，可控范围大，可以适用于各种应用条件下。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了气流、管道、预紧力、阀杆、阀芯等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种气压分流管道，包括管道和开设在所述管道上的进气孔，其特征在于，所述进气孔一侧的管道内设有通过旋转而密封管道内截面的密封挡板，所述进气孔另一侧的管道内沿一内截面设置有密封壁，所述密封壁上开设的一通气孔上设有垫片，通过所述垫片的开合可使所述管道内气流连通或者密封；所述气压分流管道还包括预紧力调节组件，其从外部穿过所述管道的壁面而抵顶在所述密封挡板上；所述气压分流管道还包括阀杆组件，其一端抵顶在所述密封挡板上，另一端指向所述垫片上并可被调节而移动至所述垫片而将其合上；

所述预紧力调节组件弹性地抵顶在所述密封挡板上；所述管道上设有第一通孔；所述预紧力调节组件包括穿过所述第一通孔并固定的活塞套，还包括位于所述活塞套内依次设置的活塞顶杆、第一弹簧和调节旋钮；所述活塞顶杆一端与所述第一弹簧的一端接触，另一端伸入所述管道内并抵顶在所述密封挡板上；所述调节旋钮一端与所述第一弹簧的另一端接触，另一端位于所述管道外以便操作；其中所述调节旋钮与所述活塞套内壁为螺纹连接；

所述管道上设有第二通孔；所述阀杆组件包括穿过所述第二通孔并固定的固定套，还包括位于所述固定套内的阀杆；所述固定套的面向所述管道内壁的一端设有密封圈，面向所述管道外部的一端设有台阶面，所述阀杆的外周设有限位凸台，使得所述阀杆只能在所述密封圈和所述台阶面之间进行轴向移动。

2.根据权利要求1所述的气压分流管道，其特征在于，所述管道成U形，所述进气孔设置在U形的底部，所述密封挡板和所述密封壁分别位于两段平行的管道局部内。

3.根据权利要求2所述的气压分流管道，其特征在于，所述预紧力调节组件和阀杆组件分别垂直于所述管道局部的轴线方向而穿过所述管道的壁面。

4.根据权利要求1所述的气压分流管道，其特征在于，所述密封壁为在所述管道内倾斜设置的倾斜曲面。

5.根据权利要求1所述的气压分流管道，其特征在于，所述阀杆外还套有第二弹簧，所述第二弹簧一端与所述限位凸台抵接，另一端与所述固定套的台阶面抵接。

6.根据权利要求1所述的气压分流管道，其特征在于，所述阀杆一端伸入所述进气孔一侧的所述管道内，另一端通过螺纹配合连接有阀芯，所述阀芯伸入所述进气孔另一侧的所述管道内，并直指向所述垫片。

7.根据权利要求1所述的气压分流管道，其特征在于，所述密封挡板一端与所述管道的内壁铰接从而可随气流旋转摆动。