CN117386316A - 一种数字化智能气井井口控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化智能气井井口控制装置，属于气井井口控制装置技术领域，一种数字化智能气井井口控制装置，包括套管头，所述套管头的上端连接有连接管一，所述连接管一的内部设置有缓冲器，所述连接管一远离所述套管头的一端连接有防喷导流器，所述防喷导流器远离所述套管头的一侧连接有连接管二，所述连接管二的外侧连接有主闸阀，所述防喷导流器的两侧设置有连接管四，通过设置电机箱与电磁流量计联动，使得管道内的流量超过电磁流量计上的特定值时，电机能够自动控制主闸阀关闭，减小发生事故时主闸阀的关闭时间，降低事故的危害度，通过设置控制箱，使得电机箱能够控制辅闸阀的开合，减少工作人员手动开合辅闸阀的工作量。

Description

一种数字化智能气井井口控制装置

技术领域

本发明涉及气井井口控制装置技术领域，更具体地说，涉及一种数字化智能气井井口控制装置。

背景技术

目前，地下煤炭气化项目是一个新的领域，该项目能够有效的缓解国内天然气供不应求的现状，然而产出气体的成分复杂，腐蚀性强，温度高，这对于配备一种能够耐腐蚀、耐高温、使用寿命长的采气井口装置是一个考验。

在现有技术中，通常采用多个手动平板阀来对采气的流量进行控制，但是这种方式需要人工对阀门进行调节，费时费力，工作人员的劳动强度过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字化智能气井井口控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种数字化智能气井井口控制装置，包括套管头，所述套管头的上端连接有连接管一，所述连接管一的内部设置有缓冲器，所述连接管一远离所述套管头的一端连接有防喷导流器，所述防喷导流器远离所述套管头的一侧连接有连接管二，所述连接管二的外侧连接有主闸阀，所述防喷导流器的上下两端均设置有紧固件，所述防喷导流器的两侧设置有连接管四；

所述主闸阀的外侧连接有支撑板，所述支撑板远离所述连接管二的一端连接有电机箱，所述电机箱内部设置有电机，所述电机的输出端固定连接有连接轴，所述连接轴与所述主闸阀连接，所述电机箱的下端连接有支撑柱，所述主闸阀远离所述电机箱的一端连接有控制箱；

所述连接管二远离所述套管头的一端连接有四通管，所述四通管远离所述防喷导流器的一端连接有连接管三，所述四通管的两侧连接有连接管五，所述连接管四和所述连接管五的外侧均连接有数个辅闸阀，所述连接管五的外侧连接有两个压力表；

优选的，所述控制箱包括与所述主闸阀连接的箱体，所述箱体的内部设置有连接柱二，所述连接柱二贯穿所述箱体，所述连接柱二靠近所述电机箱的一端与所述主闸阀连接，所述连接柱二远离所述主闸阀的一端连接有齿轮一，所述齿轮一远离所述连接柱二的一端连接有固定盘，所述固定盘的外侧设置有移动块，通过设置控制箱，使得单个电机就能控制主闸阀和辅闸阀的开合，减少了工作人员手动开合辅闸阀的工作量；

优选的，所述移动块靠近所述齿轮一的一端连接有齿轮二，所述齿轮二与所述齿轮一相互啮合，所述移动块远离所述齿轮一的一端连接有电磁铁一，所述移动块远离所述固定盘的一侧连接有固定块，所述固定块上靠近所述电磁铁一的一端连接有数个电磁铁二，通过设置移动块，使得电磁铁一能够根据电磁铁二的吸力而移动；

优选的，所述电磁铁二靠近所述齿轮一的一端连接有齿轮三，所述齿轮三远离所述齿轮一的一端连接有转动柱，所述转动柱远离所述齿轮三的一端连接有齿轮四，所述齿轮四上设置有链条，所述链条与所述辅闸阀连接，通过设置电磁铁二，使得电磁铁一与电磁铁二贴合时齿轮三能够与齿轮二啮合，进而带动齿轮四的运动。

优选的，所述主闸阀包括与所述连接管二连接的外壳一，所述外壳一内部设置有阻流件，所述阻流件的内壁上设置有螺纹，所述阻流件的内侧连接有螺纹杆，所述螺纹杆的两端均连接有旋转杆，所述旋转杆贯穿所述外壳一，每个所述旋转杆远离所述螺纹杆的一端连接有旋转环，其中一个所述旋转环远离所述螺纹杆的一端与所述电机连接，通过设置主闸阀，能够控制气体的流量，同时主闸阀还是一种紧急切断装置，通过关闭主闸阀可以迅速切断井口的气体流动，减小事故的扩大。

