CN111322451A - 气液联动执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液联动执行机构，属于输气技术领域。所述气液联动执行机构包括有控制单元、驱动单元和紧急停车阀组，其中，紧急停车阀组包括第一三通常开气动阀、减压阀、电子断行控制器、三通常开电磁阀、第二三通常开气动阀、三通常闭气动阀、梭阀和控制阀。本发明通过在紧急停车阀组中的减压阀和三通常开电磁阀之间增设控制阀，实现了控制紧急停车阀组开启或关闭的功能，使得技术人员在对天然气管道进行检修时，只通过改变控制阀的开启状态，便可使紧急停车阀组失去对气液联动执行机构的紧急制动功能，从而不会使紧急停车阀组在检修工作中出现误判断，造成对天然气管道的锁死状况，节约了工作时间，也降低了工作中的安全风险。

Description

气液联动执行机构

技术领域

本发明涉及输气技术领域，特别涉及一种气液联动执行机构。

背景技术

气液联动执行机构是一种安装在天然气管道上的，用于控制天然气管道开启或关闭的装置，其主要以天然气管道内的高压天然气为动力，以储存的液压油为驱动介质进行控制。

图1是相关技术中提供的一种气液联动执行机构，如图1所示，该气液联动执行机构由控制单元1、驱动单元2和紧急停车阀组3组成，三者通过输气管线连接。其中，控制单元1包括用于开启或关闭天然气管道的执行阀11、开型气/液联动罐12和闭型气/液联动罐13；驱动单元包括第一活塞缸21、第二活塞缸22、第一两通常开电磁阀23和第二两通常开电磁阀24；紧急停车阀组包括减压阀31、三通常开气动阀32、制动阀33和三通常闭气动阀34。各个部件的具体连接关系如图1所示，另外，常开阀是指通常处于开启状态而使输气管线断开的阀门，常闭阀是指通常处于关闭状态而使输气管线导通的阀门。

由图1可知，执行阀11的开启端与开型气/液联动罐12、第一活塞缸21和第一两通常开电磁阀23连接，执行阀11的关闭端与闭型气/液联动罐13、第二活塞缸22和第二两通常开电磁阀24连接。该气液联动执行机构在运行时，可以通过控制第一两通常开电磁阀23失电使输气管线导通，天然气管道内的高压天然气推动第一活塞缸21运动，并推动开型气/液联动罐12内的液压油进入执行阀11中开启执行阀11，从而开启天然气管道；反之，通过控制第二两通常开电磁阀22失电可以关闭执行阀111，进而关闭天然气管道。另外，进入气液联动执行机构的高压天然气还可以经过减压阀31的减压转变为低压天然气，当天然气管道出现泄漏或异常高压时，制动阀33导通紧急停车阀组内输气管线，使得低压天然气将三通常开气动阀32处于关闭状态，从而导通三通常开气动阀32与第二活塞缸22之间的输气管线，并将三通常闭气动阀34处于开启状态，进而断开第一活塞缸21与开型气/液联动罐12之间的输气管线，使得高压天然气仅可以通过第二活塞缸22，推动闭型气/液联动罐13内的液压油进入执行阀11中，将执行阀11快速关闭。

然而，当技术人员对天然气管道进行检修时，天然气管道内的天然气气压也会出现波动，这可能会导致紧急停车阀组因检测到管道泄漏或异常高压，而对天然气管道进行紧急关闭。而由于紧急停车阀组具有自锁定功能，因此，在天然气管道被紧急停车阀组关闭后，技术人员只能通过手动操作气液联动执行机构来恢复天然气管道的运行，耗费了检修工作的时长，而当天然气管道关闭时间过长时，天然气管道内天然气积聚过多还可能会造成天然气管道破裂，使检修工作承受较高的安全风险。

发明内容

本发明实施例提供了一种气液联动执行机构，可以用来解决技术人员对天然气管道进行检修时，相关技术不能人为关闭紧急停车阀组，而使检修工作承受较高的安全风险的问题。所述技术方案如下：

一种气液联动执行机构，包括控制单元、驱动单元和紧急停车阀组，所述驱动单元分别与所述控制单元和所述紧急停车阀组连接，所述紧急停车阀组包括第一三通常开气动阀、减压阀、电子断行控制器、三通常开电磁阀、第二三通常开气动阀、三通常闭气动阀、梭阀和控制阀；

所述减压阀的第一端与天然气管道的进气口连接，所述减压阀的第二端分别与所述控制阀的第一端、所述电子断行控制器的第一端、所述第二三通常开气动阀的第一端连接，所述控制阀的第二端与所述三通常开电磁阀的第一端连接；

