CN205371675U - 智能井口高低压截断阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能井口高低压截断阀，包括阀门部分、控制部分和电器；所述阀门结构为流道直通的反作用控制阀结构，所述控制部分包括气体净化装置和电动换向阀，所述电器包括电器部包括压力传感器、智能控制器和阀位行程开关。本实用新型通过结构上的改进，实现远程操作，控制方便。

Description

智能井口高低压截断阀

技术领域

本实用新型涉及一种安装支架，尤其涉及一种智能井口高低压截断阀。

背景技术

根据现在气田具有低渗、低压、低丰的特点，气田主要采用井下节流、地面中低压集气流程技术进行开采，随着产建规模的扩大，气井井数将会越爱越多，如何管理好上万平方公里的数千口甚至上万口井，显得尤为重要。如果采用人工巡井方式，不仅巡井工作量大，人力资源消耗大，而且难以实现有效监控，生产、安全、环保无法保障。因此要实现气井生产数据自动录取、实时监测、远程开关井等功能，需要一套现代化的井口远程控制技术。

根据中低压集气流程要求，一般采取在天然气单井阀门树后的输气管线上安装高低压截断阀，该阀要求具备超/欠压保护功能，同时能够实现气井远程开启和关闭控制；目前生产现场主要采用了气井井口电磁阀和高低压紧急切断阀，但由于其结构为为流道转换的截止阀结构；截止阀结构阀门存在流体阻力大、不适用于带颗粒的介质，密封面冲刷损坏大的致命弱点，不适应于天然气井口这种工况，并且耗电大、易在冬季冻堵，致使无法正常工作，现场使用情况并不理想，为此急需一种更为先进、可靠的产品来实现对井口的控制，确保气井生产的安全性。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种智能井口高低压截断阀，结构简单，可以一次安装两个电容器，占地面积小，且安装时相互之间不干涉，结构紧凑，具有很好的实用性。

本实用新型的技术方案是：一种智能井口高低压截断阀，包括阀门结构、控制部分和电器；所述阀门结构为流道直通的反作用控制阀结构，所述控制部分包括气体净化装置和电动换向阀，所述电器包括电器部包括压力传感器、智能控制器和阀位行程开关；阀门安装在井口主输气管线上，上游气源经干燥过滤后进入电动换向阀，作为启闭阀门的动力气源；下游气源经经干燥过滤后作为感测气源与压力传感器相连，压力传感器感测的压力信号传递给智能控制器，同时行程开关将阀门的位置（阀门的开和关信号）传递给智能控制器，由智能控制器判定管线压力的异常（超过高压设定值和低于压压设定值）时，向电动换向阀发出关阀的命令，电动换向阀通过转换控制气源的流道实现对阀门内活塞位置的控制从而实现对阀门的关闭控制；智能控制器具有远传功能，与远端控制室进行信号传递，控制室可直接观察阀门位置状态并可对阀门进行远程操作；同时，阀门配有手轮机构，紧急情况下可用手轮直接开关阀门。

作为优选，智能控制器由压力模块、远传模块和电动头控制器组成，利用DC12V作为电源，压力传感器将压力信号转换为数字信号传递给压力模块，压力模块通过比对设定的高低压值（低于低压或高于高压）向电动头控制器发出关阀指令，电动换向阀转换流道使阀门关闭；远传模块(RTU)用于感测阀位和进行远程通讯。

作为优选，正常输气时（此时阀杆处于完全提升状态），电动换向阀为开位置，经干燥的气源进入活塞上腔室，由于活塞上下腔室的面积差产生的推力，该推力克服弹簧力使活塞并带动闸板下移到位，阀门全开。

作为优选，当压力传感器感测到压力异常（超/欠压）时，智能控制器向电动换向阀发出关闭命令，电动换向阀换向，排除活塞上腔室的压力，此时活塞在活塞下腔室压力和弹簧力的作用下向上移动，同时带动闸板移动，阀门关闭。

作为优选，在阀门处于关闭位置需远程开启时，智能控制器接到远程发出开启命令后（远程终端控制系统RTU），向电动换向阀发出开启命令，电动换向阀换向，控制气源进入活塞上腔室，此时活塞由于活塞上下腔室面积差产生的推力并克服弹簧力的作用向下移动，同时带动闸板向下移动，阀门开启。