优选的，所述缓冲器包括与所述连接管一连接的外壳二，所述外壳二内部设置有缓流板，所述缓流板远离所述连接管一的一端连接有滑动杆，所述滑动杆的外侧连接有弹簧，所述弹簧靠近所述连接管一的一端与所述缓流板连接，所述弹簧远离所述连接管一的一端连接有限位柱，所述限位柱的内侧与所述滑动杆连接，所述限位柱的外侧连接有数个固定杆，所述固定杆与所述外壳二连接，通过设置缓冲器，管道内液体的压力和弹簧的弹力能够对缓冲器内的缓流板进行挤压和复位，使得管道内的液体会由于缓冲器的阻断而减缓流速，使得缓冲器能够吸收井口装置受到的冲击力和振动，从而减少对井口设备的冲击和损坏，保护井口装置的安全运行。

优选的，所述辅闸阀远离所述电机箱的一端连接有连接柱一，所述连接柱一贯穿所述控制箱，所述连接柱一远离所述辅闸阀的一端连接有齿轮六。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明中，通过设置电机箱，通过电机带动主闸阀的转动，使得主闸阀的开合能够通过远程启动电机控制，减小了工作人员手动开合主闸阀的工作量，同时，电机与电磁流量计联动，使得管道内的流量超过电磁流量计上的特定值时，电机能够自动启动控制主闸阀关闭，减小了发生事故时主闸阀的关闭时间，降低了事故的危害度。

（2）本发明中，通过设置控制箱，通过控制主闸阀上的电磁铁和相应辅闸阀上的电磁体通断电控制主闸阀上的齿轮能够带动相应辅闸阀上的齿轮转动，进而控制辅闸阀的开合，使得单个电机即可控制主闸阀和辅闸阀的开合，减少了工作人员手动开合辅闸阀的工作量。

（3）本发明中，通过设置缓冲器，通过管道内液体的压力和弹簧的弹力能够对缓冲器内的缓流板进行挤压和复位，使得管道内的液体会由于缓冲器的阻断而减缓流速，使得缓冲器能够吸收井口装置受到的冲击力和振动，从而减少对井口设备的冲击和损坏，保护井口装置的安全运行。

（4）综上所述，通过设置电机箱，通过电机带动主闸阀的转动，使得主闸阀的开合能够通过远程启动电机控制，同时，电机与电磁流量计联动，使得管道内的流量超过电磁流量计上的特定值时，电机能够自动启动控制主闸阀关闭，减小了发生事故时主闸阀的关闭时间，降低了事故的危害度，通过设置控制箱，通过控制主闸阀上的电磁铁和相应辅闸阀上的电磁体通断电控制主闸阀上的齿轮能够带动相应辅闸阀上的齿轮转动，进而控制辅闸阀的开合，减少了工作人员手动开合辅闸阀的工作量，通过设置缓冲器，能够吸收井口装置受到的冲击力和振动，从而减少对井口设备的冲击和损坏，保护井口装置的安全运行。