所述梭阀的第一端与所述三通常开电磁阀的第二端连接，所述梭阀的第二端与所述电子断行控制器的第二端连接，所述梭阀的第三端分别与所述第一三通常开气动阀的第一端和所述第二三通常开气动阀的第二端连接；

所述第二三通常开气动阀的第三端与所述三通常闭气动阀的第一端连接，所述三通常闭气动阀的第二端与所述驱动单元连接，所述三通常闭气动阀的第三端与所述控制单元连接，所述第一三通常开气动阀的第二端与所述驱动单元连接，所述第一三通常开气动阀的第三端与所述天然气管道的进气口连接。

可选地，所述控制单元包括执行阀、开型气/液联动罐和闭型气/液联动罐，所述驱动单元包括第一活塞缸、第二活塞缸、第一两通常开电磁阀和第二两通常开电磁阀；

所述执行阀的开启端与所述开型气/液联动罐的第一端连接，所述开型气/液联动罐的第二端与所述三通常闭气动阀的第三端连接，所述三通常闭气动阀的第二端与所述第一活塞缸的第一端连接，所述第一活塞缸的第二端与所述第一两通常开电磁阀的第一端连接，所述第一两通常开电磁阀的第二端与所述天然气管道的进气口连接；

所述执行阀的关闭端与所述闭型气/液联动罐的第一端连接，所述闭型气/液联动罐的第二端与所述第二活塞缸的第一端连接，所述第二活塞缸的第二端分别与所述第二两通常开电磁阀的第一端以及所述第一三通常开气动阀的第二端连接，所述第二两通常开电磁阀的第二端与所述天然气管道的进气口连接。

可选地，所述紧急停车阀组还包括二通常开限位阀；

所述二通常开限位阀的第一端与所述梭阀的第三端连接，所述二通常开限位阀的第二端与所述第一三通常开气动阀的第一端连接。

可选地，所述紧急停车阀组还包括手动操作器；

所述手动操作器与所述二通常开限位阀连接。

可选地，所述手动操作器为机械顶杆。

可选地，所述控制阀为三通常闭电磁阀或手动控制阀。

可选地，所述紧急停车阀组还包括辅助控制阀，所述辅助控制阀的第一端与所述减压阀的第二端连接，所述辅助控制阀的第二端分别与所述控制阀的第一端和所述电子断行控制器的第一端连接。

可选地，所述辅助控制阀为三通常闭电磁阀或手动控制阀。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：本发明实施例提供的一种气液联动执行机构包括有控制单元、驱动单元和紧急停车阀组，其中，控制单元用于控制天然气管道的开启或关闭，驱动单元用于驱动控制单元实现对天然气管道的开启或关闭，而紧急停车阀组用于在天然气管道出现泄漏或异常高压时，对驱动单元进行锁定，使驱动单元只能驱动控制单元对天然气管道进行关闭操作。而由于本发明实施例通过在紧急停车阀组中的减压阀和三通常开电磁阀之间增设控制阀，实现了控制紧急停车阀组开启或关闭的功能，使得技术人员在对天然气管道进行检修时，只通过改变控制阀的开启状态，便可使紧急停车阀组失去对气液联动执行机构的紧急制动功能，从而不会使紧急停车阀组在检修工作中出现误判断，造成对天然气管道的锁死状况，节约了工作时间，也降低了工作中的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是相关技术中的一种气液联动机构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种气液联动机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种气液联动机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种气液联动机构的结构示意图。

附图标记：

1：控制单元；2：驱动单元；3：紧急停车阀组；

101：执行阀；102：开型气/液联动罐；103：闭型气/液联动罐；104：手动液压泵；105：速度调节孔板；106：旁通管线；107：手动阀；108：储气罐；109：排液阀；110：排气阀；201：第一活塞缸；202：第二活塞缸；203：第一两通常开电磁阀；204：第二两通常开电磁阀；205：梭形滑阀；206：截断阀；207：单向阀；208：梭阀阀组；209：过滤器；210：先导过滤器；211：压力表；212：第一提阀手柄；213：第二提阀手柄；214：第一动力提升阀；215：第二动力提升阀；301：第一三通常开气动阀；302：减压阀；303：电子断行控制器；304：三通常开电磁阀；305：第二三通常开气动阀；306：三通常闭气动阀；307：梭阀；308：控制阀；309：二通常开限位阀；310：手动操作器；311：辅助控制阀；312：安全放空阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在对本发明实施例进行详细的解释说明之前，先对本发明实施例中涉及到的名词和应用场景进行解释说明。

