CN111609178B - 一种横向布局的双阀芯多通阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种横向布局的双阀芯多通阀，包括圆管形的阀体和连接管，阀体内设有阀芯，阀体的圆周壁上设有多个周向分布的介质进管，阀芯设有一个阀芯轴向中心孔和多个阀芯轴向周边孔，阀体为两个且结构相同，连接管的轴向和阀体的轴向均为水平方向，连接管的圆周壁上相通连接有第一介质出管和第二介质出管，连接管内设有连接中心管和周向通道，第一介质出管通过周向通道与两个阀体对应的阀芯轴向周边孔连通，第二介质出管通过连接中心管与两个阀体对应的阀芯轴向中心孔连通。本发明将两个阀体通过连接管连接在一起并设计为水平方向，显著减小多通阀的平面占用空间，节约大量土地，并成倍增加介质进管，使其能够连接的油气井数量翻倍。

Description

一种横向布局的双阀芯多通阀

技术领域

本发明涉及一种油气田行业的井口或集气站用的多通阀，尤其涉及一种横向布局的双阀芯多通阀。

背景技术

多通阀是一种联接控制多路管道的旋转阀，其基本结构是在阀体内安装阀芯，通过手动或电动方式旋转阀芯，实现多个通道的通断控制。

在比较先进的传统多通阀中，其阀体的轴向为竖向，多个横向的介质进管（即进气管或进液管）沿周向安装在阀体的外周，阀体的下端设有两个介质出管（即出气管或出液管），实现将多个介质进管中的一个介质进管的流体分流到第一介质出管并将其它所有介质进管的流体引流到第二介质出管的目的。

比如专利号为“ZL 201920947964.5”、名称为“用于流体控制的多通道选择控制装置”的实用新型专利，公开了一种用于流体控制的多通道选择控制装置，阀芯置于阀体的内腔内，阀体为圆管形阀体且其圆周壁上均匀设有多个横向的阀体安装孔，多个介质进管的内端分别安装于多个阀体安装孔内，阀芯的中段为竖向的柱体且该柱体的外周表面为环形外凸圆弧面，阀芯的上端与竖向的传动杆的下端连接，阀芯中段的柱体设有多个流道孔并分别与多个介质进管连接，一个流道孔和其它流道孔分别与两个介质出管连接。该实用新型工作时，阀芯转动过程中，流体可以对阀芯密封面进行自动清洗，从而保证阀芯与阀座之间密封的持续性和可靠性；该实用新型能够实现将一个介质进管的流体分流到一个介质出管并将其它所有介质进管的流体引流到另一个介质出管的目的。

上述多通道选择控制装置也是一种多通阀，由于多个介质进管在水平方向内的周向分布，所以存在如下问题：随着需要连接的油气井（即油井、气井或油气混合井，下同）数量增加，介质进管的数量也会增加，多通阀的平面占用空间会很大，管线布置也比较复杂，而且增加的数量会受到限制，比如，一个多通阀上设置8个介质进管就基本达到饱和，很难再增加新的介质进管，限制了多通阀的使用范围，不能满足更多油气井使用一个多通阀的需求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种节省平面占用空间且能设置更多介质进管的横向布局的双阀芯多通阀。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种横向布局的双阀芯多通阀，包括圆管形的阀体，所述阀体内设有阀芯，所述阀体的圆周壁上设有多个周向分布的介质进管，所述阀芯的中心位置设有一个阀芯轴向中心孔，所述阀芯轴向中心孔的周围分布有多个阀芯轴向周边孔，所述阀芯轴向中心孔能够与任意一个所述介质进管对应连通且连通时多个所述阀芯轴向周边孔与剩余的其它多个所述介质进管一一对应连通；所述阀体为两个且结构相同，所述双阀芯多通阀还包括连接管，所述连接管的轴向和所述阀体的轴向均为水平方向，所述连接管的圆周壁上相通连接有第一介质出管和第二介质出管，所述连接管内设有同轴向的连接中心管，所述连接管的内壁与所述连接中心管的外壁之间形成周向通道，所述第一介质出管的内端与所述周向通道的中段连通，所述周向通道的两个端部分别与两个所述阀体对应的所述阀芯轴向周边孔连通，所述第二介质出管的内端与所述连接中心管的中段通过多通接头连通，所述连接中心管的两个端部分别与两个所述阀体对应的所述阀芯轴向中心孔连通。

