一种油田采油用具有压力保护功能的双通道套压座
技术领域
本发明涉及油田石油运输辅助设备领域,尤其涉及一种油田采油用具有压力保护功能的双通道套压座。
背景技术
石油的开采和运输作为国家能源发展的重要项目,其相关辅助设备的发展一直得到国家的重视,在石油运输过程中,管道运输作为一种运输方式,由于其运输连续性好被广泛应用在油田石油运输。
套压座是安装在管道上,为方便安装压力表而设计的一种装置,油田运输管道的套压座是为了方便压力表安装,由于油田的石油运输过程中情况较为复杂,其石油运输管道时常发生压力变化,而现有传统套压座大多不具备压力缓冲和保护功能,一旦压力波动过大超过了压力表的测量极限,容易对压力表造成零部件的损毁,这不但会影响压力表的使用寿命,并且会影响压力表测量数据的准确度,在进行压力表更换时,传统油压座内部经常存有余压,使油压表的更换变得复杂且易发生零件的损坏。
针对上述技术问题,我们提出一种通过压力转换缓冲的油田采油用具有压力保护功能的双通道套压座。
发明内容
为了克服油压座不具备缓冲和压力保护,更换压力表困难,容易造成压力表损毁的缺点,要解决的技术问题:提供一种通过压力转换缓冲的油田采油用具有压力保护功能的双通道套压座。
技术方案如下:一种油田采油用具有压力保护功能的双通道套压座,包括有套压座外壳、压力输送管道、进压缓冲组件、进油封堵组件、压力转换壳体、限位固定板、安装套、密封活塞和释压部件,套压座外壳通过法兰安装在石油运输管道上,套压座外壳中部设置有挡板,套压座外壳中部的挡板将其内部分为上下两个腔体,套压座外壳左右两侧分别固接有压力输送管道,两侧的压力输送管道上分别固接有进压缓冲组件,进压缓冲组件用于石油压力的感应缓冲和转换,进油封堵组件滑动设置在套压座外壳内,进油封堵组件用于感应石油运输管道的油压变化,并与压力输送管道配合使套压座外壳与石油运输管道连通或断开,套压座外壳顶端固接有限位固定板,限位固定板下表面固接有压力转换壳体,进油封堵组件上部与压力转换壳体滑动连接,压力转换壳体内周向开设有四个L形通气孔,压力转换壳体下部开设有环形限位滑槽,四个L形通气孔分别与环形限位滑槽相连通,环形限位滑槽向下开设有四个限位通槽,四个限位通槽分别与四个L形通气孔位置相邻,压力转换壳体内侧下部均匀开设有四个滑槽,限位固定板开设有四个连通孔,四个连通孔分别与四个L形通气孔相连通,限位固定板中部贯穿固接有安装套,安装套内通过螺纹安装有压力表,密封活塞滑动设置在压力转换壳体内,释压部件滑动设置在套压座外壳中部,释压部件与压力转换壳体下部滑动连接,释压部件用于释放平衡压力转换壳体内的压力。
作为优选,压力转换壳体内空腔下部直径较大且其上部为锥台形,压力转换壳体与密封活塞形成的腔体内充满形变量很小的液体,形变量小的液体指的是在不同温度和压力环境下液体形态稳定且仅发生很小的形变量。
作为优选,进压缓冲组件包括有石油缓冲壳体、空气缓冲壳体、缓冲活塞、金属密封环和位移传感器,石油缓冲壳体和空气缓冲壳体设置有两个,两个石油缓冲壳体分别固接在两侧的压力输送管道下部,两个空气缓冲壳体分别固接在两侧的压力输送管道上部,石油缓冲壳体和空气缓冲壳体内部分别滑动设置有缓冲活塞,缓冲活塞外圈开设有安装槽,缓冲活塞的安装槽内安装有金属密封环,空气缓冲壳体上部嵌有位移传感器。
作为优选,石油缓冲壳体的腔体比空气缓冲壳体的腔体大,石油缓冲壳体的材质为石油防腐材料,两个相邻的缓冲活塞之间为惰性气体环境。
