CN115807849B

CN115807849B - 一种快速反应的气井阀门

Info

Publication number: CN115807849B
Application number: CN202211562930.7A
Authority: CN
Inventors: 金永淼; 吴问明; 闻春利; 程明香
Original assignee: ANHUI JINDA INSTRUMENTS CO LTD
Current assignee: ANHUI JINDA INSTRUMENTS CO LTD
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2042-12-07
Also published as: CN115807849A

Abstract

本发明公开一种快速反应的气井阀门包括主阀体、进气管、出气管、关闸驱动组件和开闸驱动组件，所述出气管和进气管分别连接在主阀体上下侧，所述关闸驱动组件固定连接在主阀体的下端，所述开闸驱动组件定连接在主阀体的上端，通过气压驱动关闸和开闸，使得关闸开始阶段，驱动力很大，能够迅速关闸，而下活塞筒在下落过程中，负压腔中的负压会随着空间减小而迅速缩减，直至变成正气压，对下活塞筒在下落进行缓冲，避免了碰撞。同时关闸包括三处关断点，并通过抽取相应内腔中的气体，使得关断点两侧的气压势差缩小，减少气体泄漏。

Description

一种快速反应的气井阀门

技术领域

本发明涉及气井阀门领域，具体涉及一种快速反应的气井阀门。

背景技术

气田的气井是产出天然气的出口，出气的管道每天能输送大量的气，因此管道的气压会保持的很大。

而输气管道有时需要关闭，因此需要在输气管道上安装阀门，目前手动阀门已经难以满足使用需求，而传统的电动阀门一般是电磁驱动或电机驱动。

由于输气管道的气压很大，电磁驱动需要很大的电磁力才来关闸，而电磁力过大容易使得磁件(或金属件)动作时冲击力过大，容易发生较强的碰撞，影响使用寿命。

而电机驱动则有关闸开闸时间慢的缺点，在紧急情况下(例如失火)，需要快速关闸时，电机驱动就很难满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速反应的气井阀门，通过气压驱动关闸和开闸，使得关闸开始阶段，驱动力很大，能够迅速关闸，而下活塞筒在下落过程中，负压腔中的负压会随着空间减小而迅速缩减，直至变成正气压，对下活塞筒在下落进行缓冲，避免了碰撞。同时关闸包括三处关断点，并通过抽取相应内腔中的气体，使得关断点两侧的气压势差缩小，减少气体泄漏。

一种快速反应的气井阀门，包括主阀体、进气管、出气管、关闸驱动组件和开闸驱动组件，所述出气管和进气管分别连接在主阀体上下侧，所述关闸驱动组件固定连接在主阀体的下端，所述开闸驱动组件定连接在主阀体的上端；

所述主阀体包括主管道和设于主管道内的中间连杆，所述中间连杆的上下两端的分别穿过主阀体进入到开闸驱动组件和关闸驱动组件中，所述主管道中固定连接有上活塞环和下活塞环，所述中间连杆上还固定连接有上活塞柱和下活塞柱，上活塞柱和下活塞柱分别位于上活塞环和下活塞环上方，所述主管道的外侧壁上还固定连接有闸刀壳体，所述闸刀壳体内滑动连接有闸刀，所述闸刀还滑动连接在进气管内，且闸刀通过连接杆与中间连杆固定连接。

优选的，所述关闸驱动组件包括下管道、下活塞筒、下输气管和下电磁锁，所述下管道固定连接在主管道下端，所述下管道内固定连接有挡块一和挡块二，所述下活塞筒滑动连接在下管道内并位于挡块一和挡块二之间，且下活塞筒还与中间连杆的下端固定连接，所述下输气管与下管道连通，并位于下活塞筒的下方，所述下电磁锁固定连接在下管道侧壁上，并与下活塞筒上的锁孔相配合。

