CN109723829B - 一种高压气井液面自动测量装置用的声源控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高压气井液面自动测量装置用的声源控制阀，其包括：阀体(1)、阀杆组件(2)、丝堵(3)、端盖(4)；所述阀体(1)具有阀口，所述丝堵(3)和端盖(4)各自具有通孔，并且所述阀口与各个所述通孔同轴；所述阀体组件(2)穿过丝堵(3)和端盖(4)各自的通孔，所述阀体组件(2)的一端封堵阀体(1)的阀口；为了使得所述声源控制阀的压力平衡，由所述阀体(1)的阀口、丝堵(3)和所述端盖(4)各自的所述通孔组成压力平衡通道，使所述阀杆组件(2)的截面和所述阀体(1)在阀口处受到的压力相同。所述声源控制阀解决了随着压力的升高，阀杆组件无法击发的问题，也解决了随着压力的升高阀杆组件无法复位的问题。

Description

一种高压气井液面自动测量装置用的声源控制阀
技术领域
本发明属于气田试井仪器技术领域，特别涉及一种测量高压气井液面深度的液面自动测量装置用的声源控制阀。
背景技术
由于气井在生产过程中会有积液产生，当积液量过高时，会导致产气量下降，甚至气井报废。为增加产收，则需要对气井液面进行实时测试，高压气井液面深度自动测量装置是气田采气工艺中应用于气井液面深度的发声和接收声波的装置，通过对声波的接收处理可以计算出气井液面的深度，其中自动发出声波的机构为声源控制阀。气井压力最高可达30MPa，超过10MPa的气井占比较高，因此在高压气井领域的产品开发是非常必要和迫切的。
声源控制阀为气井深度测试的声波信号发生器，目前的声源控制阀如图1所示，主要不足之处是：
a)现有液面自动测量装置的声源控制阀只能满足低于10MPa以下气井的测试，无法满足30MPa高压气井液面测试的需求；
b)若声源控制阀的阀口和阀杆组件(2)的压力平衡截面相等时，声源控制阀的击发不受井内压力的影响。此时阀杆组件的截面积大于压力平衡截面积，阀杆组件在击发后需要克服压力P对阀杆组件截面产生的压力进行复位，压力越大，需要的复位力量越大，当超过弹簧所能提供的最大预紧力时，阀杆无法复位，导致声源控制阀失效；
c)受仪器体积及能耗的影响，声源控制阀的电磁铁的电磁吸力是恒定的，若声源控制阀的压力平衡截面等于阀杆组件的截面时，此时压力平衡截面大于阀口的截面，随着井内压力的升高声源控制阀击发所需的电磁吸力越来越大，当超过电磁铁所能提供的最大吸力时，声源控制阀无法击发。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、工作可靠的不受气体压力影响的声源控制阀，以弥补现有技术的不足。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术解决方案是：
提出一种高压气井液面自动测量装置用的声源控制阀，所述声源控制阀包括：阀体、阀杆组件、丝堵、端盖；所述阀体具有阀口，所述丝堵和端盖各自具有通孔，并且所述阀口与各个所述通孔同轴；所述阀杆组件穿过丝堵和端盖各自的通孔，所述阀杆组件的一端封堵阀体的阀口；为了使得所述声源控制阀的压力平衡，由所述阀体的阀口、丝堵和所述端盖各自的所述通孔组成压力平衡通道，使所述阀杆组件的截面和所述阀体在阀口处受到的压力相同。
其中，所述阀杆组件由阀芯和阀杆依次组合而成。
其中，所述阀芯和所述阀杆采用过盈配合。
其中，所述阀杆以双凸台为界分成第一段和第二段，所述阀杆的第二段具有凹槽。
其中，所述阀杆组件闭合时，所述阀口的面积、所述阀杆第一段的截面圆面积与所述阀杆第二段的截面圆面积相等，令阀杆组件在打开或关闭时处于压力平衡状态。
本发明实现了以下有益的技术效果：
由于采用了上述技术方案，本发明的声源控制阀具有以下特点：声源控制阀的阀杆组件受力为恒定的，不会随着井内压力的变化而变化，可满足30MPa高压的测试需求；降低了对电磁铁输出电磁吸力的要求，解决了随着压力的升高，阀杆组件无法击发的问题；降低了对弹簧预紧力的要求，解决了随着压力的升高阀杆组件无法复位的问题。
附图说明
图1是现有声源控制阀结构图；
图2是本发明的声源控制阀结构图；
图3是本发明的阀杆组件结构图。
具体实施方式
下面通过具体实施方案对本发明作进一步详细描述，但这些实施实例仅在于举例说明，并不对本发明的范围进行限定。
参见图2-3，图中，1—阀体、2—阀杆组件、3—丝堵、4—端盖，11—阀芯、12—阀杆。
本发明的高压气井液面自动测量装置用的声源控制阀包括：阀体1、阀杆组件2、丝堵3、端盖4。阀体1具有阀口，丝堵3和端盖4各自具有通孔，并且阀口与各个通孔同轴。阀杆组件2穿过丝堵3和端盖4各自的通孔，阀杆组件2的一端封堵阀体1的阀口。
为了使得声源控制阀的压力平衡，由阀体1的阀口、丝堵3和所述端盖4各自的通孔组成压力平衡通道，使阀杆组件2的截面和阀体1在阀口处受到的压力相同。
阀杆组件2由阀芯11和阀杆12依次组合而成。阀芯11和阀杆12可采用过盈配合。
阀杆12以双凸台为界分成第一段和第二段，所述阀杆12的第二段具有凹槽。阀杆组件2闭合时，阀口的面积
Figure GDA0002356515590000041
阀杆12第一段的截面圆面积
Figure GDA0002356515590000042
与阀杆12第二段的截面圆面积
Figure GDA0002356515590000043
相等，令阀杆组件2在打开或关闭时处于压力平衡状态。
实施例1
参见图2，本发明的阀杆组件2如图3所示，其由阀芯11和阀杆12组合而成。为保证阀杆组件2的同轴度，阀芯11和阀杆12采用过盈配合。声源控制阀采用压力平衡设计，由阀体1和端盖4组成压力平衡通道，使阀杆组件2的截面和阀口处受到的压强相同以使压力平衡。阀杆组件2闭合时阀口
Figure GDA0002356515590000044
的面积、阀杆
Figure GDA0002356515590000045
的面积与
Figure GDA0002356515590000046
Figure GDA0002356515590000047
的圆面积完全相等，则阀杆组件2无论是在打开还是在关闭时始终处于压力平衡状态。
本发明中，声源控制阀的阀杆组件受力为恒定的高压的测试需求；降低了对电磁铁输出电磁吸力的要求，解决了随着压力的升高，阀杆组件无法击发的问题；降低了对弹簧预紧力的要求，解决了随着压力的升高阀杆组件无法复位的问题。