作为优选,进油封堵组件包括有进油缓冲壳、第一支撑杆、支撑滑环和第一弹簧,进油缓冲壳滑动设置在套压座外壳下部的腔体内,进油缓冲壳左右两侧分别开设有进油口,进油缓冲壳上表面固接有四个第一支撑杆,第一支撑杆与套压座外壳的挡板贯穿滑动设置,四个第一支撑杆上端固接有支撑滑环,支撑滑环内侧面与压力转换壳体外表面紧密贴合且滑动连接,支撑滑环的上表面固接有第一弹簧,第一弹簧上端与限位固定板下表面固接。
作为优选,进油缓冲壳上部为向上的弧形设置,进油缓冲壳的进油口上下两侧的距离均大于进油口直径,进油缓冲壳与套压座外壳向上和向下的极限配合时,进油缓冲壳将压力输送管道全封闭。
作为优选,释压部件包括有第二支撑杆、第二弹簧、限位圆板、L形限位滑杆、U形密封环和压力封堵组件,第二支撑杆贯穿滑动设置在套压座外壳挡板的中部,第二支撑杆下端与进油缓冲壳的上表面接触配合,第二支撑杆上表面固接有第二弹簧,第二弹簧上端固接有限位圆板,限位圆板上表面固接有四个L形限位滑杆,四个L形限位滑杆的上端朝向全部向外,四个L形限位滑杆上部分别滑动设置在相邻的压力转换壳体的滑槽内,限位圆板上表面外周嵌有U形密封环,限位圆板上表面周向开设有四个弧形限位滑槽,压力封堵组件设置有四组,四组压力封堵组件分别滑动设置在压力转换壳体下部的环形限位滑槽内,相邻的两组压力封堵组件固接,四组压力封堵组件分别与相邻的弧形限位滑槽限位配合。
作为优选,压力封堵组件包括有弧形连接杆、密封块、第三弹簧和限位柱,弧形连接杆和密封块分别滑动设置在环形限位滑槽内,弧形连接杆与相邻的两个密封块固接,第三弹簧套设在弧形连接杆上,第三弹簧一端与相邻的密封块固接,第三弹簧另一端与环形限位滑槽固接,四个密封块下表面分别固接有限位柱,限位柱限位滑动设置在相邻的限位通槽内。
作为优选,还包括有转环、限位齿轮、螺纹杆和限位凸块,转环转动套设在套压座外壳上端,转环与限位固定板限位转动连接,转环内侧面固接有齿环,限位齿轮周向均匀设置有四个,四个限位齿轮分别转动设置在限位固定板上,限位齿轮的中部开设有内螺纹,螺纹杆设置有四个,四个螺纹杆分别转动设置在四个限位齿轮中,限位齿轮与螺纹杆螺纹配合,限位凸块设置有四个,四个限位凸块分别固接在限位固定板上表面,四个限位凸块位于相邻的螺纹杆正下方。
有益效果:本发明通过进压缓冲组件对石油通过压力输送管的过程进行缓冲,并且将石油的压力转换为气体压力传递给套压座外壳上部腔体内,通过进油封堵组件感应石油运输管道内的压力变化,进而上下移动并与压力输送管道进行配合,增大或减小压力输送管道与石油运输管道的连通面积,并且当石油运输管道内压力突变时将压力输送管道封堵,以此使石油运输管道内的压力不会向套压座外壳内传递,降低压力变化给压力表带来的影响,实现对压力表的保护,通过释压部件对压力转换壳体内的压力释放,进一步对压力表进行保护,且工作人员通过对压力表数据突变的观察实现对石油管道内油压波动情况的了解,通过转环和螺纹杆与支撑滑环的配合将压力输送管道封堵,便于工作人员更换压力表。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的立体结构剖面图。
图3为本发明进压缓冲组件的立体结构剖面图。
图4为本发明部分零件的立体结构剖面图。
图5为本发明压力转换壳体和压力封堵组件的立体结构剖面图。
图6为本发明释压部件的立体结构剖面图。
图7为本发明的A处立体结构放大剖面图。
图8为本发明部分零件的立体结构剖面图。