优选的，所述下管道与主管道的连接处设有单向阀，且下活塞筒上方的下管道内腔还通过下连通管与主管道连通，所述下连通管与主管道的连接处位于下活塞环的下方。

优选的，所述开闸驱动组件包括上管道、上活塞筒、上输气管和上电磁锁，所述上管道固定连接在主管道上端，所述上输气管与上管道连通，并位于上活塞筒的下方，所述上电磁锁固定连接在上管道侧壁上，并与上活塞筒上的锁孔相配合，所述上管道内固定连接有挡块三和挡块四，所述上活塞筒滑动连接在上管道内并位于挡块三和挡块四之间，且上活塞筒还与中间连杆的上端固定连接。

优选的，所述上管道与主管道的连接处设有通孔，且上活塞筒上方的上管道内腔还通过上连通管与主管道连通，所述上连通管与主管道的连接处位于上活塞环和下活塞环之间。

优选的，所述上活塞柱和下活塞柱的侧壁上还固定连接有密封圈。

优选的，所述下电磁锁包括壳体、线圈、滑杆、金属盘和中间板，所述线圈固定安装于壳体内，所述滑杆滑动连接在线圈中心处，且滑杆的两端从壳体中穿出，所述金属盘固定连接在滑杆的外端，所述中间板位于壳体内，并固定连接在滑杆上，所述中间板与线圈之间还连接有弹簧，所述上电磁锁的结构与下电磁锁相同。

本发明的优点在于：通过气压驱动关闸和开闸，使得关闸开始阶段，驱动力很大，能够迅速关闸，而下活塞筒在下落过程中，负压腔中的负压会随着空间减小而迅速缩减，直至变成正气压，对下活塞筒在下落进行缓冲，避免了碰撞。同时关闸包括三处关断点，并通过抽取相应内腔中的气体，使得关断点两侧的气压势差缩小，减少气体泄漏。

附图说明

图1为本发明装置在关闸前的结构状态示意图；

图2为本发明装置在关闸中的结构状态示意图；

图3为本发明装置在关闸后的结构状态示意图；

图4为图1中A部分的放大图；

图5为本发明装置中下电磁锁的结构示意图；

其中，01、主阀体，02、进气管，03、出气管，04、关闸驱动组件，05、开闸驱动组件，101、主管道，102、中间连杆，103、上活塞柱，104、下活塞柱，105、上活塞环，106、下活塞环，107、闸刀壳体，108、闸刀，109、连接杆，120、单向阀，121、通孔，122、密封圈，201、下管道，202、下活塞筒，203、下输气管，204、下电磁阀，205、下电磁锁，206、下连通管，207、挡块一，208、挡块二，209、气泵一，301、上管道，302、上活塞筒，303、上输气管，304、上电磁阀，305、上电磁锁，306、上连通管，307、挡块三，308、挡块四。309、气泵二，401、壳体，402、线圈，403、滑杆，404、金属盘，405、中间板，406、弹簧。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明包括主阀体01、进气管02、出气管03、关闸驱动组件04和开闸驱动组件05，所述出气管03和进气管02分别连接在主阀体01上下侧，所述关闸驱动组件04固定连接在主阀体01的下端，所述开闸驱动组件05定连接在主阀体01的上端；

所述主阀体01包括主管道101和设于主管道101内的中间连杆102，所述中间连杆102的上下两端的分别穿过主阀体01进入到开闸驱动组件05和关闸驱动组件04中，所述主管道101中固定连接有上活塞环105和下活塞环106，所述中间连杆102上还固定连接有上活塞柱103和下活塞柱104，上活塞柱103和下活塞柱104分别位于上活塞环105和下活塞环106上方，所述主管道101的外侧壁上还固定连接有闸刀壳体107，所述闸刀壳体107内滑动连接有闸刀108，所述闸刀108还滑动连接在进气管02内，且闸刀108通过连接杆109与中间连杆102固定连接。

其中，关闸驱动组件04包括下管道201、下活塞筒202、下输气管203和下电磁锁205，所述下管道201固定连接在主管道101下端，所述下管道201内固定连接有挡块一207和挡块二208，所述下活塞筒202滑动连接在下管道201内并位于挡块一207和挡块二208之间，且下活塞筒202还与中间连杆102的下端固定连接，所述下输气管203与下管道201连通，并位于下活塞筒202的下方，所述下电磁锁205固定连接在下管道201侧壁上，并与下活塞筒202上的锁孔相配合。所述下管道201与主管道101的连接处设有单向阀120，且下活塞筒202上方的下管道201内腔还通过下连通管206与主管道101连通，所述下连通管206与主管道101的连接处位于下活塞环106的下方。