附图说明

图1为本发明的整体结构的示意图；

图2为本发明的电机箱的结构示意图；

图3为本发明的主闸阀的剖面结构图；

图4为本发明的缓冲器的结构示意图；

图5为本发明的控制箱的结构示意图；

图6为本发明的辅闸阀处的结构示意图。

图中标号说明：1、套管头；2、连接管一；3、防喷导流器；4、连接管二；5、紧固件；6、四通管；7、连接管三；8、连接管五；9、连接管四；10、辅闸阀；101、连接柱一；102、齿轮六；11、压力表；12、主闸阀；121、支撑板；122、电机箱；123、电机；124、连接轴；125、外壳一；126、阻流件；127、螺纹杆；128、旋转杆；129、旋转环；13、缓冲器；131、外壳二；132、缓流板；133、滑动杆；134、弹簧；135、限位柱；136、固定杆；14、控制箱；141、箱体；142、连接柱二；143、齿轮一；144、固定盘；145、移动块；146、齿轮二；147、电磁铁一；148、固定块；149、电磁铁二；150、齿轮三；151、转动柱；152、齿轮四；153、链条。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：请参阅图1，一种数字化智能气井井口控制装置，包括套管头1，套管头1的上端固定连接有连接管一2，连接管一2的内部固定设置有缓冲器13，缓冲器13能够吸收井口装置受到的冲击力和振动，从而减少对井口设备的冲击和损坏，保护井口装置的安全运行，连接管一2远离套管头1的一端固定连接有防喷导流器3，防喷导流器3可以将井口喷出的高压气体或液体导流到指定的方向，防止意外喷流事故发生，同时当井口压力超过设定值时，防喷导流器3会快速打开，将喷流导向安全区域，从而保护操作人员和设备的安全，防喷导流器3远离套管头1的一侧固定连接有连接管二4，连接管二4的外侧固定连接有主闸阀12，主闸阀12作为气井井口装置的关键组成部分，能够控制气体的流量，同时主闸阀12还是一种紧急切断装置，通过关闭主闸阀12可以迅速切断井口的气体流动，减小事故的扩大，防喷导流器3的上下两端均固定设置有紧固件5，通过紧固件5将防喷导流器3固定在连接管一2上，防喷导流器3的两侧固定设置有连接管四9；

连接管二4远离套管头1的一端固定连接有四通管6，四通管6远离防喷导流器3的一端固定连接有连接管三7，四通管6的两侧固定连接有连接管五8，连接管四9和连接管五8的外侧均固定连接有数个辅闸阀10，辅闸阀10可以调节井口的压力，确保井口装置在安全工作范围内运行，同时适当调整辅闸阀10的开度可以控制气井的产量和压力，达到稳定生产的目的，连接管五8的外侧固定连接有两个压力表11，压力表11可以实时监测气井井口的压力，通过读取压力表11上的指示，工作人员可以了解井口的压力情况，确保井口压力在安全范围内。

请参阅图2，主闸阀12的外侧固定连接有支撑板121，支撑板121远离连接管二4的一端固定连接有电机箱122，电机箱122内部固定设置有电机123，电机123的输出端固定连接有连接轴124，连接轴124与主闸阀12固定连接，电机箱122的下端固定连接有支撑柱，主闸阀12远离电机箱122的一端固定连接有控制箱14。

具体的，工作人员能够通过电机123控制主闸阀12的开合，减少工作人员手动开合主闸阀12的工作量，同时电机123与电磁流量计电连接，当管道内的流量超过电磁流量计上的特定值时能够自动启动电机123，使得电机123能够自动关闭主闸阀12，减小了发生事故时装置的反应时间。

请参阅图4，主闸阀12包括与连接管二4连接的外壳一125，外壳一125内部设置有阻流件126，阻流件126的内壁上设置有螺纹，阻流件126的内侧连接有螺纹杆127，螺纹杆127的两端均连接有旋转杆128，旋转杆128贯穿外壳一125，每个旋转杆128远离螺纹杆127的一端连接有旋转环129，其中一个旋转环129远离螺纹杆127的一端与电机123连接。

具体的，电机123控制旋转环129转动，旋转环129转动带动旋转杆128转动，旋转杆128转动使得螺纹杆127旋转，螺纹杆127旋转带动阻流件126上下移动，通过阻流件126的上下移动控制与连接管二4连接的开口大小，进而能够控制连接管二4内的流量，同时达到使得电机123能够控制主闸阀12开合的效果，减小工作人员手动关闭主闸阀12的工作量，提高了工作人员的安全。

请参阅图4，缓冲器13包括与连接管一2固定连接的外壳二131，外壳二131内部固定设置有缓流板132，缓流板132远离连接管一2的一端固定连接有滑动杆133，滑动杆133的外侧连接有弹簧134，弹簧134靠近连接管一2的一端与缓流板132固定连接，弹簧134远离连接管一2的一端固定连接有限位柱135，限位柱135的内侧与滑动杆133连接，限位柱135的外侧固定连接有数个固定杆136，固定杆136与外壳二131固定连接。

具体的，连接管一2内的液体会给缓流板132施加压力，当缓流板132上的压力达到一定值时，缓流板132带动滑动杆133向限位柱135处移动，同时会对滑动杆133上的弹簧134施加一个压力，此时连接管一2内的液体会通过缓流板132流向防喷导流器3，当缓流板132两侧的压力相同时，缓流板132会在弹簧134的弹力作用下复位，对连接管一2内的液体进行阻流，通过设置缓冲器13，能够吸收井口装置受到的冲击力和振动，从而减少对井口设备的冲击和损坏，保护井口装置的安全运行，同时可以减轻井口装置的受力情况，降低对井口设备的影响，从而提高气井的稳定性和生产效率。