上述结构中，将阀体的轴向设为水平方向，并将两个阀体通过轴向为水平方向的连接管相通连接在一起，在连接管上设置第一介质出管和第二介质出管，分别通过两个阀芯控制两个阀体上多个介质进管与两个介质出管之间的连通关系，是本发明的重要创新，一方面显著减小多通阀的平面占用空间，另一方面成倍增加了介质进管，使其能够连接的油气井数量翻倍。

根据实际需要，所述第二介质出管为一个，每一个所述阀体上的其中一个所述介质进管的外端密封安装有用于阻挡介质进入的挡板。这种结构使所有的介质进管在同一时间只能有一个能够与第二介质出管连通进行介质计量，其它所有介质进管的介质都通过第一介质出管汇集排出用于生产，适用于计量需求较小的场合。

或者，所述第二介质出管为两个，两个所述第二介质出管的内端分别与所述连接中心管的中段通过两个所述多通接头连通且两个所述第二介质出管的内端之间互不相通，所述连接中心管的两个端部分别与两个所述阀体对应的所述阀芯轴向中心孔连通。这种结构使每一个阀体对应的介质进管均可以有一个能够在同一时间分别与两个第二介质出管连通进行介质计量，其它所有介质进管的介质都通过第一介质出管汇集排出用于生产，适用于计量需求较大的场合。

作为优选，为了便于实现自动化控制，两个所述阀体上分别安装有电动执行器，所述电动执行器的动力输出端与对应的所述阀芯的一端连接并能够驱动所述阀芯旋转。

具体地，每一个所述阀体上均设有八个周向分布的所述介质进管。

本发明的有益效果在于：

本发明将两个阀体通过连接管连接在一起，并将两个阀体和连接管的轴向设计为水平方向，将介质出管设置在连接管上，一方面显著减小了多通阀的平面占用空间，节约了大量土地，另一方面成倍增加了介质进管，使其能够连接的油气井数量翻倍，满足了更多油气井使用同一个多通阀的需求，尤其适合高压大井丛或多井集气站的有限空间应用；同时，通过两个阀体对应的阀芯控制轮换计量，使得轮换计量更加灵活和快速，计量效率更高。

附图说明

图1是本发明实施例1所述横向布局的双阀芯多通阀的局剖主视图；

图2是本发明实施例1所述横向布局的双阀芯多通阀的俯视图；

图3是本发明实施例2所述横向布局的双阀芯多通阀的局剖主视图；

图4是本发明实施例2所述横向布局的双阀芯多通阀的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

实施例1：

如图1和图2所示，一种横向布局的双阀芯多通阀，包括圆管形的阀体12和连接管20，阀体12内设有阀芯13，阀体12的圆周壁上设有八个周向分布的介质进管14，阀芯13的中心位置设有一个阀芯轴向中心孔16，阀芯轴向中心孔16的周围分布有八个阀芯轴向周边孔15，阀芯轴向中心孔16能够与任意一个介质进管14对应连通且连通时八个阀芯轴向周边孔15与剩余的其它七个介质进管14一一对应连通；阀体12为两个且结构相同，连接管20的轴向和阀体12的轴向均为水平方向，连接管20的圆周壁上相通连接有第一介质出管27和第二介质出管21，连接管20内设有同轴向的连接中心管25，连接管20的内壁与连接中心管25的外壁之间形成周向通道24，第一介质出管27的内端与周向通道24的中段连通，周向通道24的两个端部分别与两个阀体12对应的阀芯轴向周边孔15连通，第二介质出管21的内端与连接中心管25的中段通过多通接头23连通，连接中心管25的两个端部分别与两个阀体12对应的阀芯轴向中心孔16连通；第二介质出管21为一个，每一个阀体12上的其中一个（任意一个均可）介质进管14的外端密封安装有用于阻挡介质进入的挡板17；两个阀体12上分别安装有电动执行器10，电动执行器10的动力输出端与对应的阀芯13的一端连接并能够驱动阀芯13旋转。

