CN112696503A - 一种耐超高温高压空气制动阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐超高温高压空气制动阀，包括阀门腔体、流体入口、流体出口、流入阀针、流出阀针、空气密封端盖、空气密封内盖、流体密封端盖、阀针腔体、外力环，阀门腔体内有阀针腔体，左右两端为流体入口、流体出口，阀门腔体为左右对称结构，由外向内依次为空气密封端盖、空气密封内盖、流体密封端盖；流入阀针、流出阀针经过流体入口、流体出口延伸至阀针腔体内，流入阀针前端设置封堵器；外力环为带帽檐的空心圆柱，套在阀针上；阀门腔体内壁与空气密封端盖形成动力腔室，侧面分布两个压缩空气注入通道，中间分布检漏通道。本发明能在超高温高压下实现密封，通过低压压缩空气自动控制，安全稳定，减少事故风险，使实验结果更加准确可靠。

Description

一种耐超高温高压空气制动阀

技术领域

本发明涉及超高温高压油气藏技术领域用于物理模拟实验中的一种耐超高温高压空气制动阀门。

技术背景

随着越来越多高温超高压油气藏被发现，在进行油气有效开发之前需要进行大量的物理模拟实验工作来支撑油藏开发方案的设计。阀门是油气开发室内物理模拟装置的关键组成部分，用于实现对高压流体的控制。物模实验装置都放于高温试验箱中，后者用于提供实际油气藏温度，确保实验的匹配性。通常情况下，进行油气开发物理模拟实验时都需要经常人为去打开或关闭阀门，需要经常打开高温试验箱，一方面会造成试验箱内温度的流失，每次开门后都需要等试验箱中温度稳定后才能继续开展实验；其次高温特别是超高温条件下关闭阀门存在烫伤的危险。目前已有的阀门如“阀门”（CN111271501A）和“一种气动阀门”（CN110671507A）中分别属于高压手动阀门和气动阀门。而同时耐超高温和超高压的空气制动阀门，尚属空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐超高温高压空气制动阀，该阀门原理可靠，操作简便，能在超高温高压下实现稳定密封，通过低压压缩空气实现自动控制，避免了高温条件下人为接触阀门，安全稳定，减少事故风险，使实验结果更加准确可靠。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

超高温高压空气制动阀，包括阀门腔体、流入阀针、流出阀针、高压流体密封盖、压缩空气密封端盖、外力环、组合密封圈、封堵器（带圆孔）、压缩空气流入通道和空气动力腔室。

其中超高温高压流体密封技术参考“一种高温超高压流体配样器”（CN111579337A），流入和流出阀针穿过外力环（带帽檐的空心圆柱）和组合密封圈，能实现200MPa、200℃范围内稳定密封。

阀针通过旋拧固定在左右端盖上；左右动力腔室均布置有两道密封圈，防止低压空气泄露；阀门中部侧面布置有检漏口，用于检测高温高压流体是否有泄露。由于动力腔室的空气接触面积远大于流入阀针端接触面积，确保了压缩空气在0.3MPa左右就可以实现对阀门的开和关控制。

优选的，左右两端的空气动力腔室的体积保持一致。

优选的，控制阀门工作的气体可以为空气，也可以为其他气体。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明将外力环和耐高温高压高分子材料密封圈组合应用到自动阀中，使得阀门能承受超高温高压条件，对高温高压油气藏开发物模实验具有重要的支撑作用，应用前景广阔。

附图说明

图1为超高温高压空气制动阀的结构示意图。

图2为封堵器的结构示意图。

图中：1、2-流体入口、流体出口；3、4-流入阀针、流出阀针；5、9-空气密封端盖；6、8-空气密封内盖；7、17-流体密封端盖；10、16-外力环；11、15-组合密封圈；12-封堵器；13、14-空气动力腔室；18-阀门腔体；19、20、21、22、27、28-密封圈；23、25-压缩空气注入通道；24-检漏通道；26-阀针腔体；29-流体通道。

具体实施方式

下面根据附图进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。

参看图1、图2。

一种耐超高温高压空气制动阀，包括阀门腔体18、流体入口1、流体出口2、流入阀针3、封堵器12、流出阀针4、空气密封端盖（5、9）、空气密封内盖（6、8）、流体密封端盖（7、17）、阀针腔体26、外力环（10、16）、压缩空气注入通道（23、25）和检漏通道24。