请参阅图5，控制箱14包括与主闸阀12固定连接的箱体141，箱体141的内部设置有连接柱二142，连接柱二142贯穿箱体141，连接柱二142靠近电机箱122的一端与主闸阀12固定连接，连接柱二142远离主闸阀12的一端固定连接有齿轮一143，齿轮一143远离连接柱二142的一端转动连接有固定盘144，固定盘144的外侧滑动设置有移动块145。

移动块145靠近齿轮一143的一端固定连接有齿轮二146，齿轮二146与齿轮一143相互啮合，移动块145远离齿轮一143的一端固定连接有电磁铁一147，移动块145远离固定盘144的一侧滑动连接有固定块148，固定块148上靠近电磁铁一147的一端固定连接有数个电磁铁二149，电磁铁二149靠近齿轮一143的一端固定连接有齿轮三150，齿轮三150远离齿轮一143的一端固定连接有转动柱151，转动柱151远离齿轮三150的一端固定连接有齿轮四152，齿轮四152上转动设置有链条153，链条153与辅闸阀10转动连接。

具体的，电机123带动主闸阀12转动，主闸阀12转动使得连接柱二142旋转，连接柱二142旋转使得齿轮一143转动，齿轮一143转动使得齿轮二146旋转，当电磁铁一147处于断电状态时，齿轮二146空转，当电磁铁一147通电状态时，此时给所需要开合的辅闸阀10上对应的电磁铁二149通电，使得电磁铁一147与电磁铁二149相互吸引至贴合，此时齿轮二146转动能够带动电磁铁二149下的齿轮三150旋转，齿轮三150旋转带动转动柱151旋转，转动柱151转动使得齿轮四152转动，使得通过电磁铁一147和电磁铁二149能够控制电机123对相应的辅闸阀10进行开合，大大减小了工作人员手动控制辅闸阀10的工作量。

请参阅图6，辅闸阀10远离电机箱122的一端固定连接有连接柱一101，连接柱一101贯穿控制箱14，连接柱一101远离辅闸阀10的一端固定连接有齿轮六102。

具体的，齿轮六102与链条153啮合，使得链条153能够带动齿轮六102旋转，达到控制辅闸阀10开合的效果，减小了工作人员挨个关闭辅闸阀10的工作量，同时，齿轮六102与链条153均设置在控制箱14内，能够减小环境对齿轮运作的影响，提高装置的运行寿命。

本发明工作原理：关闭主闸阀时，工作人员启动电机123，电机123控制旋转环129转动，旋转环129转动带动旋转杆128转动，旋转杆128转动使得螺纹杆127旋转，螺纹杆127旋转控制主闸阀12关闭，当需要关闭辅闸阀时，工作人员控制相应辅闸阀10对应的电磁铁二149与主闸阀12上的电磁铁一147处于通电状态，在磁力的作用下，电磁铁二149吸引电磁铁一147带动齿轮二146与齿轮三150啮合，进而带动齿轮四152旋转，通过齿轮四152与相应辅闸阀10上齿轮六102上的链条153使得齿轮四能够带动齿轮六102转动，进而关闭相应的辅闸阀10，当需要更换关闭另一个辅闸阀10时，仅需将原先辅闸阀10上的电磁铁二149断电，给需要关闭的辅闸阀10上的电磁铁二149通电即可，同时在连接管一2内设置了电磁流量计，使得电机123与电磁流量计联动，使得管道内的流量超过电磁流量计上的特定值时，电机123能够自动启动电机123对主闸阀12进行关闭，减小了发生事故时主闸阀12的关闭时间，降低了事故的危害度，在连接管一2内还设置了缓冲器13，通过管道内液体的压力和弹簧134的弹力能够对缓冲器13内的缓流板132进行挤压和复位，使得管道内的液体会由于缓冲器13的阻断而减缓流速，使得缓冲器13能够吸收井口装置受到的冲击力和振动，从而减少对井口设备的冲击和损坏，保护井口装置的安全运行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种数字化智能气井井口控制装置，包括套管头（1），其特征在于：所述套管头（1）的上端连接有连接管一（2），所述连接管一（2）的内部设置有缓冲器（13），所述连接管一（2）远离所述套管头（1）的一端连接有防喷导流器（3），所述防喷导流器（3）远离所述套管头（1）的一侧连接有连接管二（4），所述连接管二（4）的外侧连接有主闸阀（12），所述防喷导流器（3）的上下两端均设置有紧固件（5），所述防喷导流器（3）的两侧设置有连接管四（9）；