附图标记说明:1-套压座外壳,2-压力输送管道,3-石油缓冲壳体,4-空气缓冲壳体,5-缓冲活塞,6-金属密封环,7-位移传感器,8-进油缓冲壳,9-第一支撑杆,10-支撑滑环,11-第一弹簧,12-第二支撑杆,13-第二弹簧,14-限位圆板,141-L形限位滑杆,142-U形密封环,143-弧形限位滑槽,15-压力转换壳体,151-L形通气孔,152-环形限位滑槽,153-限位通槽,16-限位固定板,161-连通孔,17-安装套,18-压力表,19-密封活塞,20-弧形连接杆,21-密封块,22-第三弹簧,23-限位柱,24-转环,25-限位齿轮,26-螺纹杆,27-限位凸块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
一种油田采油用具有压力保护功能的双通道套压座,如图1、图2和4所示,包括有套压座外壳1、压力输送管道2、进压缓冲组件、进油封堵组件、压力转换壳体15、限位固定板16、安装套17、密封活塞19和释压部件,套压座外壳1通过法兰安装在石油运输管道上,套压座外壳1中部设置有挡板,套压座外壳1中部的挡板将其内部分为上下两个腔体,套压座外壳1左右两侧分别安装固接有压力输送管道2,两侧的压力输送管道2上分别焊接有进压缓冲组件,进压缓冲组件用于石油压力的感应缓冲和转换,进油封堵组件滑动设置在套压座外壳1内,进油封堵组件用于感应石油运输管道的油压变化,并与压力输送管道2配合使套压座外壳1与石油运输管道连通或断开,套压座外壳1顶端固接有限位固定板16,限位固定板16下表面固接有压力转换壳体15,压力转换壳体15内空腔下部直径较大且其上部为锥台形,进油封堵组件上部与压力转换壳体15滑动连接,压力转换壳体15内周向开设有四个L形通气孔151,压力转换壳体15下部开设有环形限位滑槽152,四个L形通气孔151分别与环形限位滑槽152相连通,环形限位滑槽152向下开设有四个限位通槽153,四个限位通槽153分别与四个L形通气孔151位置相邻,压力转换壳体15内侧下部均匀开设有四个滑槽,限位固定板16开设有四个连通孔161,四个连通孔161分别与四个L形通气孔151相连通,限位固定板16中部贯穿固定连接有安装套17,安装套17内通过螺纹安装有压力表18,密封活塞19滑动设置在压力转换壳体15内,压力转换壳体15与密封活塞19形成的腔体内充满形变量很小的液体,形变量小的液体指的是在不同温度和压力环境下液体形态稳定且仅发生很小的形变量,释压部件滑动设置在套压座外壳1中部,释压部件与压力转换壳体15下部滑动连接,释压部件用于释放平衡压力转换壳体15内的压力。
初始状态下进油封堵组件与套压座外壳1向下极限配合,此时进油封堵组件分别将两侧的压力输送管道2的两个口封闭,当使用本装置对石油输油管道进行油压测量时,石油向套压座外壳1下部腔体内流动,石油首先向上推动进油封堵组件,进油封堵组件逐渐失去对压力输送管道2的封堵,石油经过进油封堵组件进入进压缓冲组件,通过进压缓冲组件对石油进入套压座外壳1的压力进行转换缓冲后,石油压力转换为气体压力传递至套压座外壳1的上部腔体内,密封活塞19感受到套压座外壳1的上部腔体内的压力变化,通过压力转换壳体15内的形变量很小的液体将压力传递至压力表18,压力转换壳体15内形变量很小的液体减少了外界温度变化对压力检测的影响,压力转换壳体15下部直径较大使其与套压座外壳1内气体接触面积增大,以此实现提高对压力变化感知敏感度的效果,压力转换壳体15上部锥台形使压力更加集中向上传递给压力表18,以此实现对石油管道内压力更精准的测量,当石油输送管道内的压力发生突变时,