CN112303248B - 浮子先导式排液阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮子先导式排液阀,属于油气田开采技术领域，包括缸体和浮子，所述缸体内安装有可上下移动的活塞，活塞上安装有向下延伸的主阀针，主阀针上还开设有贯穿活塞的中空通道，且浮子上还安装有与中空通道配合的导阀针。本发明能使气田水或原油排出时不需要附加任何辅助动力控制系统，从而在不具备电力条件的地区能照样能完成生产任务，且相对于现有的电动(或气动)阀相比更加简便、故障因素更少、更加环保节能、建设投资与运营成本更低。

Description

浮子先导式排液阀
技术领域
本发明属于油气田开采技术领域，具体而言，涉及一种浮子先导式排液阀。
背景技术
在油气田采出与油气处理生产工艺中，气—液分离器使用最为普遍，分离器分离出来的液体（气田水和原油等），都需要在控制一定液位下排出分离器，而现有排出液体气田水或原油的方法是先通过一个液位传感器对液位高度进行监测，当液位传感器监测到液位高度高于设定的液位高度时，液位传感器将信号传输给电动（或气动)阀，电动（或气动)阀在接收到液位信号后打开。但对于一些位于偏远山区的井站，电力电源铺设不仅困难，且成本极高，因此，一些低效油气井站为此只能放弃安装电动（或气动)阀；即使在有电力条件下，由于井站经常因电气故障、电力故障造成停产，从而使电动（或气动)阀在油气开采中毫无疑义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮子先导式排液阀，使气田水或原油排出时不需要附加任何辅助动力控制系统，从而在不具备电力条件的地区能照样能完成生产任务，且相对于现有的电动（或气动)阀相比更加简便、故障因素更少、更加环保节能、建设投资与运营成本更低。
为实现本发明目的，采用的技术方案为：浮子先导式排液阀，包括阀壳体和开设在阀壳体上的进液口、排液口；所述阀壳体内具有主阀腔，且主阀腔内安装有缸体和浮子，所述缸体内安装有可上下移动的活塞，活塞上安装有向下延伸的主阀针，主阀针上还开设有贯穿活塞的中空通道，且浮子底部安装有导阀针，且缸体上还设有用于导阀针穿过的孔，且阀针与该孔形成间隙通道。
进一步的，所述活塞与缸体之间形成导阀腔，且导阀腔内安装有压缩弹簧。
进一步的，所述活塞外圆面上还安装有密封结构。
进一步的，所述密封结构为密封圈、活塞环或间隙密封配合中的其中一种。
进一步的，所述活塞呈圆筒状，主阀针的上端贯穿活塞底面向上延伸。
进一步的，所述主阀针和导阀针下端均具有倒置圆锥状的封堵头。
进一步的，所述主阀针上还安装有与导阀针配合的导阀阀座。
进一步的，所述排液口处还安装有主阀阀，且主阀针与主阀阀座配合。
进一步的，所述阀壳体顶部还开设有与主阀腔连通的浮子室；所述浮子安装在浮子室内，且浮子室顶部开设有气相连通口。
本发明的有益效果是,
本发明能使气田水或原油排出时不需要附加任何辅助动力控制系统，从而在不具备电力条件的地区能照样能完成生产任务，且相对于现有的电动（或气动)阀相比更加简便、故障因素更少、更加环保节能、建设投资与运营成本更低。
附图说明
图1是本发明提供的浮子先导式排液阀的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1、进液口，2、阀壳体， 3、主阀腔，4、浮子室，5、气相连通口，6、浮子， 7、导阀针，8、缸体，9、导阀腔，10、压缩弹簧，11、密封结构，12、活塞，13、主阀针，14、主阀阀座，15、排液口，16、间隙通道，17、中空通道，18、导阀阀座，19、腔室通道，20、缸体连接件。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种浮子先导式排液阀，包括阀壳体2和开设在阀壳体2上的进液口1、排液口15；所述阀壳体2内具有主阀腔3，且主阀腔3内安装有缸体8，缸体8通过缸体连接件20固定安装在主阀腔3内；所述阀壳体2顶部还开设有与主阀腔3连通的浮子室4，且浮子室4与主阀腔3之间还设有腔室通道19；所述浮子6悬浮在浮子室4内，且浮子室4顶部开设有气相连通口5，浮子6悬浮在浮子室4内；所述活塞12在缸体8内可进行上下移动，活塞12与缸体8内顶面之间形成导阀腔9，压缩弹簧10安装在导阀腔9内。
所述活塞12为圆柱形，在活塞12外圆柱表面上设置有密封结构11，将导阀腔9与主阀腔3密封隔断，活塞12中心安装有主阀针13，活塞12与主阀针13相互固定，也可以合为一整体。
所述活塞12上安装有向下延伸的主阀针13，主阀针13上还开设有贯穿活塞12的中空通道17，即主阀针13为中空，主阀针13的中空部即为中空通道17，导阀阀座18安装在主阀针13的上端。
所述浮子6的下端与导阀针7连接，导阀针7穿过缸体8顶部的孔伸入到导阀腔9内，导阀针7与缸体8顶部的开孔形成间隙通道16。
所述导阀针7与导阀阀座18配合实现导阀的开关功能。所述导阀针7、主阀针13的底部可以是锥面也可以为球面，使导阀针7和主阀针13在进行封堵时为线接触，以此形成较强的硬密封，增强阀门的开关有效性。
本实施例提供的浮子先导式排液阀的外部安装条件：所述进液口1将与外部的分离器（或是其它类似容器设备）排液口相连接，气液连通口5与分离器（或是其它类似容器设备）顶部的气相区域连通，这样，分离器与浮子先导式排液阀构成了连通器。理论上浮子室液位与分离器（或是其它类似容器设备）液位基本一致。
在初始条件下，浮子室4液位处于较低位置，浮子6与导阀针7在重力作用下，向下压在导阀阀座18上，导阀处于关闭状态。同理，主阀针13在压缩弹簧10的预紧力、以及浮子6、导阀针7、活塞12等重力共同作用下压在主阀座14上，主阀处于关闭状态。
当浮子室4的液位随着外部设备（分离器或其它类似容器设备）液位上升时，浮子6受到浮力增大。当浮子6浮力大于相关零部件自重和导阀阀座18处压差对阀针7作用力之和时，浮子6连同导阀针7上移，导阀针7离开导阀阀座18将导阀开启，液体从主阀腔3经间隙通道16进入导阀腔9，经导阀阀座18、经中空通道17、排液口15排出阀体。根据流体力学理论，液体在流过间隙通道16时，将产生一个压差ΔP，这个压差就是主阀腔3与导阀腔9的压差，活塞12在压差ΔP作用下产生向上推力，当这个向上推力大于压缩弹簧10的压缩力与相关零部件重力之和，活塞12带动主阀针13将上移离开主阀座14将主阀开启，大量液体从主阀腔3经主阀座14、排液口15排出阀体。这样就完成了浮子先导式排液阀一次开启过程。
当浮子室4的液位随着外部设备（分离器或其它类似容器设备）液位下降时，浮子6带动导阀针7下降，直至与导阀阀座18接触关闭导阀，阻断了导阀流通，在间隙通道16的液体流量为0，压差ΔP=0，活塞12失去向上推力，在压缩弹簧10压缩力及重力作用下，活塞12带动主阀针下移直至关闭主阀。这样就完成了浮子先导式排液阀一次关闭。
周而复始实现浮子先导式排液阀自动排液工作。
实施例2
本实施例2提供了一种浮子先导式排液阀，该浮子先导式排液阀可直接内置安装在分离器（或是其需要排液的容器设备，以下均称谓分离器）内部，此时，分离器壳体兼做实施例1中提供的浮子先导式排液阀的阀壳体2，分离器内部容积空域兼做本阀的主阀腔2和浮子室4，分离器排液口兼做本阀的排液口15，并取消气相连通口5，其他结构件与实例1中提供的浮子先导式排液阀相同。
在初始条件下，分离器液位处于较低位置，浮子6与导阀针7在重力作用下，向下压在导阀阀座18上，导阀处于关闭状态。同理，主阀针13在压缩弹簧10的预紧力、以及浮子6、导阀针7、活塞12等重力共同作用下压在主阀座14上，主阀处于关闭状态。
当分离器的液位上升时，浮子受到浮力增大。浮力大于相关零部件自重和导阀阀座18处压差对导阀针7作用力之和时，浮子6连同导阀针7上移，导阀针7离开导阀阀座18将导阀开启，液体从分离器经间隙通道16进入导阀腔9，经导阀阀座18、经中空通道17、排液口15排出阀体。根据流体力学理论，液体在流过间隙通道16时，将产生一个压差ΔP，这个压差就是主阀腔3与导阀腔9的压差，活塞12在压差ΔP作用下产生向上推力，当这个向上推力大于压缩弹簧10的压缩力与相关零部件重力之和，活塞12带动主阀针13将上移离开主阀座14将主阀开启，大量液体从分离器经主阀座14、排液口15排出阀体。这样就完成了浮子先导式排液阀一次开启过程。
当分离器（或其它类似容器设备）的液位下降时，浮子6带动导阀针7下降，直至与导阀阀座18接触关闭导阀，阻断了导阀流通，在间隙通道16的液体流量为0，压差ΔP=0，活塞12失去向上推力，在压缩弹簧10压缩力及重力作用下，活塞12带动主阀针下移直至关闭主阀。这样就完成了浮子先导式排液阀一次关闭。
周而复始实现浮子先导式排液阀自动排液工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (5)

