CN114484280B - 一种液态二氧化碳分配用流量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于液态二氧化碳注入技术领域，具体的说是一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，包括橇座，所述橇座的顶部固定连接有安装架，所述安装架上安装有主管和多个支管，且多个支管均和主管连通，所述主管上和支管上均安装有压力表和温度表，且支管上还安装有流量监测装置。本发明在向井口中注入液态二氧化碳时，当主管和各支管中的液态二氧化碳的压力处于稳定状态后，流量监测装置能够对各支管中液态二氧化碳的流量以及压力值进行自动采集，接着将实际流量与支管预设的流量进行比较，根据流量偏差，综合各支管间压力差值，调整各支管电动调节阀的开度，逐步消除流量偏差，从而实现流量稳定，防止各支管发生偏流。

Description

一种液态二氧化碳分配用流量调节装置

技术领域

本发明属于液态二氧化碳注入技术领域，特别涉及一种液态二氧化碳分配用流量调节装置。

背景技术

油田二氧化碳注入技术是指将收集来的液态二氧化碳注入油层，以达到提高原油采收率以及二氧化碳利用封存目的的一项技术。在二氧化碳注入过程中用于计量分配液态低温二氧化碳流量，来满足生产需求的设备叫液态二氧化碳计量分配装置。

在向地下油层中注入二氧化碳时，经常需要同时向多口井注入二氧化碳，并且由于每口井的压力、工艺等因素，需要采用不同的速率注入及不同的注入量，因此 在运行过程中液态低温二氧化碳的计量分配装置就必不可少，为了保证满足工艺要求，通常会使用液态低温二氧化碳流量调节装置对注入井口的二氧化碳进行调节，但是现有的二氧化碳流量调节装置在对二氧化碳进行调节时，由于液态二氧化碳在输入井口的过程中会受热膨胀，从而导致二氧化碳流量调节装置的输出端和输入端的压力存在偏差，进而影响液态二氧化碳稳定的向井口中输送。

因此，发明一种液态二氧化碳分配用流量调节装置来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，包括橇座，所述橇座的顶部固定连接有安装架，所述安装架上安装有主管和多个支管，且多个支管均和主管连通，所述主管上和支管上均安装有压力表和温度表，且支管上还安装有流量监测装置，所述流量监测装置包括流量电动调节阀和动态压力调节装置，所述橇座上安装有用来控制流量监测装置的电控柜。

进一步的，所述动态压力调节装置包括阀体，所述阀体两侧分别连接有输入管和输出管，所述输入管与支管连通，且流量电动调节阀安装在输入管上，所述阀体中部开设有活动腔和密封腔，且密封腔的主面剖视图呈倒梯形，所述活动腔位于密封腔的顶部，且活动腔和密封腔连通，所述密封腔的底部腔壁上开设有进液通道，且进液通道与输入管连通，所述密封腔内设有密封块，且密封块与密封腔相匹配，所述密封块的底部滑动插接有第一限位杆，所述第一限位杆的底部与进液通道底部管壁固定连接，所述密封块的顶部固定连接有第二限位杆，所述第二限位杆的两侧均设有插杆，且插杆与密封块的顶部固定连接，所述活动腔一侧腔壁上开设有出液通道，且出液通道与输出管连通，所述活动腔内设有活动块，所述活动块的顶部固定连接有压杆，且压杆的顶部滑动贯穿插接在阀体的顶部，所述活动块的底部开设有两个插孔和一个限位孔，且限位孔靠近顶部的部分位于压杆中，两个所述插孔以及限位孔分别与两个插杆以及第二限位杆相匹配，且限位孔内安装有第一弹簧，所述压杆位于阀体外的部分滑动套接有平衡装置。

进一步的，所述平衡装置包括压力筒，所述压力筒滑动套接在压杆上，且压力筒的顶部螺纹套接有箱盖，所述压力筒的底部螺纹连接有环形挡板，且环形挡板的底部与阀体顶部固定连接，所述压力筒内设有活塞板，所述活塞板的底部与压杆的顶部螺纹连接在一起，所述活塞板的底部设有环形托板，所述环形托板滑动套接在压杆上，且环形托板与压力筒的底部内壁之间固定连接有多个伸缩杆，所述伸缩杆上套接有第二弹簧，所述压力筒靠近输出管的一侧连接有导流管，且导流管的底端与输出管连通。