由于石油压力突变将带动进油封堵组件向上运动,进油封堵组件将对压力输送管道2的下方管口进行封堵,石油将不再继续向压力输送管道2内流动,以此实现对石油压力变化时的阻断,实现对压力表18的保护,且此时进油封堵组件将与释压部件进行配合,压力转换壳体15通过L形通气孔151和连通孔161与外界连通,压力转换壳体15内的压力得到释放,进一步对压力表18进行保护,实现对压力表18内精密零件的保护,以此延长压力表18的使用寿命,且工作人员通过对压力表18数据突变的观察实现对石油管道内油压波动情况的了解,若进油封堵组件发生损坏时,进压缓冲组件同样具备压力保护功能,其内部零件的极限移动距离使其具有压力最大测量值,进压缓冲组件除了具备压力缓冲的作用,还具备用作紧急情况下的压力保护作用,当压力突变消失后进油封堵组件将自动复位,压力输送管道2恢复与石油运输管道的连通,压力表18继续测量石油运输管道内的压力。
实施例2
在实施例1的基础之上,如图2和图3所示,进压缓冲组件包括有石油缓冲壳体3、空气缓冲壳体4、缓冲活塞5、金属密封环6和位移传感器7,石油缓冲壳体3和空气缓冲壳体4设置有两个,两个石油缓冲壳体3分别固接在两侧的压力输送管道2下部,两个空气缓冲壳体4分别固接在两侧的压力输送管道2上部,石油缓冲壳体3用于石油的进入,空气缓冲壳体4用于配合石油缓冲壳体3带来的气压缓冲传动,石油缓冲壳体3的腔体比空气缓冲壳体4的腔体大,石油缓冲壳体3的材质为石油防腐材料,石油缓冲壳体3和空气缓冲壳体4内部分别滑动设置有缓冲活塞5,两个相邻的缓冲活塞5之间为惰性气体环境,缓冲活塞5外圈开设有安装槽,缓冲活塞5的安装槽内安装有金属密封环6,金属密封环6用于缓冲活塞5滑动过程中的密封,防止液体或气体转移导致的气压数据变化偏差,空气缓冲壳体4上部嵌有位移传感器7。
进压缓冲组件对石油通过压力输送管的过程进行缓冲,并且将石油的压力转换为气体压力传递给套压座外壳1上部腔体内,当石油进入石油缓冲壳体3时,石油推动下侧的两个缓冲活塞5和金属密封环6背向移动,金属密封环6用于缓冲活塞5滑动过程中的密封,避免石油进入两个缓冲活塞5之间,石油挤压相邻的两个缓冲活塞5之间的惰性气体,惰性气体对温度的感应不明显,不会受太多温度变化影响而产生过多热胀冷缩,因此更好的传递压力变化的参数,惰性气体推动上侧的两个缓冲活塞5对向移动,空气缓冲壳体4内的气体向套压座外壳1上部腔体内移动,套压座外壳1上部腔体内气压增大同样会辅助进油封堵组件的向上移动,石油的压力经过惰性气体的压力缓冲,再由惰性气体向套压座外壳1上部腔体内传递压力,使压力传递的过程延长,在压力繁盛突变时减少压力变化向压力表18的直接传递,并且当下侧的缓冲活塞5移动至石油缓冲壳体3的极限位置后,或者上侧的缓冲活塞5移动至空气缓冲壳体4的极限位置后将不再移动,除了进油封堵组件的正常压力保护外,进压缓冲组件通过石油缓冲壳体3和空气缓冲壳体4的限位对套压座外壳1内进行压力的应急保护,上侧的两个缓冲活塞5分别配合相邻的两个位移传感器7,通过位移传感器7显示出两侧压力输送管道2的石油进量,虽然进量不同不影响压力测试的最终结果,但当一侧缓冲活塞5移动至极限位置后,代表其一侧的石油进量或缓冲活塞5滑动受到阻碍,两个压力输送管道2用于更好平衡石油压力的进量,当一侧压力输送管道2或一侧进压缓冲组件出现故障,单侧压力输送管道2配合缓冲组件仍保持对石油压力的向上传递,通过位移传感器7观测两侧的压力输送管道2和缓冲组件的损坏情况。