图1和图2还示出了安装于阀体12端部的阀盖11，图1还示出了第二介质出管21内的计量介质通道22，以及用于连接阀芯轴向中心孔16和连接中心管25的连接支座26，这些为适应性常规结构。

一个电动执行器10、一个阀体12、一个阀盖11、一个阀芯13、八个介质进管14、一个挡板17和其它局部辅件共同构成一个端体1，一个连接管20、一个第二介质出管21、一个第一介质出管27、一个多通接头23、一个连接中心管25、两个连接支座26和其它局部辅件共同构成一个中体2，本实施例所述横向布局的双阀芯多通阀包括相互连接的一个中体2和两个端体1。根据应用需要，端体1还可以为更多个，比如三个或四个，对应地，中体2的连接管20可以设计为三通管或四通管，其它部件及连接结构作适应性变化即可，端体1的方向和排列方式也可以适应性变化，这样可以实现一个多通阀与更多油气井连接的目的。

如图1和图2所示，使用时，每一个端体1的阀体12上除安装有挡板17以外的其它七个介质进管14分别连接一个油气井，两个端体1共连接14个油气井，中体2的第一介质出管27和第二介质出管21分别与生产分离装置和计量分离装置连接。

根据需要，如果所有油气井的介质（即石油、天然气或油气混合体）均不需要计量，则通过两个电动执行器10分别控制两个阀芯13旋转并使其阀芯轴向中心孔16与安装有挡板17的介质进管13对应连接，此时第二介质出管21无介质输出，14个油气井的介质均通过周向通道24和第一介质出管27进入生产分离装置；如果需要对其中一个端体1对应的一个油气井的介质进行计量，则通过对应的电动执行器10控制对应的阀芯13旋转并使其阀芯轴向中心孔16与对应的介质进管13连接，同时通过另一个电动执行器10控制另一个阀芯13旋转并使其阀芯轴向中心孔16与安装有挡板17的介质进管13对应连接，此时需要计量的油气井的介质通过对应的阀芯轴向中心孔16、连接中心管25和第二介质出管21进入生产分离装置，实现计量功能，同时，其它十三个油气井的介质均通过周向通道24和第一介质出管27进入生产分离装置；如果需要对另一个端体1对应的一个油气井的介质进行计量，则方法类似。按上述方法，可以实现对所有油气井中的任何一个进行介质计量，同时将其它油气井的介质送入生产分离装置，但只能同时对十四个油气井的其中一个进行介质计量。

实施例2：

如图3和图4所示，一种横向布局的双阀芯多通阀，包括圆管形的阀体12和连接管20，阀体12内设有阀芯13，阀体12的圆周壁上设有八个周向分布的介质进管14，阀芯13的中心位置设有一个阀芯轴向中心孔16，阀芯轴向中心孔16的周围分布有八个阀芯轴向周边孔15，阀芯轴向中心孔16能够与任意一个介质进管14对应连通且连通时八个阀芯轴向周边孔15与剩余的其它七个介质进管14一一对应连通；阀体12为两个且结构相同，连接管20的轴向和阀体12的轴向均为水平方向，连接管20的圆周壁上相通连接有第一介质出管27和第二介质出管21，连接管20内设有同轴向的连接中心管25，连接管20的内壁与连接中心管25的外壁之间形成周向通道24，第一介质出管27的内端与周向通道24的中段连通，周向通道24的两个端部分别与两个阀体12对应的阀芯轴向周边孔15连通，第二介质出管21的内端与连接中心管25的中段通过多通接头23连通，连接中心管25的两个端部分别与两个阀体12对应的阀芯轴向中心孔16连通；第二介质出管21为两个，两个第二介质出管21的内端分别与连接中心管25的中段通过两个多通接头23连通且两个第二介质出管21的内端之间互不相通，连接中心管25的两个端部分别与两个阀体12对应的阀芯轴向中心孔16连通；两个阀体12上分别安装有电动执行器10，电动执行器10的动力输出端与对应的阀芯13的一端连接并能够驱动阀芯13旋转。说明：本实施例的多通接头23与实施例1的结构看上去似乎有差异，但都是用于连通的常规多通结构，所以就没有对其进行名称和标记区分；同时本实施例的电动执行器10与实施例1相比其安装方向相差90°，但功能和结构相同，所以也没有对其进行名称和标记区分。