进一步的，所述环形托板的底部固定连接有环形的可伸缩气囊，所述可伸缩气囊的底部与压力筒底部内壁固定连接，所述压力筒的底部贯穿插接有多个出气管，且出气与可伸缩气囊连通。

进一步的，所述输出管顶部内壁上铰接有防回流板，所述防回流板比导流管更靠近阀体，且防回流板靠近阀体的一侧设有环形密封板，所述环形密封板与输出管内壁固定连接，且环形密封板与防回流板相匹配。

进一步的，所述压力筒的底部固定连接有环形的导流板，且多个出气管均位于导流板的内侧。

进一步的，所述密封块的底部固定连接有密封环，且第一限位杆位于密封环的内侧，密封环对应位置的所述密封腔底部腔壁上开设有与之相匹配的密封槽。

进一步的，所述第一弹簧的最大弹力小于活塞板与压力筒内壁间的摩擦力，且第一弹簧的最大收缩量大于插孔的深度。

进一步的，所述阀体的整体外观呈不完整的球体，且阀体的底部设有收集盒，所述收集盒的两侧均固定连接有挂板，且两个挂板分别挂在输入管和输出管上。

进一步的，所述环形挡板的厚度自上而下逐渐变厚，且环形挡板的外壁与阀体表面平滑连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明在向井口中注入液态二氧化碳时，液态二氧化碳通过主管进入各支管中，通过各支管上的流量监测装置即可得到各支管上的流量分配比，以达到同时满足多口井注入液态二氧化碳的工艺要求，当主管和各支管中的液态二氧化碳的压力处于稳定状态后，流量监测装置能够对各支管中液态二氧化碳的流量以及压力值进行自动采集，接着将实际流量与支管预设的流量进行比较，根据流量偏差，综合各支管间压力差值，调整各支管电动调节阀的开度，逐步消除流量偏差，从而实现流量稳定，防止各支管发生偏流；

2、本发明通过设有动态压力调节装置，当液态二氧化碳通过阀体进入输出管时，部分液态二氧化碳能够直接注入井口中，而另一部分液态二氧化碳则通过导流管进入压力筒中，并且随着井口中压力的变化，活塞板能够随着压力的变化上下移动，从而通过密封块对进入阀体内的液态二氧化碳的量进行实时调控，进而保证阀体内的液态二氧化碳能够以较为稳定的压力输入井口中。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书和附图中所指出的结构来实现和获得。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明中电动调节阀和动态压力调节装置的立体结构示意图；

图3是本发明中图2的主面剖视图；

图4是本发明中图3的A部放大图；

图5是本发明中图3的B部放大图；

图6是本发明中图3的C部放大图；

图7是本发明中图3的D部放大图；

图8是本发明中压力筒的立体结构示意图。

图中：1、橇座；2、安装架；3、主管；4、支管；5、压力表；6、温度表；7、电动调节阀；8、动态压力调节装置；801、阀体；802、输入管；803、输出管；804、进液通道；805、密封块；806、第一限位杆；807、第二限位杆；808、插杆；809、出液通道；810、活动块；811、压杆；812、第一弹簧；9、电控柜；10、平衡装置；101、压力筒；102、箱盖；103、环形挡板；104、活塞板；105、环形托板；106、伸缩杆；107、第二弹簧；108、导流管；11、可伸缩气囊；12、出气管；13、防回流板；14、环形密封板；15、导流板；16、密封环；17、收集盒；18、挂板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-8所示的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，包括橇座1，所述橇座1的顶部固定连接有安装架2，所述安装架2上安装有主管3和多个支管4，且多个支管4均和主管3连通，所述主管3上和支管4上均安装有压力表5和温度表6，且支管4上还安装有流量监测装置，所述流量监测装置包括流量电动调节阀7和动态压力调节装置8，所述橇座1上安装有用来控制流量监测装置的电控柜9；

初次启动时，先设定电动调节阀7的初始值，当液态二氧化碳通过主管3进入各支管4中后，此时能够根据主管3以及支管4上的各压力表5清楚了解到主管3和各支管4中液态二氧化碳的压力情况，根据主管3以及支管4上的各温度表6能够清楚了解到主管3和各支管4中液态二氧化碳的温度情况，当主管3和各支管4中的液态二氧化碳的压力处于稳定状态后，流量监测装置能够对各支管4中液态二氧化碳的流量以及压力值进行自动采集，接着将实际流量与支管4预设的流量进行比较，根据流量偏差，综合各支管4间压力差值，调整各支管4电动调节阀7的开度，逐步消除流量偏差，稳定运行后，流量监测装置能够根据各支管4的压力变化情况，动态调节支管4的流量，从而实现流量稳定，防止各支管4发生偏流；