如图2和6所示,进油封堵组件包括有进油缓冲壳8、第一支撑杆9、支撑滑环10和第一弹簧11,进油缓冲壳8滑动设置在套压座外壳1下部的腔体内,进油缓冲壳8用于石油进入压力输送管道2的平均分配,进油缓冲壳8左右两侧分别开设有进油口,进油缓冲壳8上部为向上的弧形设置,进油缓冲壳8的进油口上下两侧的距离均大于进油口直径,进油缓冲壳8与套压座外壳1向上和向下的极限配合时,进油缓冲壳8将压力输送管道2全封闭,进油缓冲壳8上表面固接有四个第一支撑杆9,第一支撑杆9与套压座外壳1的挡板贯穿滑动设置,四个第一支撑杆9上端固接有支撑滑环10,支撑滑环10内侧面与压力转换壳体15外表面紧密贴合且滑动连接,支撑滑环10的上表面固接有第一弹簧11,第一弹簧11上端与限位固定板16下表面固接。
进油封堵组件用于感应石油运输管道内的压力变化,进而上下移动并与压力输送管道2进行配合,增大或减小压力输送管道2与石油运输管道的连通面积,并且当石油运输管道内压力突变时将压力输送管道2封堵,以此使石油运输管道内的压力不会向套压座外壳1内传递,降低压力变化给压力表18带来的影响,实现对压力表18的保护,初始状态下进油缓冲壳8与套压座外壳1向下极限配合,进油缓冲壳8将压力输送管道2全封闭,当石油进入套压座外壳1下部的腔体后推动进油缓冲壳8向上移动,进油缓冲壳8上部为向上的弧形设置,进入进油缓冲壳8的石油被均匀向两侧分配,使进入两侧的压力输送管道2的石油量相同,进油缓冲壳8通过第一支撑杆9带动支撑滑环10向上移动,第一弹簧11被压缩,套压座外壳1下部与进油缓冲壳8形成的腔体内气体同样被向上挤压,套压座外壳1上部与支撑滑环10形成的空腔扩大,由于套压座外壳1的挡板下侧的空气向上移动,因此套压座外壳1上部与支撑滑环10形成的空腔内压力暂时不变,进油缓冲壳8逐渐将两侧压力输送管道2下侧的口放开,石油向压力输送管道2内流动,石油压力通过进压缓冲组件传递至套压座外壳1的挡板上侧的空腔内,最终石油运输管道的压力与进油缓冲壳8和支撑滑环10形成的腔体内压力相同,第一弹簧11对支撑滑环10的推力和石油对进油缓冲壳8的推力相平衡,当石油运输管道内压力突变时,石油向上推动进油缓冲壳8,进油缓冲壳8沿套压座外壳1向上滑动,然后进油缓冲壳8与套压座外壳1向上极限配合,进油缓冲壳8将压力输送管道2全封闭,此时进油缓冲壳8和支撑滑环10形成的腔体内的压力并未改变,以此实现对压力表18的保护,当输油管道内油压降低后,在第一弹簧11的推动下,支撑滑环10通过第一支撑杆9推动进油缓冲壳8向下复位,压力输送管道2与石油输送管道重新连通,压力表18继续测压。
如图2和图5-图7所示,释压部件包括有第二支撑杆12、第二弹簧13、限位圆板14、L形限位滑杆141、U形密封环142和压力封堵组件,第二支撑杆12贯穿滑动设置在套压座外壳1挡板的中部,第二支撑杆12下端与进油缓冲壳8的上表面接触配合,第二支撑杆12上表面焊接有第二弹簧13,第二弹簧13上端固接有限位圆板14,限位圆板14上表面焊接有四个L形限位滑杆141,四个L形限位滑杆141的上端朝向全部向外,四个L形限位滑杆141上部分别滑动设置在相邻的压力转换壳体15的滑槽内,限位圆板14上表面外周嵌有U形密封环142,限位圆板14上表面周向开设有四个弧形限位滑槽143,压力封堵组件设置有四组,四组压力封堵组件分别滑动设置在压力转换壳体15下部的环形限位滑槽152内,压力封堵组件用于配合限位圆板14实现压力转换壳体15的压力释放,相邻的两组压力封堵组件固接,四组压力封堵组件分别与相邻的弧形限位滑槽143限位配合。