首先，对本发明实施例中涉及到的名词进行介绍。

控制单元

控制单元是指以液压油为传动介质，通过控制控制单元中的执行阀的开启或关闭，来实现对天然气管道的开启或关闭的装置。

驱动单元

驱动单元是指利用从天然气管道中引出的高压天然气推动驱动单元中的活塞缸，以实现对控制单元中的液压油的驱动的装置。

紧急停车阀组

紧急停车阀组是指通过设置多个电磁阀和多个气动阀，使得天然气管道在出现泄漏或异常高压时，可以保持驱动单元和控制单元之间的关闭线路常开、开启线路常闭，从而使控制单元得以持续关闭天然气管道的装置。

气动阀

气动阀是指根据气体的接入状态而改变自身开启或关闭状态的阀门。

电磁阀

电磁阀是指根据接入电源的状态而改变自身开启或关闭状态的阀门。

常开阀

常开阀是指通常处于开启状态而使输气管线断开的阀门。例如，常开气动阀是指通常处于不通气的状态，并使输气管线断开的阀门，而对阀门进行通气后，阀门可以使输气管线导通；常开电磁阀是指通常处于带电状态，并使输气管线断开的阀门，而使阀门失电后，阀门可以使输气管线导通。

常闭阀

常闭阀是指通常处于关闭状态而使输气管线导通的阀门。例如，常闭气动阀是指通常处于不通气的状态，并使输气管线导通的阀门，而使阀门失气后，阀门可以使输气管线导通；常闭电磁阀是指通常处于带电状态，并使输气管线导通的阀门，而使阀门失电后，阀门可以使输气管线断开。

梭阀

梭阀是指同时具有密封机构与控制系统的阀门，该阀门在无气体进入开启端或气体进入关闭端时可以使输气管线处于断开状态，在气体进入开启端时可以使输气管线处于导通状态。

其次，对本发明实施例涉及的应用场景进行介绍。

在天然气气田中，一般会在产量较大的产气井的天然气管道上安装气液联动执行机构，以实现产气井在正常生产时，通过该气液联动执行机构对天然气管道的安全保护。然而，当技术人员对天然气管道进行检修，或对产气井的生产制度进行调整时，天然气管道内的天然气压力会产生变化，而如果天然气压力变化大于气液联动执行机构中紧急停车阀组所设定的压力变化时，紧急停车阀组会紧急制动，并通过气液联动执行机构使天然气管道关闭，而这种紧急关闭属于误判断，是技术人员不需要的，也不希望发生的。因此，本发明实施例可以提供一种气液联动执行机构，使技术人员在对天然气管道进行检修，或对产气井的生产制度进行调整时，可以临时关闭气液联动执行机构中的紧急停车阀组，在工作结束后，又可以重新恢复气液联动执行机构中的紧急停车阀组的功能。

图2是本发明实施例提供的一种气液联动机构的结构示意图。如图2所示，气液联动执行机构包括控制单元1、驱动单元2和紧急停车阀组3，驱动单元2分别与控制单元1和紧急停车阀组3连接，紧急停车阀组3包括第一三通常开气动阀301、减压阀302、电子断行控制器303、三通常开电磁阀304、第二三通常开气动阀305、三通常闭气动阀306、梭阀307和控制阀308。

其中，减压阀302的第一端与天然气管道的进气口连接，减压阀302的第二端分别与控制阀308的第一端、电子断行控制器303的第一端、第二三通常开气动阀305的第一端连接，控制阀308的第二端与三通常开电磁阀304的第一端连接；梭阀307的第一端与三通常开电磁阀304的第二端连接，梭阀307的第二端与电子断行控制器303的第二端连接，梭阀307的第三端分别与第一三通常开气动阀301的第一端和第二三通常开气动阀305的第二端连接；第二三通常开气动阀305的第三端与三通常闭气动阀306的第一端连接，三通常闭气动阀306的第二端与驱动单元2连接，三通常闭气动阀306的第三端与控制单元1连接，第一三通常开气动阀301的第二端与驱动单元2连接，第一三通常开气动阀301的第三端与天然气管道的进气口连接。

