CN110762254A

CN110762254A - 一种液位控制四通调节阀

Info

Publication number: CN110762254A
Application number: CN201911099049.6A
Authority: CN
Inventors: 徐忠锋; 王会堂; 李淼滢; 宋传阳; 司文华
Original assignee: BEIJING PETRODAMO ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING PETRODAMO ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: CN110762254B

Abstract

本发明公开了一种液位控制四通调节阀，该调节阀包括阀体，所述阀体包括沿其横截面周向依次排列的进气口、出气口、出液口以及进液口；所述阀体的内部具有空腔结构；阀笼，所述阀笼位于所述空腔结构内，所述阀笼的外圆柱面上开设有三个圆形通道以及一个矩形通道；三个所述圆形通道依次分别与所述进气口、所述出气口、所述出液口一一对应的相导通，所述矩形通道与所述进液口相导通。本申请提供的液位控制四通调节阀，结构简单合理，是采用立式分离器连续分离计量的关键设备，相比传统的分离方法，节省成本及空间。可实现阀门精确连续调节，调节范围宽。且可用于集气站的连续分离计量，也可用于其他需要调节气液流量的场合。

Description

一种液位控制四通调节阀

技术领域

本发明涉及调节阀技术领域，特别是涉及一种液位控制四通调节阀。

背景技术

在油气田开发和生产过程中，特别是天然气开采过程，需要对单井产出物进行气液分离，然后才能保证后续计量的准确性。常规的分离方法通常采用改为卧式沉降罐，该方法设备成本较高，占地面积大。而采用立式分离器在线连续分离计量，可大大节约设备成本和占地面积。而立式分离器保证连续分离计量效果的一关键技术就是需要一调节阀来调节分离器出口流量确保分离器内液位处于稳定位置，以防气从液相管路通过或容器内液位过高发生危险。

在天然气分离计量特别是集气站应用的分离器还是以改为卧式沉降罐为主。立式分离器应用于集气站气液分离，需要调节阀即维持分离器内液位稳定，又需要保证分离器的气液不再混合，单独流入下游气液各管线。这是目前常规的三通调节阀无法解决的。

发明内容

本发明提供了一种液位控制四通调节阀。用来调节立式分离器液位及保证连续分离计量后的气液单独流入下游气液各管线。

本发明提供了如下方案：

一种液位控制四通调节阀，包括：

阀体，所述阀体包括沿其横截面周向依次排列的进气口、出气口、出液口以及进液口；所述阀体的内部具有空腔结构；

阀笼，所述阀笼位于所述空腔结构内，所述阀笼的外圆柱面上开设有三个圆形通道以及一个矩形通道；三个所述圆形通道依次分别与所述进气口、所述出气口、所述出液口一一对应的相导通，所述矩形通道与所述进液口相导通；