此外在向井口中注入液态二氧化碳的过程中动态压力调节装置8还能自动对支管4的输出压力进行调整，从而使液态二氧化碳能够以相对稳定的压力注入井口中。

如图2-7所示，所述动态压力调节装置8包括阀体801，所述阀体801两侧分别连接有输入管802和输出管803，所述输入管802与支管4连通，且流量电动调节阀7安装在输入管802上，所述阀体801中部开设有活动腔和密封腔，且密封腔的主面剖视图呈倒梯形，所述活动腔位于密封腔的顶部，且活动腔和密封腔连通，所述密封腔的底部腔壁上开设有进液通道804，且进液通道804与输入管802连通，所述密封腔内设有密封块805，且密封块805与密封腔相匹配，所述密封块805的底部滑动插接有第一限位杆806，所述第一限位杆806的底部与进液通道804底部管壁固定连接，所述密封块805的顶部固定连接有第二限位杆807，所述第二限位杆807的两侧均设有插杆808，且插杆808与密封块805的顶部固定连接，所述活动腔一侧腔壁上开设有出液通道809，且出液通道809与输出管803连通，所述活动腔内设有活动块810，所述活动块810的顶部固定连接有压杆811，且压杆811的顶部滑动贯穿插接在阀体801的顶部，所述活动块810的底部开设有两个插孔和一个限位孔，且限位孔靠近顶部的部分位于压杆811中，两个所述插孔以及限位孔分别与两个插杆808以及第二限位杆807相匹配，且限位孔内安装有第一弹簧812，所述压杆811位于阀体801外的部分滑动套接有平衡装置10，所述密封块805的底部固定连接有密封环16，且第一限位杆806位于密封环16的内侧，密封环16对应位置的所述密封腔底部腔壁上开设有与之相匹配的密封槽，所述第一弹簧812的最大弹力小于活塞板104与压力筒101内壁间的摩擦力，且第一弹簧812的最大收缩量大于插孔的深度。

所述平衡装置10包括压力筒101，所述压力筒101滑动套接在压杆811上，且压力筒101的顶部螺纹套接有箱盖102，所述压力筒101的底部螺纹连接有环形挡板103，且环形挡板103的底部与阀体801顶部固定连接，所述压力筒101内设有活塞板104，所述活塞板104的底部与压杆811的顶部螺纹连接在一起，所述活塞板104的底部设有环形托板105，所述环形托板105滑动套接在压杆811上，且环形托板105与压力筒101的底部内壁之间固定连接有多个伸缩杆106，所述伸缩杆106上套接有第二弹簧107，所述压力筒101靠近输出管803的一侧连接有导流管108，且导流管108的底端与输出管803连通，所述环形挡板103的厚度自上而下逐渐变厚，且环形挡板103的外壁与阀体801表面平滑连接；

初始时，第一弹簧812通过第二限位杆807对密封块805产生向下的压力，从而使得密封块805能够在该压力的作用下将进液通道804关闭，当液态二氧化碳通过输入管802进入进液通道804时，液态二氧化碳开始对密封块805产生向上的推力，从而使得密封块805能够沿着第一限位杆806向上运动，与此同时，插杆808在密封块805的带动下逐渐插入插孔中，而第二限位杆807则逐渐向上运动并压缩第一弹簧812，当插杆808与插孔的顶部孔壁接触时，密封块805停止运动，而进液通道804的开口也被打开，此时液态二氧化碳能够通过密封块805与密封腔间的间隙进入出液通道809和输出管803中，而进入输出管803中的液态二氧化碳一部分能够直接注入井口中，而另一部分液态二氧化碳则通过导流管108进入压力筒101中，并且当液态二氧化碳通过导流管108进入压力筒101中时，随着井口中压力的变化，此时输出管803内的压力也随着井口中压力的改变而波动，当井口中的压力增大时，井口内的压力开始对通过导流管108进入压力筒101内的液态二氧化碳产生压力，从而使得活塞板104在该压力的作用下带动压杆811和活动块810向下运动，而伸缩杆106和第二弹簧107则逐渐被压缩，此时由于插杆808已经完全插入插孔中，因此当活塞板104向下运动时，活动块810能够通过插杆808压动密封块805向下运动，随着密封块805的向下运动，密封块805侧面与密封腔侧壁间的间隙逐渐减小，此时通过进液通道804进入阀体801内的液态二氧化碳的量也逐渐减小，从而使得阀体801内的压力也逐渐减小，当阀体801内的压力与压力筒101内的压力达到平衡时，活塞板104和密封块805均停止运动，此时阀体801内的液态二氧化碳能够以较为稳定的压力输入井口中；