使用本发明实施例提供的气液联动执行机构时，当天然气管道处于正常运行状态，高压天然气从天然气管道的进气口进入驱动单元2，并根据技术人员的操作，通过改变驱动单元2的状态来驱动控制单元1，使控制单元1完成对天然气管道的开启或关闭。并且，高压天然气还可以经过减压阀302，由高压天然气转化为低压天然气，由于控制阀308使输气管线处于开启状态，且三通常开电磁阀304带电而使输气管线处于断开状态，而电子断行控制器303带电同样使输气管线处于断开状态，因此，低压天然气进入紧急停车阀组3后，只能停留在三通常开电磁阀304和控制阀308之间，不能继续前进，从而使得天然气管道在正常状态下紧急停车阀组3并不工作。而当紧急停车阀组3检测到天然气管道出现泄漏或异常高压时，三通常开电磁阀304会由带电状态转变为失电状态，从而导通三通常开电磁阀304与梭阀307之间的输气管线，进而使低压天然气到达第二三通常开气动阀305，第二三通常开气动阀305的状态由不带气状态改为带气状态，使减压阀302至三通常闭气动阀306之间的输气管线导通，而三通常闭气动阀306的第一端由于由不带气状态转变为带气状态，因此，三通常闭气动阀306断开驱动单元2用于控制控制单元1中执行阀101开启的输气管线。并且，第一三通常开气动阀301的第一端由不带气状态转变为带气状态，使天然气管道的进气口与驱动单元2驱动控制单元1关闭的输气管线强制开启，从而使控制单元1可以强制性的将天然气管道进行关闭。而当技术人员对天然气管道进行检修或对产气井的生产制度进行调整时，可以通过改变控制阀308的状态，使减压阀302与三通常开电磁阀304之间的输气管线处于关闭状态。此时，紧急停车阀组3中的三通常开电磁阀304不论带电与否，第一三通常开气动阀301、第二三通常开气动阀305和三通常闭气动阀306均不能处于带气状态，气液联动执行机构也就无法对天然气管道进行强制性关闭，从而节约了工作时间，也降低了工作中的安全风险。

需要说明的是，控制单元1是指以液压油为传动介质，通过控制控制单元1中的执行阀101的开启或关闭来实现对天然气管道的开启或关闭的装置，驱动单元2是指利用从天然气管道中引出的高压天然气推动驱动单元2中的活塞缸以实现对控制单元1中的液压油的驱动的装置。如图1所示，控制单元1可以包括执行阀101、开型气/液联动罐102和闭型气/液联动罐103，驱动单元2包括第一活塞缸201、第二活塞缸202、第一两通常开电磁阀203和第二两通常开电磁阀204。

并且，执行阀101的开启端与开型气/液联动罐102的第一端连接，开型气/液联动罐102的第二端与三通常闭气动阀306的第三端连接，三通常闭气动阀306的第三端与第一活塞缸201的第一端连接，第一活塞缸201的第二端与第一两通常开电磁阀203的第一端连接，第一两通常开电磁阀203的第二端与天然气管道的进气口连接；执行阀101的关闭端与闭型气/液联动罐103的第一端连接，闭型气/液联动罐103的第二端与第二活塞缸202的第一端连接，第二活塞缸202的第二端分别与第二两通常开电磁阀204的第一端以及第一三通常开气动阀301的第二端连接，第二两通常开电磁阀204的第二端与天然气管道的进气口连接。

其中，执行阀101是用于对天然气管道进行开启或关闭的阀门，执行阀101可以直接安装在天然气管道上，也可以将执行阀101的控制部安装在天然气管道的外部，而将执行部安装在天然气管道上。执行阀101为液压式执行阀101，可以通过液压油推动执行阀101旋转，使执行阀101打开或关闭。执行阀101包括两个端口，其中，一个为用于开启执行阀101的开启端，另一个为用于关闭执行阀101的关闭端。开启端与开型气/液联动罐102的第一端连接，关闭端与闭型气/液联动罐103的第一端连接。

开型气/液联动罐102和闭型气/液联动罐103的结构、形状与尺寸可以相同，也可以不同，只要能保证二者的罐内存储的液压油的液量可以完全推动执行阀101开启或关闭即可，本发明实施例对开型气/液联动罐102和闭型气/液联动罐103的结构、形状与尺寸不做具体限定。开型气/液联动罐102和闭型气/液联动罐103的罐内在存储有一定量的液压油时，高压天然气可以进入罐内并推动罐内的液压油从罐内流出，从而实现气/液联动功能。开型气/液联动罐102和闭型气/液联动罐103的制作材料可以为合金钢或碳素钢，只要保证使用时不发生结构变形即可，本发明实施例对此不做具体限定。

第一活塞缸201和第二活塞缸202均是以高压天然气为动力，通过高压天然气不断对第一活塞缸201或第二活塞缸202做功形成压力，将开型气/液联动罐102或闭型气/液联动罐103的罐内的液压油压至执行阀101内。第一活塞缸201和第二活塞缸202的结构、形状、尺寸以及制作材质可以相同，也可以不同，只要保证第一活塞缸201和第二活塞缸202可以正常使用即可，本发明实施例对此不做具体限定。此外，第一活塞缸201和第二活塞缸202还均可以包括提阀手柄和动力提升阀，以通过手动模式对第一活塞缸201和第二活塞缸202做功。

第一两通常开电磁阀203在使用时，带电可以使输气管线断开，而失电可以使输气管线导通，因此，在未使用时为第一两通常开电磁阀203通电，使天然气管道的进气口与第一活塞缸201之间的输气管线断开，而当要使执行阀101开启时，则可以为第一两通常开电磁阀203断电，使天然气管道的进气口与第一活塞缸201之间的输气管线导通。第一两通常开电磁阀203可以为直动膜片结构、分步直动膜片结构、先导膜片结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构的任一种，本发明实施例对此不做具体限定。此外，第二两通常开电磁阀204和第一两通常开电磁阀203的类型、规格、型号完全相同。

