CN211009955U - 一种天然气井延时截断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种天然气井延时截断装置，主要是在阀体上连接活塞筒，在活塞筒内盛满油液，在活塞筒内设置活塞板，在阀芯柱上连接活塞杆，是阀芯柱可通过活塞杆与活塞板联动，并在活塞筒的上腔体设置上油孔，在活塞筒的下腔体设置下油孔，在上油孔和下油孔之间连接截止阀，截止阀的开度大小可以调整；当天然气井内的气压增大时，天然气进入阀筒中的下通气道后可推动阀芯柱在阀筒内向下滑动以此关闭侧阀孔，截断天然气井的出气管路和天然气外输管道；同时，被阀芯柱带动的活塞板在活塞筒内将下腔体内的油液经由下油孔、截止阀和上油孔挤压到上腔体中，在此过程中，截止阀的开度越小，阀芯柱向下运动封堵侧油孔所需的时间也越长。

Description

一种天然气井延时截断装置

技术领域

本实用新型属于天然气井开采技术领域，具体涉及一种天然气井延时截断装置。

背景技术

天然气井的外输管道压力值降至极低值时，说明管道泄漏严重，甚至己经出现断裂，必须关井，高压气井发生的这些意对人身、环境和财产危害极大，现有的天然气井外输管道安全保护装置对天然气的流量及含水微小波动非常敏感因此，存在下列问题：第一、因其工作原理是利用天然气流量或密度的变化，经流阀芯后形成流阻压差以推动阀芯自动关闭，问题是流阻压差与介质的密度和流量的平方成正比，天然气井开采过程中的含水量不稳定，因而天然气密度时大时小，这就造成截断装置频繁的关闭；第二、由于操作不够平稳等引起的流量变化也造成频繁的关闭；第三、关闭之后要重新打开，需要一套烦人的操作才能完成，对无人值守的、分布在大漠之中气井平稳生产极为不利；第四、特别是新井或输气管线内空时，气井投产需要十分小心的控制流量，否则装置会自动关闭，需费时几小时甚至十几小时才能完成；第五、安全截断装置的开与关在瞬间完成，会引起类似水击现象的发生，可能造成设备损坏。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的是提供一种天然气井延时截断装置，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本实用新型提出一种天然气井延时截断装置，包括：

壳体，所述壳体的侧壁上设置有入口法兰，所述壳体的一端设置有出口法兰，另一端设置有外接口，所述入口法兰、所述出口法兰和所述外接口内部相连通；

阀体，所述阀体呈筒形，其一端为阀筒，另一端设置有连接部，所述连接部的轴心处设置有第一密封滑孔，所述阀筒的侧壁上设置有侧阀孔，所述阀筒伸入并固定在所述壳体的所述外接口内，所述侧阀孔与所述入口法兰的内端口相连通，所述阀筒的端部与所述出口法兰的内端相连通；

阀芯柱，所述阀芯柱滑动密封装配在所述阀筒内，可封堵所述侧阀孔，所述阀芯柱的上端设置有活塞杆，所述螺杆从所述第一密封滑孔中穿过，所述阀芯柱的下端设置有缓冲杆，所述缓冲杆上径向设置有环形座，所述环形座的端面上设置有流通孔，所述环形座与所述阀筒的下端口之间设置有复位件；

活塞筒，所述活塞筒连接在所述阀体的连接部上，所述活塞筒内滑动设置有活塞板，所述活塞板与所述活塞杆相连接，所述活塞筒在所述活塞板的上、下两侧分别设置有上油孔和下油孔，所述上油孔和所述下油孔分别通过管路连接在一个截止阀的两端，所述截止阀的两端通过管路并列连接有单向阀，所述单向阀的连通方向朝向所述下油孔；

其中，所述阀筒在所述阀芯柱的上下两侧分别设置有上通气道和下通气道，所述上通气道和所述下通气道分别通过管路与一个两位三通阀的其中两个端口相连接，所述两位三通阀在一种阀位下可导通所述上通气道和所述下通气道，在另一种阀位下可截断所述下通气道，同时排空所述上通气道。