1.一种浮子先导式排液阀，其特征在于，包括阀壳体（2）和开设在阀壳体（2）上的进液口（1）、排液口（15）；所述阀壳体（2）内具有主阀腔（3），且主阀腔（3）内安装有缸体（8）和浮子（6），所述缸体（8）内安装有可上下移动的活塞（12）；所述活塞（12）与缸体（8）之间形成导阀腔（9），且导阀腔（9）内安装有压缩弹簧（10）；所述活塞（12）上安装有向下延伸的主阀针（13），主阀针（13）顶部还安装有与导阀针（7）配合的导阀阀座（18），且主阀针（13）上还开设有贯穿活塞（12）的中空通道（17），且浮子（6）底部安装有导阀针（7），且缸体（8）上还开设有用于导阀针（7）穿过的孔，且阀针（7）与该孔形成间隙通道（16）；所述阀壳体（2）顶部开设有与主阀腔（3）连通的浮子室（4）；所述浮子（6）安装在浮子室（4）内，且浮子室（4）顶部开设有气相连通口（5）；所述活塞（12）外圆面上还安装有密封结构（11）。
2.根据权利要求1所述的浮子先导式排液阀，其特征在于，所述密封结构（11）为密封圈、活塞环或间隙密封配合中的其中一种。
3.根据权利要求1所述的浮子先导式排液阀，其特征在于，所述活塞（12）呈圆筒状，主阀针（13）的上端贯穿活塞（12）底面向上延伸。
4.根据权利要求1所述的浮子先导式排液阀，其特征在于，所述主阀针（13）和导阀针（7）下端均具有倒置圆锥状的封堵头。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的浮子先导式排液阀，其特征在于，所述排液口（15）处安装有主阀阀座（14），且主阀针（13）与主阀阀座（14）配合。
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