执行阀101、开型气/液联动罐102、第一活塞缸201、第一两通常开电磁阀203和天然气管道的进气口可以组成气液联动执行机构中对执行阀101执行开启动作开启单元，而执行阀101、闭型气/液联动罐103、第二活塞缸202、第二两通常开电磁阀204和天然气管道的进气口以组成气液联动执行机构中对执行阀101执行关闭动作的关闭单元，通过开启单元或关闭单元，可以实现对天然气管道的开启或关闭。

需要说明是，紧急停车阀组3是指通过设置多个电磁阀和多个气动阀，使得天然气管道在出现泄漏或异常高压时，可以保持驱动单元2和控制单元1之间的关闭线路常开、开启线路常闭，从而使控制单元1能够持续关闭天然气管道的装置。紧急停车阀组3包括第一三通常开气动阀301、减压阀302、电子断行控制器303、三通常开电磁阀304、第二三通常开气动阀305、三通常闭气动阀306、梭阀307和控制阀308。

其中，第一三通常开气动阀301在使用时，不通气的状态下可以使输气管线断开，而通气的状态下则可以使输气管线导通。第一三通常开气动阀301可以为气动V型调节球阀、气动O型切断球阀、扭距式汽缸球阀或气动直行程式隔膜阀，第一三通常开气动阀301可以由合金钢或球墨铸铁制成，只要保证第一三通常开气动阀301在使用时受到高压天然气的压力而不发生变形即可，本发明实施例对此不做具体限定。此外，第二三通常开气动阀305和第一三通常开气动阀301的类型、功能、尺寸可以相同，也可以不同，本发明实施例对此不再赘述。

减压阀302是通过对高压天然气的调节，将天然气的进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠天然气本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。减压阀302可以为直动式减压阀302或先导式减压阀302，只要能保证对高压天然气的压力降至设定的低压即可，本发明实施例对此不作具体限定。

三通常开电磁阀304在使用时，带电可以使输气管线断开，而失电可以使输气管线导通，因此，在天然气管道正常运行时，三通常开电磁阀304是带电运行的，只有当天然气管道出现泄漏或出现异常高压，触发紧急停车阀组3工作，才会使三通常开电磁阀304失电，将输气管线导通，进而使紧急停车装置开始运行。此外，三通常开电磁阀304的第三端可以与远程控制器连接，使得技术人员可以远程控制三通常开电磁阀304的带电状态。

电子断行控制器303包括有微型终端和三通常开电磁阀，其中，技术人员可以在微型终端上设置触发紧急停车阀组3运行的预设条件，例如，天然气管道内天然气的压力值或在某一时间段内的压力波动范围，当天然气管道内天然气的压力或压力波动范围达到预设条件时，微型终端控制三通常开电磁阀失电，从而将输气管线导通，进而使紧急停车装置开始运行。此外，电子断行控制器303适用于无人值守的且位置偏远不易进行远程控制的产气井，并且，在气液联动执行机构运行时，技术人员根据产气井的位置以及远程控制难以程度，从电子断行控制器303和三通常开电磁阀304中选择一种方式来触发紧急停车阀组3。

三通常闭气动阀306在使用时，不通气的状态下可以使输气管线导通，而通气的状态下则可以使输气管线断开，三通常闭气动阀306可以为气动V型调节球阀、气动O型切断球阀、扭矩式汽缸球阀或气动直行程式隔膜阀，三通常闭气动阀306可以由合金钢或球墨铸铁制成，只要保证三通常闭气动阀306在使用时受到天然气的压力而不发生变形即可，本发明实施例对此不做具体限定。

梭阀307是指同时具有密封机构与控制系统的阀门，该阀门在无气体进入开启端或气体进入关闭端时可以使输气管线处于断开状态，在气体进入开启端时可以使输气管线处于导通状态。梭阀307的制作材质可以为不锈钢或碳素钢，只要保证梭阀307在使用过程中受到天然气的压力时结构不发生变形即可，本发明实施例对此不做具体限定。梭阀307为气孔梭阀307，具体地，梭阀307可以为ESG200型气控梭阀307、ESG201型气控梭阀307、ESG204型气控法兰梭阀307等。