本实用新型还具有以下可选特征。

可选地，所述活塞筒的端部设置有第二密封滑孔，所述活塞杆的端部从所述第二密封滑孔中伸出。

可选地，所述阀筒的侧壁上设置有环形槽，所述侧阀孔设置在所述环形槽内。

可选地，所述阀体的所述连接部为内螺纹连接口，所述活塞筒通过外螺纹与所述连接部相连接。

可选地，所述活塞筒的下端口内设置有沉孔台阶，所述下油孔的端口位于所述沉孔台阶上。

可选地，所述复位件为螺旋压缩弹簧，所述阀筒的下端口设置有缩口，所述螺旋压缩弹簧的下端顶在所述缩口的内边沿，上端顶在所述环形座的下侧面。

可选地，所述阀筒内还设置有缩口台阶，所述缩口台阶位于所述侧阀孔的下方，当所述环形座顶在所述缩口台阶上时，所述阀芯柱与所述上通气道的内端口之间留有空隙。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的天然气井延时截断装置在阀体上连接活塞筒，活塞筒内盛满油液，在活塞筒内设置活塞板，在阀芯柱上连接活塞杆，是阀芯柱可通过活塞杆与活塞板联动，并在活塞筒的上腔体设置上油孔，在活塞筒的下腔体设置下油孔，在上油孔和下油孔之间连接截止阀，截止阀的开度大小可以调整；当天然气井内的气压增大时，天然气进入阀筒中的上通气道后可推动阀芯柱在阀筒内向下滑动以此关闭侧阀孔，截断天然气井的出气管路和天然气外输管道；同时，被阀芯柱带动的活塞板在活塞筒内将下腔体内的油液经由下油孔、截止阀和上油孔挤压到上腔体中，在此过程中，截止阀的开度越小，阀芯柱向下运动封堵侧油孔所需的时间也越长；因此，天然气井中持续时间不长的气压增大现象或天然气流量变化情况一般不足以导致截断情况发生，可避免天然气井输气管路频繁截断，即使气压增大现象或天然气流量变化足够大，也只会导致天然气井输气管路延时截断，不会引起类似水击现象发生，不会对设备造成损坏。

附图说明

图1是本实用新型的天然气井延时截断装置的实施例在截止状态下的全剖结构示意图；

图2是本实用新型的天然气井延时截断装置的实施例在导通状态下的全剖结构示意图。

在以上图中：1壳体；101入口法兰；102出口法兰；103外接口；2阀体；201阀筒；202连接部；203第一密封滑孔；204侧阀孔；205上通气道；206下通气道；207环形槽；208缩口；3阀芯柱；301活塞杆；302缓冲杆；303环形座；304流通孔；4复位件；5活塞筒；501上油孔；502下油孔；503第二密封滑孔；6活塞板；7两位三通阀。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明；

具体实施方式

实施例1

参考图1和图2，本实用新型的实施例提出一种天然气井延时截断装置，包括：壳体1、阀体2、阀芯柱3和活塞筒5；壳体1的侧壁上设置有入口法兰101，壳体1的一端设置有出口法兰102，另一端设置有外接口103，入口法兰101、出口法兰102和外接口103内部相连通；阀体2呈筒形，其一端为阀筒201，另一端设置有连接部202，连接部202的轴心处设置有第一密封滑孔203，阀筒201的侧壁上设置有侧阀孔204，阀筒201伸入并固定在壳体1的外接口103内，侧阀孔204与入口法兰101的内端口相连通，阀筒201的端部与出口法兰102的内端相连通；阀芯柱3滑动密封装配在阀筒201内，可封堵侧阀孔204，阀芯柱3的上端设置有活塞杆301，螺杆301从第一密封滑孔203中穿过，阀芯柱3的下端设置有缓冲杆302，缓冲杆302上径向设置有环形座303，环形座303的端面上设置有流通孔304，环形座303与阀筒201的下端口之间设置有复位件4；活塞筒5连接在阀体2的连接部202上，活塞筒5内滑动设置有活塞板6，活塞板6与活塞杆301相连接，活塞筒5在活塞板6的上、下两侧分别设置有上油孔501和下油孔502，上油孔501和下油孔502分别通过管路连接在一个截止阀的两端，截止阀的两端通过管路并列连接有单向阀，单向阀的连通方向朝向下油孔502；其中，阀筒201在阀芯柱3的上下两侧分别设置有上通气道205和下通气道206，上通气道205和下通气道206分别通过管路与一个两位三通阀7的其中两个端口相连接，两位三通阀7在一种阀位下可导通上通气道205和下通气道206，在另一种阀位下可截断下通气道206，同时排空上通气道205。