作为优选，在阀门处于位置开启需远程关闭时，智能控制器接到远程发出关闭命令后（远程终端控制系统RTU），向智能控制器向电动换向阀发出关闭命令，电动换向阀换向，排除活塞上腔室的压力，此时活塞在活塞下腔室压力和弹簧力的作用下向上移动，同时带动闸板向上移动，阀门关闭。

作为优选，当阀门关到位后，撞块随闸板向上移动触动关行程开关，关信号通过智能控制器并由远程终端控制系统RTU传送到控制室；同理，当阀门开启到位后，撞块脱离关行程开关下移触动开行程开关，开，关信号通过智能控制器并由远程终端控制系统RTU传送到控制室。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构通过结构上的改进，阀门结构为流道直通的反作用平板阀结构，原井口高低压截断阀为流道转换的截止阀结构；截止阀结构阀门存在流体阻力大、不适用于带颗粒的介质，密封面冲刷损坏大的致命弱点，不适应于天然气井口这种工况；流道直通的平板阀结构完全克服这些弱点，其作用形式为反作用（闸板向下移动为打开，向上移动为关闭），很好的解决阀体底部有沉积时紧急情况下阀门关闭不严的问题。现场直接用自带压力传感器感测管线压力，通过自带的智能控制器等电子元件自动控制阀门。低耗能，阀门不动作时为3W，阀门动作时为11W；适用于只具备太阳能供电的偏僻野外环境。耐恶劣气候，无论是阀门还是电子元件均具有耐寒、防冰冻功能，气体经干燥过滤后进入控制系统，防止导压管及控制阀冻堵。通讯接口为标准化智能接口，远程控制方便，操作简单方便，有效的减轻工人劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型的系统图；

图2为本实用新型开启状态结构示意图；

图3为本实用新型关闭状态结构示意图；

图4为智能控制器电气原理图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种智能井口高低压截断阀，如系统图所示，该装置利用管线上的天然气经干燥过滤后作为动力源实现阀门的开关，同时在装置的顶部安装有现场开关手轮，底部安装感测阀门位置的阀位行程开关，它主要由阀门部分、控制部分和电器三大部分组成。

（1）阀门部分：阀门结构为流道直通的反作用控制阀结构，动作由闸板上方的活塞推动，手轮用于在紧急情况下手动阀门；

（2）控制部分：控制部分包括气体净化装置和电动换向阀，气体净化装置是净化管线内天然气用于推动阀门的活塞动作，电动换向阀是改变气路实现阀门的开关动作；

(3）电器部分：电器部包括压力传感器、智能控制器和阀位行程开关三大部分，分用于感测管线压力、控制电动换向阀、感测阀门状态和实现远程控制及通信。

井口管线压力超高压/超低压阀门自动关闭。

正常输气时（此时阀杆处于完全提升状态），电动换向阀17为开位置，经干燥的气源进入活塞上腔室，由于活塞上下腔室的面积差产生的推力，该推力克服弹簧力使活塞4并带动闸板1下移到位，阀门全开。

当压力传感器感测到压力异常（超/欠压）时，智能控制器向电动换向阀17发出关闭命令，电动换向阀17换向，排除活塞上腔室的压力，此时活塞在活塞下腔室压力和弹簧力的作用下向上移动，同时带动闸板1移动，阀门关闭。

现场手动开关：

（现场手动开关有两种方式：手动电动换向阀致使阀门开关、手轮开关阀门）。

手动电动换向阀致使阀门开关：

手动电动换向阀致使阀门开关动作原理与电动控制一样，只是将电动改换手动而已。

手轮开启关闭阀门：

开启阀门：逆时针转动手轮8，阀杆螺母7随之转动，阀杆5在防转套6的限制下向下移动，推动活塞4及闸板1向下移动，阀门开启。

关闭阀门：顺时针转动手轮8，阀杆螺母7随之转动，阀杆5在防转套6的限制下向上移动，压缩弹簧，推动活塞4及闸板1在弹簧的作用下向上移动，阀门关闭。

远程开关阀门：

开启阀门：在阀门处于关闭位置需远程开启时，智能控制器接到远程发出开启命令后（远程终端控制系统RTU），向电动换向阀17发出开启命令，电动换向阀17换向，控制气源进入活塞上腔室，此时活塞由于活塞上下腔室面积差产生的推力并克服弹簧力的作用向下移动，同时带动闸板1向下移动，阀门开启。