控制阀308是用来控制紧急停车阀组3开启或关闭的阀门，通过将控制阀308设置在减压阀302与三通常开电磁阀304之间，使控制阀308可以控制减压阀302与三通常开电磁阀304之间的输气管线的导通与断开。当采用三通常开电磁阀304触发紧急停车阀组3开启时，通过控制阀308将减压阀302与三通常开电磁阀304之间的输气管线断开，即使三通常开电磁阀304失电使输气管线导通，经过减压阀302的低压天然气也不会通过控制阀308到达第一三通常开气动阀和第二三通常开气动阀处，进而不会改变第一三通常开气动阀和三通常闭气动阀306的带气状态，也不会使第一活塞缸201和开型气/液联动罐102之间的输气管线断开，以及不会使天然气管道的进气口和第一三通常开气动阀301之间的输气管线导通。

此外，控制阀308可以为任一种阀门，只要能将减压阀302与三通常开电磁阀304之间的输气管线断开即可，本发明实施例对此不做具体限定。优选地，控制阀308可以为三通常闭电磁阀或手动控制阀308，当控制阀308为三通常闭电磁阀时，可以在三通常闭电磁阀上安装远程操控装置，以通过远程控制来操控三通常闭电磁阀的开启或关闭，三通常闭电磁阀也可以为手动操作，通过技术人员手动控制三通常闭电磁阀的带电状态，来操控三通常闭电磁阀的开启或关闭。当控制阀308为手动控制阀308时，该控制阀308可以为闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀或其他可以使输气管线断开的阀门类型，本发明实施例对此不做具体限定。

图3是本发明实施例提供的另一种气液联动机构的结构示意图。如图3所示，为了在控制阀308失效时，仍然可以将梭阀307和第一三通常开气动阀301之间的输气管线断开，紧急停车阀组3还包括二通常开限位阀309，其中，二通常开限位阀309的第一端与梭阀307的第三端连接，二通常开限位阀309的第二端与第一三通常开气动阀301的第一端连接。

其中，二通常开限位阀309在正常情况下是处于使输气管线导通的状态，而当有外力控制该二通常开限位阀309上的开关关闭时，则可以使二通常开限位阀309处于使输气管线断开的状态。并且，将二通常开限位阀309设置在梭阀307与第一三通常开气动阀301之间，使得在控制阀308失效导致气液联动执行机构的开启单元被锁定为关闭状态时，也可以通过控制二通常开限位阀309的开关位置，将梭阀307与第一三通常开气动阀301之间的输气管线断开，从而使的气液联动执行机构的关闭单元不会被锁定为开启状态，从而只需解锁开启单元即可恢复天然气管道的正常运行，相比先关技术也可以缩短技术人员的工作时间。

可选地，为了更快速的控制二通常开限位阀309的开启或关闭，紧急停车阀组3还包括手动操作器310，通过手动操作器310可以加快对二通常开限位阀309的开启或关闭的速度。手动操作器310与二通常开限位阀309的开关连接，手动操作器310可以为机械顶杆或圆形转杆，只要能实现加快对二通常开限位阀309的开启或关闭的速度即可，本发明实施例对手动操作器310的类型不做限定。优选地，手动操作器310可以为机械顶杆，机械顶杆为杆状结构，机械顶杆的一端连接在二通常开限位阀309的开关上，通过机械顶杆增加转动二通常开限位阀309的开关时的力臂，可以减小力矩，在相同受力的情况下，使开启或关闭二通常开限位阀309的开关的速度。

可选地，为了能够同时控制三通常开电子阀和电子断行控制器303，紧急停车阀组3还包括辅助控制阀311，其中，辅助控制阀311的第一端与减压阀302的第二端连接，辅助控制阀311的第二端分别与控制阀308的第一端和电子断行控制器303的第一端连接。

需要说明的是，在气液联动执行机构运行时，紧急停车阀组3只能选择单独开启三通常开电磁阀304或单独开启电子断行控制器303来实现对气液联动执行机构的紧急制动。而由于何时选择开启三通常开电磁阀304或开启电子断行控制器303是由技术人员控制的，因此，可以在减压阀302的第二端和控制阀308的第一端与电子断行控制器303的第一端之间设置辅助控制阀311，以通过辅助控制阀311来同时控制三通常开电子阀和电子断行控制器303，使得紧急停车阀组3不论是选择单独开启三通常开电磁阀304或单独开启电子断行控制器303，通过辅助控制阀311均可以使紧急停车阀组3停止运行。

此外，辅助控制阀311可以为任一种阀门，只要能将减压阀302与三通常开电子阀以及减压阀302与电子断行控制器303之间的输气管线断开即可，本发明实施例对此不做具体限定。优选地，辅助控制阀311可以为三通常闭电磁阀或手动辅助控制阀，当辅助控制阀311为三通常闭电磁阀时，可以在三通常闭电磁阀上安装远程操控装置，以通过远程控制来操控三通常闭电磁阀的开启或关闭，三通常闭电磁阀也可以为手动操作，通过技术人员手动控制三通常闭电磁阀的带电状态，来操控三通常闭电磁阀的开启或关闭。当辅助控制阀311为手动辅助控制阀时，该辅助控制阀311可以为闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀或其他可以使输气管线断开的阀门类型，本发明实施例对此不做具体限定。