使用时，先将入口法兰101与天然气井的出气管路相连接，将出口法兰102与天然气外输管道相连接，控制两位三通阀7使上通气道205和下通气道206连通；

由于不稳定因素，比如天然气外输管道破裂，或者天然气井内的天然气流量增大，或者天然气含水量增加导致整体密度突然增大，天然气从入口法兰101进入侧阀孔204的天然气流经环形座303的流通孔304时，流动阻力瞬间增大，产生过大压降，导致天然气井内和外输管之间正压力突然增大，此时上通气道205内气压大于下通气道206内气压，并推动阀芯柱3向下运动，此时复位件4在环形座303的推动下向下压缩；

当阀芯柱3向下运动时，阀芯柱3开始封堵侧阀孔204，阀芯柱3通过活塞杆301带动活塞板6在活塞筒5内向下运动，并挤压活塞筒5下腔体内的油液通过下油孔502、截止阀和上油孔501进入活塞筒5的上腔体中，在此过程中受到截止阀的延时缓冲，直至活塞筒5内的油液完全进入上腔体中，同时阀芯柱3完全堵塞侧阀孔204，截断天然气井的出气管路和天然气外输管道的连通，工作人员可以对发生原因进行排查；

当排查问题后和解决问题后需要恢复生产时，工作人员切换两位三通阀7，使上通气道205排空，使下通气道206截断，此时，复位件4的弹力向上推动阀芯柱3和活塞杆301向上运动，同时活塞板6挤压活塞筒5的上腔体内的油液通过上油孔501、单向阀和下油孔502进入下腔体中，直至阀芯柱3将侧阀孔204完全让开，此时天然气井的出气管路和天然气外输管道相导通。

实施例2

参考图1和图2，在实施例1的基础上，活塞筒5的端部设置有第二密封滑孔503，活塞杆301的端部从第二密封滑孔503中伸出。

活塞杆301的端部从第二密封滑孔503中伸出至活塞筒5的外部，使工作人员可以在活塞筒5的外部对活塞杆301进行调整，也可从活塞杆301伸出活塞筒5的长度判断出阀芯柱3的位置，可看出整个截断装置是否截止。

实施例3

参考图1和图2，在实施例1的基础上，阀筒201的侧壁上设置有环形槽207，侧阀孔204设置在环形槽207内。

侧阀孔204的数量为10个，均设置在阀筒201上的环形槽207内，环形槽207位两个侧阀孔204与入口法兰101的内端口之间提供了气路通道。

施例4

参考图1和图2，在实施例1的基础上，阀体2的连接部202为内螺纹连接口，活塞筒5通过外螺纹与连接部202相连接。

活塞筒5的内壁需要保证光滑，只能通过外螺纹与阀体2上的内螺纹连接口相连接。

实施例5

参考图1和图2，在实施例1的基础上，活塞筒5的下端口内设置有沉孔台阶503，下油孔502的端口位于沉孔台阶503上。

沉孔台阶503与活塞板6的表面相平行，活塞板6在活塞缸5内滑动时不会封堵住沉孔台阶503，下油孔502的端口位于沉孔台阶503上，使其不会被活塞板6封堵住，保证油液可通过下油孔502进入活塞缸5的下腔体内。

实施例6

参考图1和图2，在实施例1的基础上，复位件4为螺旋压缩弹簧，阀筒201的下端口设置有缩口208，螺旋压缩弹簧的下端顶在缩口208的内边沿，上端顶在环形座303的下侧面。

采用螺旋压缩弹簧作为复位件4，螺旋压缩弹簧位于阀筒201的下端口内，其下端顶在缩口208的内边沿，上端顶在缓冲杆302上的环形座303的下端面，可对阀芯柱3具有向上的推力，可帮助阀芯柱3快速复位。