如图4、图5和7所示,压力封堵组件包括有弧形连接杆20、密封块21、第三弹簧22和限位柱23,弧形连接杆20和密封块21分别滑动设置在环形限位滑槽152内,弧形连接杆20与相邻的两个密封块21固接,密封块21用于封堵相邻的L形通气孔151,第三弹簧22套设在弧形连接杆20上,第三弹簧22一端与相邻的密封块21固接,第三弹簧22另一端与环形限位滑槽152固接,四个密封块21下表面分别固接有限位柱23,限位柱23限位滑动设置在相邻的限位通槽153内。
释压部件用于对压力转换壳体15内的压力释放,进一步对压力表18进行保护,且工作人员通过对压力表18数据突变的观察实现对石油管道内油压波动情况的了解,当发生压力突变时,进油缓冲壳8与套压座外壳1向上极限配合,进油缓冲壳8将第二支撑杆12向上推动至极限位置,第二弹簧13被压缩,第二支撑杆12推动限位圆板14在L形限位滑杆141的限位下向上滑动,限位圆板14和U形密封环142与压力转换壳体15下表面紧密贴合,在限位圆板14向上移动过程中,弧形限位滑槽143与压力封堵组件限位配合,限位柱23沿相邻的弧形限位滑槽143限位滑动,限位柱23带动密封块21和弧形连接杆20在环形限位滑槽152内顺时针滑动,第三弹簧22被压缩,密封块21失去对相邻L形通气孔151的封堵,压力转换壳体15通过L形通气孔151和连通孔161与外界连通,以此实现对压力转换壳体15内压力的释放,压力表18数据归零,工作人员通过压力表18变化数据实现对石油运输管道的压力变化检测,当石油运输管道内的正常后进油缓冲壳8向下移动,通过第二弹簧13带动限位圆板14向下复位,限位柱23失去了弧形限位滑槽143的限位,在第三弹簧22的推动下,密封块21和弧形连接杆20在环形限位滑槽152内逆时针滑动,密封块21对相邻的L形通气孔151进行封堵,压力转换壳体15和密封活塞19配合继续对套压座外壳1上部腔体压力进行测量传递。
实施例3
在实施例2的基础之上,如图1、图2和图8所示,还包括有转环24、限位齿轮25、螺纹杆26和限位凸块27,转环24转动套设在套压座外壳1上端,转环24与限位固定板16限位转动连接,转环24内侧面固接有齿环,限位齿轮25周向均匀设置有四个,四个限位齿轮25分别转动设置在限位固定板16上,限位齿轮25的中部开设有内螺纹,螺纹杆26设置有四个,四个螺纹杆26分别转动设置在四个限位齿轮25中,限位齿轮25与螺纹杆26螺纹配合,限位凸块27设置有四个,四个限位凸块27分别固接在限位固定板16上表面,四个限位凸块27位于相邻的螺纹杆26正下方。
当需要对压力表18进行更换时,工作人员通过顺时针转动转环24,转环24内侧的齿环带动限位齿轮25顺时针转动,在限位齿轮25的限位下螺纹杆26向下移动至与限位凸块27接触,随着转环24的继续转动,螺纹杆26通过限位凸块27将支撑滑环10向下移动至极限位置,使支撑滑环10和进油缓冲壳8分别将左右两侧的压力输送管道2口全部封堵,防止石油输送管道内的压力变化给更换压力表18带来影响,且此时支撑滑环10与压力转换壳体15失去配合将压力释放,然后工作人员将压力表18进行更换,压力表18更换完成后,工作人员逆时针转动转环24,转环24带动限位齿轮25逆时针转动,限位齿轮25带动螺纹杆26向上移动至极限位置,避免对支撑滑环10的正常工作造成影响。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。