关闭阀门：在阀门处于位置开启需远程关闭时，智能控制器接到远程发出关闭命令后（远程终端控制系统RTU），向智能控制器向电动换向阀17发出关闭命令，电动换向阀17换向，排除活塞上腔室的压力，此时活塞在活塞下腔室压力和弹簧力的作用下向上移动，同时带动闸板1向上移动，阀门关闭。

阀位远程传输：

当阀门关到位后，撞块随闸板1向上移动触动关行程开关10，关信号通过智能控制器并由远程终端控制系统RTU传送到控制室；同理，当阀门开启到位后，撞块脱离关行程开关11下移触动开行程开关12，开，关信号通过智能控制器并由远程终端控制系统RTU传送到控制室。

Claims (7)

1.一种智能井口高低压截断阀，其特征在于：包括阀门结构、控制部分和电器；所述阀门结构为流道直通的反作用控制阀结构，所述控制部分包括气体净化装置和电动换向阀，所述电器包括电器部包括压力传感器、智能控制器和阀位行程开关；阀门安装在井口主输气管线上，上游气源经干燥过滤后进入电动换向阀，作为启闭阀门的动力气源；下游气源经干燥过滤后作为感测气源与压力传感器相连，压力传感器感测的压力信号传递给智能控制器，同时行程开关将阀门的位置传递给智能控制器，由智能控制器判定管线压力的异常时，向电动换向阀发出关阀的命令，电动换向阀通过转换控制气源的流道实现对阀门内活塞位置的控制从而实现对阀门的关闭控制；智能控制器与远端控制室进行信号传递；同时，阀门配有手轮机构，紧急情况下可用手轮直接开关阀门。

2.根据权利要求1所述的智能井口高低压截断阀，其特征在于：智能控制器由压力模块、远传模块和电动头控制器组成，利用DC12V作为电源，压力传感器将压力信号转换为数字信号传递给压力模块，压力模块通过比对设定的高低压值向电动头控制器发出关阀指令，电动换向阀转换流道使阀门关闭；远传模块用于感测阀位和进行远程通讯。

3.根据权利要求1所述的智能井口高低压截断阀，其特征在于：正常输气时，电动换向阀为开位置，经干燥的气源进入活塞上腔室，由于活塞上下腔室的面积差产生的推力，该推力克服弹簧力使活塞并带动闸板下移到位，阀门全开。

4.根据权利要求1所述的智能井口高低压截断阀，其特征在于：当压力传感器感测到压力异常时，智能控制器向电动换向阀发出关闭命令，电动换向阀换向，排除活塞上腔室的压力，此时活塞在活塞下腔室压力和弹簧力的作用下向上移动，同时带动闸板移动，阀门关闭。

5.根据权利要求1所述的智能井口高低压截断阀，其特征在于：在阀门处于关闭位置需远程开启时，智能控制器接到远程发出开启命令后，向电动换向阀发出开启命令，电动换向阀换向，控制气源进入活塞上腔室，此时活塞由于活塞上下腔室面积差产生的推力并克服弹簧力的作用向下移动，同时带动闸板向下移动，阀门开启。

6.根据权利要求1所述的智能井口高低压截断阀，其特征在于：在阀门处于位置开启需远程关闭时，智能控制器接到远程发出关闭命令后，向智能控制器向电动换向阀发出关闭命令，电动换向阀换向，排除活塞上腔室的压力，此时活塞在活塞下腔室压力和弹簧力的作用下向上移动，同时带动闸板向上移动，阀门关闭。

7.根据权利要求1所述的智能井口高低压截断阀，其特征在于：当阀门关到位后，撞块随闸板向上移动触动关行程开关，关信号通过智能控制器并由远程终端控制系统RTU传送到控制室；同理，当阀门开启到位后，撞块脱离关行程开关下移触动开行程开关，开，关信号通过智能控制器并由远程终端控制系统RTU传送到控制室。