实施例7

参考图1和图2，在实施例6的基础上，阀筒201内还设置有缩口台阶，缩口台阶位于侧阀孔204的下方，当环形座303顶在缩口台阶上时，阀芯柱3与上通气道205的内端口之间留有空隙。

阀筒201内的缩口台阶对环形座303具有限位作用，可阻挡环形座303继续向上移动，由于环形座303、缓冲杆302以及阀芯柱3为一体式结构，进而可防止阀芯柱3继续向上运动，使阀芯柱3与上通气道205的内端口之间留有空隙，当入口法兰101内的高压天然气可从上通气道205进入阀芯柱3的上侧的空隙间中，使高压天然气可推动阀芯柱3向下运动。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种天然气井延时截断装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的侧壁上设置有入口法兰(101)，所述壳体(1)的一端设置有出口法兰(102)，另一端设置有外接口(103)，所述入口法兰(101)、所述出口法兰(102)和所述外接口(103)内部相连通；

阀体(2)，所述阀体(2)呈筒形，其一端为阀筒(201)，另一端设置有连接部(202)，所述连接部(202)的轴心处设置有第一密封滑孔(203)，所述阀筒(201)的侧壁上设置有侧阀孔(204)，所述阀筒(201)伸入并固定在所述壳体(1)的所述外接口(103)内，所述侧阀孔(204)与所述入口法兰(101)的内端口相连通，所述阀筒(201)的端部与所述出口法兰(102)的内端相连通；

阀芯柱(3)，所述阀芯柱(3)滑动密封装配在所述阀筒(201)内，可封堵所述侧阀孔(204)，所述阀芯柱(3)的上端设置有活塞杆(301)，所述活塞杆(301)从所述第一密封滑孔(203)中穿过，所述阀芯柱(3)的下端设置有缓冲杆(302)，所述缓冲杆(302)上径向设置有环形座(303)，所述环形座(303)的端面上设置有流通孔(304)，所述环形座(303)与所述阀筒(201)的下端口之间设置有复位件(4)；

活塞筒(5)，所述活塞筒(5)连接在所述阀体(2)的连接部(202)上，所述活塞筒(5)内滑动设置有活塞板(6)，所述活塞板(6)与所述活塞杆(301)相连接，所述活塞筒(5)在所述活塞板(6)的上、下两侧分别设置有上油孔(501)和下油孔(502)，所述上油孔(501)和所述下油孔(502)分别通过管路连接在一个截止阀的两端，所述截止阀的两端通过管路并列连接有单向阀，所述单向阀的连通方向朝向所述下油孔(502)；

其中，所述阀筒(201)在所述阀芯柱(3)的上下两侧分别设置有上通气道(205)和下通气道(206)，所述上通气道(205)和所述下通气道(206)分别通过管路与一个两位三通阀(7)的其中两个端口相连接，所述两位三通阀(7)在一种阀位下可导通所述上通气道(205)和所述下通气道(206)，在另一种阀位下可截断所述下通气道(206)，同时排空所述上通气道(205)。

2.根据权利要求1所述的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述活塞筒(5)的端部设置有第二密封滑孔(503)，所述活塞杆(301)的端部从所述第二密封滑孔(503)中伸出。

3.根据权利要求1所述的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述阀筒(201)的侧壁上设置有环形槽(207)，所述侧阀孔(204)设置在所述环形槽(207)内。

4.根据权利要求1所述的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述阀体(2)的所述连接部(202)为内螺纹连接口，所述活塞筒(5)通过外螺纹与所述连接部(202)相连接。

5.根据权利要求1所述的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述活塞筒(5)的下端口内设置有沉孔台阶，所述下油孔(502)的端口位于所述沉孔台阶上。

6.根据权利要求1所述的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述复位件(4)为螺旋压缩弹簧，所述阀筒(201)的下端口设置有缩口(208)，所述螺旋压缩弹簧的下端顶在所述缩口(208)的内边沿，上端顶在所述环形座(303)的下侧面。

7.根据权利要求6所述的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述阀筒(201)内还设置有缩口台阶，所述缩口台阶位于所述侧阀孔(204)的下方，当所述环形座(303)顶在所述缩口台阶上时，所述阀芯柱(3)与所述上通气道(205)的内端口之间留有空隙。

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