当井口中的压力减小时，液态二氧化碳对活塞板104的压力减小，此时活塞板104在第二弹簧107的作用下向上运动一段距离，而密封块805则在通过进液通道804进入阀体801内的液态二氧化碳的顶动下向上运动一端距离，此时密封块805侧面与密封腔侧壁间的间隙逐渐变大，从而使得通过进液通道804进入阀体801内的液态二氧化碳的量也逐渐增加，进而使得阀体801内的压力也逐渐增大，当阀体801内的压力与压力筒101内的压力再次达到平衡时，活塞板104和密封块805均停止运动，此时更多的液态二氧化碳能够通过输出管803进入井口中；

在上述过程中，通过活塞板104以及密封块805的上下运动来对阀体801内以及输出管803内的压力进行动态调整，从而保证输出管803能够以较为稳定的压力向井口中输入液态二氧化碳。

如图2、图3和图8所示，所述环形托板105的底部固定连接有环形的可伸缩气囊11，所述可伸缩气囊11的底部与压力筒101底部内壁固定连接，所述压力筒101的底部贯穿插接有多个出气管12，且出气与可伸缩气囊11连通，所述压力筒101的底部固定连接有环形的导流板15，且多个出气管12均位于导流板15的内侧，所述阀体801的整体外观呈不完整的球体，且阀体801的底部设有收集盒17，所述收集盒17的两侧均固定连接有挂板18，且两个挂板18分别挂在输入管802和输出管803上；

当活塞板104在其顶部液态二氧化碳压力的作用下压缩第二弹簧107并沿着竖直方向来回运动，在此过程中，当活塞板104向下运动时，活塞板104通过环形托板105对可伸缩气囊11内的气体进行压缩，从而使得可伸缩气囊11内的气体能够通过出气管12吹在阀体801的表面，从而将因冷凝作用而附着在阀体801表面的水珠吹到阀体801底部位置，从而避免了水珠因温度过低在阀体801表面结冰，随后凝聚的水珠能够在重力的作用下落在收集盒17中，进而避免了水将橇座1淋湿。

如图3和图7所示，所述输出管803顶部内壁上铰接有防回流板13，所述防回流板13比导流管108更靠近阀体801，且防回流板13靠近阀体801的一侧设有环形密封板14，所述环形密封板14与输出管803内壁固定连接，且环形密封板14与防回流板13相匹配；

当电动调节阀7处于打开状态时，液态的二氧化碳能够通过阀体801的出液通道809进入输出管803中，当液态二氧化碳与防回流板13接触，防回流板13由于液态二氧化碳的顶动开始向上偏转，从而使得液态二氧化碳能够顺利通过输出管803注入井口中，当电动调节阀7处于关闭状态时，防回流板13在重力的做作用下配合环形密封板14将输出管803关闭，此时部分液态二氧化碳仍停留在阀体801以及压力筒101中，但是由于液态二氧化碳停止向井口中输送，因此停留在阀体801以及压力筒101中的液态二氧化碳会因外界温度的影响逐渐转化为气态，而从导致阀体801以及压力筒101内的压力增大，进而使得防回流板13在二氧化碳气体的推动下再次向上偏转，此时二氧化碳能够通过防回流板13和环形密封板14的间隙排出输出管803，当二氧化碳气体完全排出输出管803后，防回流板13再次配合形密封板将输出管803关闭，从而在保证了液态二氧化碳不会在阀体801和压力筒101内存积的同时，还避免了因井中压力过大造成的油污颗粒进入阀体801中。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，包括橇座（1），其特征在于：所述橇座（1）的顶部固定连接有安装架（2），所述安装架（2）上安装有主管（3）和多个支管（4），且多个支管（4）均和主管（3）连通，所述主管（3）上和支管（4）上均安装有压力表（5）和温度表（6），且支管（4）上还安装有流量监测装置，所述流量监测装置包括流量电动调节阀（7）和动态压力调节装置（8），所述橇座（1）上安装有用来控制流量监测装置的电控柜（9）；