其中，开闸驱动组件05包括上管道301、上活塞筒302、上输气管303和上电磁锁305，所述上管道301固定连接在主管道101上端，所述上输气管303与上管道301连通，并位于上活塞筒302的下方，所述上电磁锁305固定连接在上管道301侧壁上，并与上活塞筒302上的锁孔相配合，所述上管道301内固定连接有挡块三307和挡块四308，所述上活塞筒302滑动连接在上管道301内并位于挡块三307和挡块四308之间，且上活塞筒302还与中间连杆102的上端固定连接。所述上管道301与主管道101的连接处设有通孔121，且上活塞筒302上方的上管道301内腔还通过上连通管306与主管道101连通，所述上连通管306与主管道101的连接处位于上活塞环105和下活塞环106之间。

特别的，所述上活塞柱103和下活塞柱104的侧壁上还固定连接有密封圈122。

另外，所述下电磁锁205包括壳体401、线圈402、滑杆403、金属盘404和中间板405，所述线圈402固定安装于壳体401内，所述滑杆403滑动连接在线圈402中心处，且滑杆403的两端从壳体401中穿出，所述金属盘404固定连接在滑杆403的外端，所述中间板405位于壳体401内，并固定连接在滑杆403上，所述中间板405与线圈402之间还连接有弹簧406，所述上电磁锁305的结构与下电磁锁205相同。

具体实施方式及原理：

在关闸前，通过下输气管203将下活塞筒202的下方下管道201的内腔中的空气抽走(其内部会预留少量气体)，以备不时之需。

在需要关闸时，下电磁锁205中的线圈402通电，金属盘404带着滑杆403收缩，使得滑杆403与下活塞筒202上的锁孔脱离，此时下活塞筒202会在其下方下管道201中的负压作用下迅速下降，进而通过中间连杆102带着上活塞柱103和下活塞柱104以及闸刀108迅速下降，使得上活塞柱103和下活塞柱104分别塞进上活塞环105和下活塞环106中，而闸刀108落下则阻断进气管02，形成三处关断点，由于初始阶段时负压很大，所以初步关闸反应会迅速完成。

如图2所示，在上活塞柱103和下活塞柱104刚刚塞进上活塞环105和下活塞环106中时(此时未完全密封)，下连通管206与下管道201的连接口正好露出(通过设置下活塞筒202的长度来实现，在此之前连接口会被下活塞筒202挡住)，此时下活塞筒202上方的下管道201内腔由于空间变大导致气压变小会将下活塞环106与闸刀108之间的气体抽走一部分，使得其中的气体浓度降低。

与此同时，上管道301中的上活塞筒302也会跟随中间连杆102一起运动，并在下连通管206与下管道201的连接口露出时，上连通管306的连接口也露出，并将上活塞环105和下活塞环106之间的气体抽走一部分，使得其中的气体浓度降低。最终形成四个阶梯式的气压势差，减小了气体渗透的速率。

最后，负压驱动上活塞柱103和下活塞柱104完全塞进上活塞环105和下活塞环106中，确保密封。同时因为下活塞筒202下方的下管道201内腔空间不断缩小，其中的负压会随着空间减小而迅速缩减，直至变成正气压，对下活塞筒在下落进行缓冲，避免了碰撞。

合闸是同理，改为由开闸驱动组件05驱动，开闸驱动组件05的动作过程与关闸驱动组件04大致相同。

基于上述，本发明通过气压驱动关闸和开闸，使得关闸开始阶段，驱动力很大，能够迅速关闸，而下活塞筒在下落过程中，负压腔中的负压会随着空间减小而迅速缩减，直至变成正气压，对下活塞筒在下落进行缓冲，避免了碰撞。同时关闸包括三处关断点，并通过抽取相应内腔中的气体，使得关断点两侧的气压势差缩小，减少气体泄漏。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims

1.一种快速反应的气井阀门，其特征在于，包括主阀体（01）、进气管（02）、出气管（03）、关闸驱动组件（04）和开闸驱动组件（05），所述出气管（03）和进气管（02）分别连接在主阀体（01）上下侧，所述关闸驱动组件（04）固定连接在主阀体（01）的下端，所述开闸驱动组件（05）固定连接在主阀体（01）的上端；

所述主阀体（01）包括主管道（101）和设于主管道（101）内的中间连杆（102），所述中间连杆（102）的上下两端的分别穿过主阀体（01）进入到开闸驱动组件（05）和关闸驱动组件（04）中，所述主管道（101）中固定连接有上活塞环（105）和下活塞环（106），所述中间连杆（102）上还固定连接有上活塞柱（103）和下活塞柱（104），上活塞柱（103）和下活塞柱（104）分别位于上活塞环（105）和下活塞环（106）上方，所述主管道（101）的外侧壁上还固定连接有闸刀壳体（107），所述闸刀壳体（107）内滑动连接有闸刀（108），所述闸刀（108）还滑动连接在进气管（02）内，且闸刀（108）通过连接杆（109）与中间连杆（102）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种快速反应的气井阀门，其特征在于：所述关闸驱动组件（04）包括下管道（201）、下活塞筒（202）、下输气管（203）和下电磁锁（205），所述下管道（201）固定连接在主管道（101）下端，所述下管道（201）内固定连接有挡块一（207）和挡块二（208），所述下活塞筒（202）滑动连接在下管道（201）内并位于挡块一（207）和挡块二（208）之间，且下活塞筒（202）还与中间连杆（102）的下端固定连接，所述下输气管（203）与下管道（201）连通，并位于下活塞筒（202）的下方，所述下电磁锁（205）固定连接在下管道（201）侧壁上，并与下活塞筒（202）上的锁孔相配合。

3. 根据权利要求2所述的一种快速反应的气井阀门，其特征在于：所述主管道(101)与下管道(201)的连接处设有单向阀 (120)，且下活塞筒（202）上方的下管道（201）内腔还通过下连通管（206）与主管道（101）连通，所述下连通管（206）与主管道（101）的连接处位于下活塞环（106）的下方。

4.根据权利要求2所述的一种快速反应的气井阀门，其特征在于：所述开闸驱动组件（05）包括上管道（301）、上活塞筒（302）、上输气管（303）和上电磁锁（305），所述上管道（301）固定连接在主管道（101）上端，所述上输气管（303）与上管道（301）连通，并位于上活塞筒（302）的上方，所述上电磁锁（305）固定连接在上管道（301）侧壁上，并与上活塞筒（302）上的锁孔相配合，所述上管道（301）内固定连接有挡块三（307）和挡块四（308），所述上活塞筒（302）滑动连接在上管道（301）内并位于挡块三（307）和挡块四（308）之间，且上活塞筒（302）还与中间连杆（102）的上端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种快速反应的气井阀门，其特征在于：所述主管道(101)与上管道(301)的连接处设有通孔(121)，且上活塞筒（302）上方的上管道（301）内腔还通过上连通管（306）与主管道（101）连通，所述上连通管（306）与主管道（101）的连接处位于上活塞环（105）和下活塞环（106）之间。

6.根据权利要求1所述的一种快速反应的气井阀门，其特征在于：所述上活塞柱（103）和下活塞柱（104）的侧壁上还固定连接有密封圈（122）。

7.根据权利要求4所述的一种快速反应的气井阀门，其特征在于：所述下电磁锁（205）包括壳体（401）、线圈（402）、滑杆（403）、金属盘（404）和中间板（405），所述线圈（402）固定安装于壳体（401）内，所述滑杆（403）滑动连接在线圈（402）中心处，且滑杆（403）的两端从壳体（401）中穿出，所述金属盘（404）固定连接在滑杆（403）的外端，所述中间板（405）位于壳体（401）内，并固定连接在滑杆（403）上，所述中间板（405）与线圈（402）之间还连接有弹簧（406），所述上电磁锁（305）的结构与下电磁锁（205）相同。