需要说明的是，控制单元1、驱动单元2和紧急停车阀组3中各部件均是通过输气管线连接的，且输气管线的端口设置有与各部件连接的连接头，输气管线可以由不锈钢或碳素钢等制成，只要能保证输气管线在使用时不会被高压天然气刺穿以及不会发生结构破坏即可，本发明实施例对此不做具体限定。此外，输气管线的内径范围可以由输气管线内的天然气气量确定，只要能保证高压天然气或低压天然气可以正常输送即可，本发明实施例对此不做具体限定。

需要说明的是，在实际使用时，上述气液联动执行机构是能够实现对天然气管道开启或关闭的最简化配置，而为了提高气液联动执行机构的稳定性与安全性，还可以为气液联动执行机构增加不同的部件。图4是本发明实施例提供的另一种气液联动机构的结构示意图。如图4所示，该气液联动执行机构的控制单元1还可以包括手动液压泵104、速度调节孔板105、旁通管线106、手动阀107、储气罐108、排液阀109、排气阀110，控制单元2还可以包括梭形滑阀205、截断阀206、单向阀207、梭阀阀组208、过滤器209、先导过滤器210、压力表211、第一提阀手柄212、第二提阀手柄213、第一动力提升阀214、第二动力提升阀215，紧急停车阀组还可以包括安全放空阀312。

在气液联动执行机构正常运行时，高压天然气从天然气管道的进气口经过梭形滑阀205进入气液联动执行机构的输气管线，并通过截断阀206、单向阀207和梭阀阀组208进入过滤器209中进行过滤，滤除杂质的高压天然气进入先导过滤器210再次过滤，压力表211可以检测此时先导过滤器210中的高压天然气压力。之后，经过两次过滤的高压天然气进入第一三通常开气动阀301的第三端、第一两通常开电磁阀203的第二端、第二两通常开电磁阀204的第二端以及减压阀302的第一端。一方面，通过控制第一两通常开电磁阀203和第二两通常开电磁阀204的带电状态，使高压天然气对第一活塞缸201或第二活塞缸202做功，另一方面，还可以第一提阀手柄212、第二提阀手柄213实现对第一活塞缸201或第二活塞缸202手动做功，通过与第一活塞缸201对应连接的第一动力提升阀214或与第二活塞缸202对应连接的第二动力提升阀215，提升第一活塞缸201的第一端或第二活塞缸202的第一端的出口压力，从而将开型气/液联动罐102或闭型气/液联动罐103内的液压油压至执行阀101中，以通过旋转执行阀101完成对天然气管道的开启或关闭。并且，可以通过手动液压泵104对开型气/液联动罐102或闭型气/液联动罐103内的液压油进行手动控制，速度调节孔板105则可以控制进入执行阀101内的液压油的流速，在需要对开型气/液联动罐102或闭型气/液联动罐103内的压力进行平衡时，还可以打开手动阀107，以通过旁通管线106实现开型气/液联动罐102或闭型气/液联动罐102内的压力平衡。此外，由于经过先导过滤器210的高压天然气的气量较大，因此，其中一部分高压天然气可以被存储在储气罐108中，并通过控制排液阀109或排气阀110，对存储在储气罐108中的高压天然气进行排液或排气处理。紧急停车阀组中的安全放空阀312可以在紧急停车阀组暂停运行时，将减压阀303与控制阀308之间剩余的低压天然气进行放空。

在使用本发明实施例提供的气液联动执行机构开启或关闭天然气管道时，当技术人员对天然气管道进行检修，或对产气井的生产制度进行调整时，可以使设置在减压阀的第二端与电子断行控制器的第一端以及减压阀的第二端与控制阀的第一端之间的辅助控制阀关闭，使减压阀的第二端与电子断行控制器的第一端之间的输气管线以及减压阀的第二端与控制阀的第一端之间的输气管线断开，再通过关闭控制阀，使辅助控制阀与三通常开电磁阀之间的输气管线断开，从而实现对气液联动执行机构中的紧急停车阀组暂时关闭。并且，如果辅助控制阀和控制阀均失效，使得技术人员对天然气管道进行检修，或对产气井的生产制度进行调整时，触发紧急停车阀组对天然气管道的强制性关闭，还可以通过控制手动控制器使二通常开限位阀关闭，从而强制关闭气液联动执行机构的关闭单元，从而使的气液联动执行机构的关闭单元不会被锁定为开启状态，从而只需解锁开启单元即可恢复天然气管道的正常运行，相比先关技术也可以缩短技术人员的工作时间。