所述动态压力调节装置（8）包括阀体（801），所述阀体（801）两侧分别连接有输入管（802）和输出管（803），所述输入管（802）与支管（4）连通，且流量电动调节阀（7）安装在输入管（802）上，所述阀体（801）中部开设有活动腔和密封腔，且密封腔的主面剖视图呈倒梯形，所述活动腔位于密封腔的顶部，且活动腔和密封腔连通，所述密封腔的底部腔壁上开设有进液通道（804），且进液通道（804）与输入管（802）连通，所述密封腔内设有密封块（805），且密封块（805）与密封腔相匹配，所述密封块（805）的底部滑动插接有第一限位杆（806），所述第一限位杆（806）的底部与进液通道（804）底部管壁固定连接，所述密封块（805）的顶部固定连接有第二限位杆（807），所述第二限位杆（807）的两侧均设有插杆（808），且插杆（808）与密封块（805）的顶部固定连接，所述活动腔一侧腔壁上开设有出液通道（809），且出液通道（809）与输出管（803）连通，所述活动腔内设有活动块（810），所述活动块（810）的顶部固定连接有压杆（811），且压杆（811）的顶部滑动贯穿插接在阀体（801）的顶部，所述活动块（810）的底部开设有两个插孔和一个限位孔，且限位孔靠近顶部的部分位于压杆（811）中，两个所述插孔以及限位孔分别与两个插杆（808）以及第二限位杆（807）相匹配，且限位孔内安装有第一弹簧（812），所述压杆（811）位于阀体（801）外的部分滑动套接有平衡装置（10）；

所述平衡装置（10）包括压力筒（101），所述压力筒（101）滑动套接在压杆（811）上，且压力筒（101）的顶部螺纹套接有箱盖（102），所述压力筒（101）的底部螺纹连接有环形挡板（103），且环形挡板（103）的底部与阀体（801）顶部固定连接，所述压力筒（101）内设有活塞板（104），所述活塞板（104）的底部与压杆（811）的顶部螺纹连接在一起，所述活塞板（104）的底部设有环形托板（105），所述环形托板（105）滑动套接在压杆（811）上，且环形托板（105）与压力筒（101）的底部内壁之间固定连接有多个伸缩杆（106），所述伸缩杆（106）上套接有第二弹簧（107），所述压力筒（101）靠近输出管（803）的一侧连接有导流管（108），且导流管（108）的底端与输出管（803）连通。

2.根据权利要求1所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述环形托板（105）的底部固定连接有环形的可伸缩气囊（11），所述可伸缩气囊（11）的底部与压力筒（101）底部内壁固定连接，所述压力筒（101）的底部贯穿插接有多个出气管（12），且出气与可伸缩气囊（11）连通。

3.根据权利要求1所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述输出管（803）顶部内壁上铰接有防回流板（13），所述防回流板（13）比导流管（108）更靠近阀体（801），且防回流板（13）靠近阀体（801）的一侧设有环形密封板（14），所述环形密封板（14）与输出管（803）内壁固定连接，且环形密封板（14）与防回流板（13）相匹配。

4.根据权利要求2所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述压力筒（101）的底部固定连接有环形的导流板（15），且多个出气管（12）均位于导流板（15）的内侧。

5.根据权利要求1所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述密封块（805）的底部固定连接有密封环（16），且第一限位杆（806）位于密封环（16）的内侧，密封环（16）对应位置的所述密封腔底部腔壁上开设有与之相匹配的密封槽。

6.根据权利要求4所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述第一弹簧（812）的最大弹力小于活塞板（104）与压力筒（101）内壁间的摩擦力，且第一弹簧（812）的最大收缩量大于插孔的深度。

7.根据权利要求3所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述阀体（801）的底部设有收集盒（17），所述收集盒（17）的两侧均固定连接有挂板（18），且两个挂板（18）分别挂在输入管（802）和输出管（803）上。

8.根据权利要求7所述的一种液态二氧化碳分配用流量调节装置，其特征在于：所述环形挡板（103）的厚度自上而下逐渐变厚，且环形挡板（103）的外壁与阀体（801）表面平滑连接。

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