Claims (1)

1.一种高压气井液面自动测量装置用的声源控制阀，其特征在于，所述声源控制阀包括：阀体(1)、阀杆组件(2)、丝堵(3)、端盖(4)；所述阀体(1)具有阀口，所述丝堵(3)和端盖(4)各自具有通孔，并且所述阀口与各个所述通孔同轴；所述阀杆组件(2)穿过丝堵(3)和端盖(4)各自的通孔，所述阀杆组件(2)的一端封堵阀体(1)的阀口；
为了使得所述声源控制阀的压力平衡，由所述阀体(1)的阀口、丝堵(3)和所述端盖(4)各自的所述通孔组成压力平衡通道，使所述阀杆组件(2)位于端盖处的截面积差受到的压力和所述阀杆组件(2)在所述阀口处受到的压力相同；
所述阀杆组件(2)由阀芯(11)和阀杆(12)依次组合而成；
所述阀芯(11)和所述阀杆(12)采用过盈配合；
所述阀杆(12)以双凸台为界分成第一段和第二段，所述阀杆(12)的第二段具有凹槽；
所述阀杆组件(2)闭合时，所述阀口的面积、所述阀杆(12)第一段的截面圆面积以及双凸台与所述阀杆(12)第二段的截面圆面积差相等，令所述阀杆组件(2)在打开或关闭时处于压力平衡状态。
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