图3和图4还示出了安装于阀体12端部的阀盖11，图1还示出了第二介质出管21内的计量介质通道22，以及用于连接阀芯轴向中心孔16和连接中心管25的连接支座26，这些为适应性常规结构。

一个电动执行器10、一个阀体12、一个阀盖11、一个阀芯13、八个介质进管14和其它局部辅件共同构成一个端体1，一个连接管20、两个第二介质出管21、一个第一介质出管27、两个多通接头23、一个连接中心管25、两个连接支座26和其它局部辅件共同构成一个中体2，本实施例所述横向布局的双阀芯多通阀包括相互连接的一个中体2和两个端体1。根据应用需要，端体1还可以为更多个，比如三个或四个，对应地，中体2的连接管20可以设计为三通管或四通管，其它部件及连接结构作适应性变化即可，端体1的方向和排列方式也可以适应性变化，这样可以实现一个多通阀与更多油气井连接的目的。说明：本实施例的中体2和端体1与实施例1虽然略有变化，但整体发明构思和主要结构相同，所以也没有对其进行名称和标记区分。

如图3和图4所示，使用时，每一个端体1的阀体12上八个介质进管14分别连接一个油气井，两个端体1共连接16个油气井，中体2的第一介质出管27和两个第二介质出管21分别与生产分离装置和两个计量分离装置对应连接。

本实施例中，16个油气井中必然有两个油气井的介质会进行同时计量；对于每一个端体1来说，通过对应的电动执行器10控制对应的阀芯13旋转并使其阀芯轴向中心孔16与需要计量的油气井对应的介质进管13连接，此时需要计量的油气井的介质通过对应的阀芯轴向中心孔16、连接中心管25和第二介质出管21进入生产分离装置，实现计量功能，同时，每一个端体1对应的其它七个油气井的介质均通过周向通道24和第一介质出管27进入生产分离装置。按上述方法，可以实现对每一组油气井中的任何一个共两个同时进行介质计量，同时将其它所有油气井的介质送入生产分离装置，计量效率高。

说明：上述两个实施例的阀体12的内部结构与专利号为“ZL 201920947964.5”、名称为“用于流体控制的多通道选择控制装置”的实用新型专利的阀体内部结构相同，在此不再赘述。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种横向布局的双阀芯多通阀，包括圆管形的阀体，所述阀体内设有阀芯，所述阀体的圆周壁上设有多个周向分布的介质进管，所述阀芯的中心位置设有一个阀芯轴向中心孔，所述阀芯轴向中心孔的周围分布有多个阀芯轴向周边孔，所述阀芯轴向中心孔能够与任意一个所述介质进管对应连通且连通时多个所述阀芯轴向周边孔与剩余的其它多个所述介质进管一一对应连通；其特征在于：所述阀体为两个且结构相同，所述双阀芯多通阀还包括连接管，所述连接管的轴向和所述阀体的轴向均为水平方向，所述连接管的圆周壁上相通连接有第一介质出管和第二介质出管，所述连接管内设有同轴向的连接中心管，所述连接管的内壁与所述连接中心管的外壁之间形成周向通道，所述第一介质出管的内端与所述周向通道的中段连通，所述周向通道的两个端部分别与两个所述阀体对应的所述阀芯轴向周边孔连通，所述第二介质出管的内端与所述连接中心管的中段通过多通接头连通，所述连接中心管的两个端部分别与两个所述阀体对应的所述阀芯轴向中心孔连通；两个所述阀体上分别安装有电动执行器，所述电动执行器的动力输出端与对应的所述阀芯的一端连接并能够驱动所述阀芯旋转；每一个所述阀体上均设有八个周向分布的所述介质进管。

2.根据权利要求1所述的横向布局的双阀芯多通阀，其特征在于：所述第二介质出管为一个，每一个所述阀体上的其中一个所述介质进管的外端密封安装有用于阻挡介质进入的挡板。

3.根据权利要求1所述的横向布局的双阀芯多通阀，其特征在于：所述第二介质出管为两个，两个所述第二介质出管的内端分别与所述连接中心管的中段通过两个所述多通接头连通且两个所述第二介质出管的内端之间互不相通，所述连接中心管的两个端部分别与两个所述阀体对应的所述阀芯轴向中心孔连通。