所述阀门腔体18内有阀针腔体26，左右两端为流体入口1、流体出口2，流体入口、流体出口内置流入阀针3、流出阀针4，阀门腔体为左右对称结构，由外向内依次为空气密封端盖（5、9）、空气密封内盖（6、8）、流体密封端盖（7、17），阀门腔体与空气密封端盖之间、空气密封端盖与空气密封内盖之间、空气密封内盖与流体密封端盖之间均通过螺纹连接，并分别设置密封圈（19、21，20、22，27、28）保证密封；流入阀针、流出阀针分别固定于左右两端的空气密封端盖，经过流体入口、流体出口延伸至阀针腔体内，流入阀针前端设置封堵器12，流入阀针、流出阀针与阀针腔体之间设置组合密封圈（11、15）；所述外力环（10、16）为带帽檐的空心圆柱，空心圆柱套在流入阀针、流出阀针上，帽檐置于流体密封端盖和阀针腔体之间；所述阀门腔体内壁与左右两端的空气密封端盖形成空气动力腔室（13、14），阀门腔体侧面分布两个压缩空气注入通道（23、25），中间分布检漏通道24，压缩空气注入通道与动力腔室连通，检漏通道与阀针腔体内连通，用于检测高温高压流体是否泄露。

所述封堵器12前端设计为锥形，两侧有流体通道29。在阀门关闭状态下，其前端置于流入阀针内部抵死；当阀门打开状态下，其前端与流入阀针内部出现缝隙，流体通过缝隙并经流体通道进入流出阀针中。

所述超高温高压空气制动阀的具体使用方法如下：

（1）需要打开阀门时，将低压压缩空气从压缩空气注入通道23注入，压缩空气就会推动压缩空气密封内盖6、8，流体密封端盖7、17，阀针腔体26整体向右移动，这时流入阀针3和封堵器12之间将会出现空隙，阀针3内高压流体就会经过封堵器进入阀针4，此时阀门处于打开状态；

（2）需要关闭阀门时，将低压压缩空气从压缩空气注入通道25注入，压缩空气就会推动压缩空气密封内盖6、8，流体密封端盖7、17，阀针腔体26整体向左移动，这时流入阀针3和封堵器12之间将会贴紧，阀针3内高压流体就被阻隔，此时阀门处于关闭状态；

（3）实验过程如果阀针检漏通道24有高温流体流出，说明组合密封圈11、15出现问题，需要更换密封圈；

（4）压缩空气的注入通过空气压缩机所连的电脑软件控制。

本发明并不限于上述实施方式，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变更。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)

1.一种耐超高温高压空气制动阀，包括阀门腔体（18）、流体入口（1）、流体出口（2）、流入阀针（3）、封堵器（12）、流出阀针（4）、空气密封端盖（5、9）、空气密封内盖（6、8）、流体密封端盖（7、17）、阀针腔体（26）、外力环（10、16）、压缩空气注入通道（23、25）和检漏通道（24），其特征在于， 所述阀门腔体（18）内有阀针腔体（26），左右两端为流体入口（1）、流体出口（2），流体入口、流体出口内置流入阀针（3）、流出阀针（4），阀门腔体为左右对称结构，由外向内依次为空气密封端盖（5、9）、空气密封内盖（6、8）、流体密封端盖（7、17），阀门腔体与空气密封端盖之间、空气密封端盖与空气密封内盖之间、空气密封内盖与流体密封端盖之间均通过螺纹连接，并分别设置密封圈保证密封；流入阀针、流出阀针分别固定于左右两端的空气密封端盖，经过流体入口、流体出口延伸至阀针腔体内，流入阀针前端设置封堵器（12），流入阀针、流出阀针与阀针腔体之间设置组合密封圈（11、15）；所述外力环（10、16）为带帽檐的空心圆柱，空心圆柱套在流入阀针、流出阀针上，帽檐置于流体密封端盖和阀针腔体之间；所述阀门腔体内壁与左右两端的空气密封端盖形成空气动力腔室（13、14），阀门腔体侧面分布两个压缩空气注入通道（23、25），中间分布检漏通道（24），压缩空气注入通道与动力腔室连通，检漏通道与阀针腔体内连通。

2.如权利要求1所述的一种耐超高温高压空气制动阀，其特征在于，所述封堵器（12）前端设计为锥形，两侧有流体通道（29）。

3.如权利要求2所述的一种耐超高温高压空气制动阀，其特征在于，所述封堵器，在阀门关闭状态下，其前端置于流入阀针内部抵死；当阀门打开状态下，其前端与流入阀针内部出现缝隙，流体通过缝隙并经流体通道进入流出阀针中。

4.如权利要求1所述的一种耐超高温高压空气制动阀，其特征在于，左右两端的空气动力腔室的体积保持一致。

5.如权利要求1所述的一种耐超高温高压空气制动阀，其特征在于，控制阀门工作的气体可以为空气，也可以为其他气体。

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