所述主闸阀（12）的外侧连接有支撑板（121），所述支撑板（121）远离所述连接管二（4）的一端连接有电机箱（122），所述电机箱（122）内部设置有电机（123），所述电机（123）的输出端固定连接有连接轴（124），所述连接轴（124）与所述主闸阀（12）连接，所述电机箱（122）的下端连接有支撑柱，所述主闸阀（12）远离所述电机箱（122）的一端连接有控制箱（14）；

所述连接管二（4）远离所述套管头（1）的一端连接有四通管（6），所述四通管（6）远离所述防喷导流器（3）的一端连接有连接管三（7），所述四通管（6）的两侧连接有连接管五（8），所述连接管四（9）和所述连接管五（8）的外侧均连接有数个辅闸阀（10），所述连接管五（8）的外侧连接有两个压力表（11）；

所述控制箱（14）包括与所述主闸阀（12）连接的箱体（141），所述箱体（141）的内部设置有连接柱二（142），所述连接柱二（142）贯穿所述箱体（141），所述连接柱二（142）靠近所述电机箱（122）的一端与所述主闸阀（12）连接，所述连接柱二（142）远离所述主闸阀（12）的一端连接有齿轮一（143），所述齿轮一（143）远离所述连接柱二（142）的一端连接有固定盘（144），所述固定盘（144）的外侧设置有移动块（145）；

所述移动块（145）靠近所述齿轮一（143）的一端连接有齿轮二（146），所述齿轮二（146）与所述齿轮一（143）相互啮合，所述移动块（145）远离所述齿轮一（143）的一端连接有电磁铁一（147），所述移动块（145）远离所述固定盘（144）的一侧连接有固定块（148），所述固定块（148）上靠近所述电磁铁一（147）的一端连接有数个电磁铁二（149）；

所述电磁铁二（149）靠近所述齿轮一（143）的一端连接有齿轮三（150），所述齿轮三（150）远离所述齿轮一（143）的一端连接有转动柱（151），所述转动柱（151）远离所述齿轮三（150）的一端连接有齿轮四（152），所述齿轮四（152）上设置有链条（153），所述链条（153）与所述辅闸阀（10）连接。

2.根据权利要求1所述的一种数字化智能气井井口控制装置，其特征在于：所述主闸阀（12）包括与所述连接管二（4）连接的外壳一（125），所述外壳一（125）内部设置有阻流件（126），所述阻流件（126）的内壁上设置有螺纹，所述阻流件（126）的内侧连接有螺纹杆（127），所述螺纹杆（127）的两端均连接有旋转杆（128），所述旋转杆（128）贯穿所述外壳一（125），每个所述旋转杆（128）远离所述螺纹杆（127）的一端连接有旋转环（129），其中一个所述旋转环（129）远离所述螺纹杆（127）的一端与所述电机（123）连接。

3.根据权利要求1所述的一种数字化智能气井井口控制装置，其特征在于：所述缓冲器（13）包括与所述连接管一（2）连接的外壳二（131），所述外壳二（131）内部设置有缓流板（132），所述缓流板（132）远离所述连接管一（2）的一端连接有滑动杆（133），所述滑动杆（133）的外侧连接有弹簧（134），所述弹簧（134）靠近所述连接管一（2）的一端与所述缓流板（132）连接，所述弹簧（134）远离所述连接管一（2）的一端连接有限位柱（135），所述限位柱（135）的内侧与所述滑动杆（133）连接，所述限位柱（135）的外侧连接有数个固定杆（136），所述固定杆（136）与所述外壳二（131）连接。

4.根据权利要求1所述的一种数字化智能气井井口控制装置，其特征在于：所述辅闸阀（10）远离所述电机箱（122）的一端连接有连接柱一（101），所述连接柱一（101）贯穿所述控制箱（14），所述连接柱一（101）远离所述辅闸阀（10）的一端连接有齿轮六（102）。