本发明实施例提供的一种气液联动执行机构包括有控制单元、驱动单元和紧急停车阀组，其中，控制单元用于控制天然气管道的开启或关闭，驱动单元用于驱动控制单元实现对天然气管道的开启或关闭，而紧急停车阀组用于在天然气管道出现泄漏或异常高压时，对驱动单元进行锁定，使驱动单元只能驱动控制单元对天然气管道进行关闭操作。而由于本发明实施例通过在紧急停车阀组中的减压阀和三通常开电磁阀之间增设控制阀，实现了控制紧急停车阀组开启或关闭的功能，使得技术人员在对天然气管道进行检修时，只通过改变控制阀的开启状态，便可使紧急停车阀组失去对气液联动执行机构的紧急制动功能，从而不会使紧急停车阀组在检修工作中出现误判断，造成对天然气管道的锁死状况，节约了工作时间，也降低了工作中的安全风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气液联动执行机构，包括控制单元(1)、驱动单元(2)和紧急停车阀组(3)，所述驱动单元(2)分别与所述控制单元(1)和所述紧急停车阀组(3)连接，其特征在于，所述紧急停车阀组(3)包括第一三通常开气动阀(301)、减压阀(302)、电子断行控制器(303)、三通常开电磁阀(304)、第二三通常开气动阀(305)、三通常闭气动阀(306)、梭阀(307)和控制阀(308)；

所述减压阀(302)的第一端与天然气管道的进气口连接，所述减压阀(302)的第二端分别与所述控制阀(308)的第一端、所述电子断行控制器(303)的第一端、所述第二三通常开气动阀(305)的第一端连接，所述控制阀(308)的第二端与所述三通常开电磁阀(304)的第一端连接；

所述梭阀(307)的第一端与所述三通常开电磁阀(304)的第二端连接，所述梭阀(307)的第二端与所述电子断行控制器(303)的第二端连接，所述梭阀(307)的第三端分别与所述第一三通常开气动阀(301)的第一端和所述第二三通常开气动阀(305)的第二端连接；

所述第二三通常开气动阀(305)的第三端与所述三通常闭气动阀(306)的第一端连接，所述三通常闭气动阀(306)的第二端与所述驱动单元(2)连接，所述三通常闭气动阀(306)的第三端与所述控制单元(1)连接，所述第一三通常开气动阀(301)的第二端与所述驱动单元(2)连接，所述第一三通常开气动阀(301)的第三端与所述天然气管道的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述控制单元(1)包括执行阀(101)、开型气/液联动罐(102)和闭型气/液联动罐(103)，所述驱动单元(2)包括第一活塞缸(201)、第二活塞缸(202)、第一两通常开电磁阀(203)和第二两通常开电磁阀(204)；

所述执行阀(101)的开启端与所述开型气/液联动罐(102)的第一端连接，所述开型气/液联动罐(102)的第二端与所述三通常闭气动阀(306)的第三端连接，所述三通常闭气动阀(306)的第二端与所述第一活塞缸(201)的第一端连接，所述第一活塞缸(201)的第二端与所述第一两通常开电磁阀(203)的第一端连接，所述第一两通常开电磁阀(203)的第二端与所述天然气管道的进气口连接；

所述执行阀(101)的关闭端与所述闭型气/液联动罐(103)的第一端连接，所述闭型气/液联动罐(103)的第二端与所述第二活塞缸(202)的第一端连接，所述第二活塞缸(202)的第二端分别与所述第二两通常开电磁阀(204)的第一端以及所述第一三通常开气动阀(301)的第二端连接，所述第二两通常开电磁阀(204)的第二端与所述天然气管道的进气口连接。

3.根据权利要求1所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述紧急停车阀组(3)还包括二通常开限位阀(309)；

所述二通常开限位阀(309)的第一端与所述梭阀(307)的第三端连接，所述二通常开限位阀(308)的第二端与所述第一三通常开气动阀(301)的第一端连接。

4.根据权利要求3所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述紧急停车阀组(3)还包括手动操作器(310)；

所述手动操作器(310)与所述二通常开限位阀(309)连接。

5.根据权利要求4所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述手动操作器(310)为机械顶杆。

6.根据权利要求1-5所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述控制阀(308)为三通常闭电磁阀或手动控制阀。

7.根据权利要求1-5所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述紧急停车阀组还包括辅助控制阀(311)，所述辅助控制阀(311)的第一端与所述减压阀(302)的第二端连接，所述辅助控制阀(311)的第二端分别与所述控制阀(308)的第一端和所述电子断行控制器(303)的第一端连接。

8.根据权利要求7所述的气液联动执行机构，其特征在于，所述辅助控制阀(311)为三通常闭电磁阀或手动控制阀。

Images