阀芯，所述阀芯位于所述阀笼内部；所述阀芯的外圆面有两部分缺失形成液相流道以及气相流道；

其中，所述阀芯用于在外力作用下实现旋转以便实现对所述阀芯与所述阀笼之间的液相开孔以及气相开孔的大小的调节。

优选地：所述阀笼的内侧形成有内圆锥面，所述阀芯的外侧形成有与所述内圆锥面适配的外圆锥面。

优选地：所述阀芯上开设有平衡孔。

优选地：还包括阀盖，所述阀盖位于所述阀体上方且与所述阀体相连。

优选地：还包括阀杆，所述阀杆穿过所述阀盖与所述阀芯相连。

优选地：所述阀杆与所述阀盖之间设置有填料体，所述填料体上部设置有填料压盖，所述填料压盖与所述阀盖相连。

优选地：所述阀杆通过波形弹簧与所述阀芯相连，所述波形弹簧位于所述阀杆的止推轴肩与所述阀芯之间。

优选地：所述阀杆远离所述阀体一端连接有执行器，所述执行器用于通过所述阀杆驱动所述阀芯旋转。

优选地：所述执行器通过支架实现与所述阀盖的相连接。

优选地：所述进气口、出气口、出液口以及进液口分别连接有进气连接管、出气连接管、出液口连接管以及进液连接管。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种液位控制四通调节阀，在一种实现方式下，该调节阀可以包括阀体，所述阀体包括沿其横截面周向依次排列的进气口、出气口、出液口以及进液口；所述阀体的内部具有空腔结构；阀笼，所述阀笼位于所述空腔结构内，所述阀笼的外圆柱面上开设有三个圆形通道以及一个矩形通道；三个所述圆形通道依次分别与所述进气口、所述出气口、所述出液口一一对应的相导通，所述矩形通道与所述进液口相导通；阀芯，所述阀芯位于所述阀笼内部；所述阀芯的外圆面有两部分缺失形成液相流道以及气相流道；其中，所述阀芯用于在外力作用下实现旋转以便实现对所述阀芯与所述阀笼之间的液相开孔以及气相开孔的大小的调节。本申请提供的液位控制四通调节阀，结构简单合理，是采用立式分离器连续分离计量的关键设备，相比传统的分离方法，节省成本及空间。可实现阀门精确连续调节，调节范围宽。且可用于集气站的连续分离计量，也可用于其他需要调节气液流量的场合。

当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种液位控制四通调节阀的剖视图;

图2是图1中A-A面的剖视图；

图3是本发明实施例提供的阀笼的示意图；

图4是本发明实施例提供的阀芯的示意图；

图5是本发明实施例提供的阀芯顺时针旋转图；

图6是本发明实施例提供的阀芯逆时针旋转图。

图中：阀体1、进气口2、出气口3、出液口4、进液口5、阀笼6、圆形通道7、矩形通道8、阀芯9、液相流道10、气相流道11、平衡孔12、阀盖13、阀杆14、填料体15、填料压盖16、波形弹簧17、执行器18、支架19。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6，为本发明实施例提供的一种液位控制四通调节阀，如图1、图2、图3、图4所示，该调节阀包括阀体1，所述阀体1包括沿其横截面周向依次排列的进气口2、出气口3、出液口4以及进液口5；所述阀体1的内部具有空腔结构；阀笼6，所述阀笼6位于所述空腔结构内，所述阀笼6的外圆柱面上开设有三个圆形通道7以及一个矩形通道8；阀笼矩形通道8为细长矩形，可实现阀门精确连续调节，调节范围宽。三个所述圆形通道7依次分别与所述进气口2、所述出气口3、所述出液口4一一对应的相导通，所述矩形通道8与所述进液口5相导通；阀芯9，所述阀芯9位于所述阀笼6内部；所述阀芯9的外圆面有两部分缺失形成液相流道10以及气相流道11；其中，所述阀芯9用于在外力作用下实现旋转以便实现对所述阀芯9与所述阀笼6之间的液相开孔以及气相开孔的大小的调节。

进一步的，所述阀笼6的内侧形成有内圆锥面，所述阀芯9的外侧形成有与所述内圆锥面适配的外圆锥面。所述阀芯9上开设有平衡孔12。平衡孔12使阀芯上下面压力相等而上表面面积大于下表面，从而因面积差产生阀芯密封所需的压紧力。

进一步的，还包括阀盖13，所述阀盖13位于所述阀体1上方且与所述阀体1相连。还包括阀杆14，所述阀杆14穿过所述阀盖13与所述阀芯9相连。所述阀杆14与所述阀盖13之间设置有填料体15，所述填料体15上部设置有填料压盖16，所述填料压盖16与所述阀盖13相连。所述阀杆14通过波形弹簧17与所述阀芯9相连，所述波形弹簧17位于所述阀杆14的止推轴肩与所述阀芯1之间。波形弹簧17可以保证阀盖上紧后不会把阀芯压紧而不能转动，同时给予阀芯阀笼初始的密封压力。所述阀杆14远离所述阀体一端连接有执行器18，所述执行器18用于通过所述阀杆14驱动所述阀芯9旋转。所述执行器18通过支架19实现与所述阀盖13的相连接。

进一步的，为了方便该调节阀与外部设备连接，所述进气口2、出气口3、出液口4以及进液口5分别连接有进气连接管、出气连接管、出液口连接管以及进液连接管。

该调节阀主要由阀体1、阀笼6、阀芯9、波形弹簧17、阀杆14、阀盖13、密封填料15、填料压盖16、支架19、执行器18等组成。阀体四面分别有四个开口，即进气口、出气口、出液口以及进液口。阀笼位于阀体内。阀笼内表面为圆锥面与阀芯外表面锥面配合。阀笼沿外圆柱面开有三个圆形通道及矩形通道。三个所述圆形通道依次分别与所述进气口、所述出气口、所述出液口一一对应的相导通，矩形通道与进液口相通。阀芯位于阀笼内，阀芯外圆锥面开有气相流道及液相流道。阀盖位于阀体上部且内部装有密封填料及填料压盖。阀杆下部与阀芯相连，上部与执行器相连。阀杆位于密封填料及填料压盖内。波形弹簧位于阀杆止推轴肩与阀芯之间，保证阀盖上紧后不会把阀芯压紧而不能转动，同时给予阀芯初始的密封压力。阀芯上开有平衡孔，使阀芯上下面压力相等而上表面面积大于下表面，从而因面积差产生阀芯密封所需的压紧力。

本专利的工作原理：

本申请所提供的一种液位控制四通调节阀，主要应用于页岩气连续在线分离计量中。该阀门通过调节阀门内部气液的流量用于控制分离计量系统立式气液分离器内的液位。阀门进气口通过气相管线与立式分离器气出口相连，进液口通过液相管线与立式分离器液出口相连。页岩气井采出的气液混合物通过立式分离器进行分离后通过四通调节阀的气和液通道，完成采出气的分离计量。当分离器内分离出的液量增加，分离器内液位增高，分离器上的液位计将液位信号传输到控制系统，控制系统输出信号控制执行器18旋转，如图5所示，阀芯1顺时针旋转，阀芯1与阀笼6之间的液相开孔变大，气相开孔变小。从而使分离器出液量增加，出气减少，液位下降。当分离器分离出的液量减少，液位降低，分离器上的液位计将液位信号传输到控制系统，控制系统输出信号控制执行器旋转，如图6所示，阀芯1逆时针旋转，阀芯1与阀笼6之间的液相开孔变小，气相开孔变大。从而使分离器出液量减小，出气量增加，液位上升。从而使分离器内液位始终处于技术要求的稳定液位。保证系统的分离计量效果。该阀阀笼矩形通道为细长矩形，可实现阀门精确连续调节，调节范围宽。

总之，本申请提供的液位控制四通调节阀，结构简单合理，是采用立式分离器连续分离计量的关键设备，相比传统的分离方法，节省成本及空间。可实现阀门精确连续调节，调节范围宽。且可用于集气站的连续分离计量，也可用于其他需要调节气液流量的场合。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种液位控制四通调节阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述阀笼的内侧形成有内圆锥面，所述阀芯的外侧形成有与所述内圆锥面适配的外圆锥面。

3.根据权利要求1所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述阀芯上开设有平衡孔。

4.根据权利要求1所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，还包括阀盖，所述阀盖位于所述阀体上方且与所述阀体相连。

5.根据权利要求4所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，还包括阀杆，所述阀杆穿过所述阀盖与所述阀芯相连。

6.根据权利要求5所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述阀杆与所述阀盖之间设置有填料体，所述填料体上部设置有填料压盖，所述填料压盖与所述阀盖相连。

7.根据权利要求5所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述阀杆通过波形弹簧与所述阀芯相连，所述波形弹簧位于所述阀杆的止推轴肩与所述阀芯之间。

8.根据权利要求5所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述阀杆远离所述阀体一端连接有执行器，所述执行器用于通过所述阀杆驱动所述阀芯旋转。

9.根据权利要求8所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述执行器通过支架实现与所述阀盖的相连接。

10.根据权利要求1所述的液位控制四通调节阀，其特征在于，所述进气口、出气口、出液口以及进液口分别连接有进气连接管、出气连接管、出液口连接管以及进液连接管。