CN212028593U - 海底用化学药剂注入阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海底石油、天然气的开采的管路附件，具体涉及一种海底用化学药剂注入阀，包括阀体和阀盖，阀盖通过螺栓与阀体连接，阀体内设有流道，阀体的流道内嵌接阀座，阀盖的一端穿设有与阀盖同轴的阀杆，阀杆穿过阀座用于控制流道的流通，阀盖上设有阀门自动开关执行器，其包括液压缸和与阀盖连接的驱动器壳体，驱动器壳体内部设有活塞腔，活塞腔内设有活塞、活塞杆和套设在活塞杆上的弹性元件，活塞杆一端与阀杆连接，阀杆的另一端与设有通孔的平面闸板连接，阀座包括可浮动阀座和固定式阀座，平面闸板穿过两者之间后，通孔能够与流道连通。本实用新型的海底用化学药剂注入阀，具备耐腐蚀、耐高压、耐高温和自动关断功能，且使用寿命长。

Description

海底用化学药剂注入阀

技术领域

本实用新型涉及海底石油、天然气的开采的管路附件，具体涉及一种注入阀。

背景技术

在海底进行石油、天然气开采过程中，常常使用井进行开采。在维护井的过程中，需要使用化学剂注入管理系统。具体的，使用化学剂注入管理系统来注入防腐蚀材料、防泡沫材料、防蜡材料和/或防冻剂以延长井的寿命或增加从井提取资源的速率。通常，通过化学剂注入管理系统在一时间周期期间以受控方式将这些材料注入到井中。

化学剂注入管理系统的寿命可受到其可能磨损的机械组件(例如，齿轮箱、马达和阀)的限制。此外，用于控制流率的传感器和制动器可能随时间漂移，导致化学剂注入管理系统的准确性降低。这些问题在海底应用中可能尤其尖锐，在海底应用中，化学剂注入管理系统可能难以进行开发和/或开发费用较高。更换已磨损或不准确的化学剂注入管理系统可显著增加操作井的成本。

综上所述，这就要求海底用化学药剂注入阀需要具备以下功能：耐腐蚀、耐高压、耐高温、自动关断功能和20年以上长寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种海底用化学药剂注入阀，使其具备耐腐蚀、耐高压、耐高温和自动关断功能，且使用寿命长。

为了完成上述目的，本实用新型提供了一种海底用化学药剂注入阀，包括阀体和阀盖，阀盖通过螺栓与阀体连接，阀体内设有流道，阀体的流道嵌接阀座，阀盖的一端穿设有与阀盖同轴的阀杆，阀杆穿过阀座用于控制流道的流通，阀盖上设有阀门自动开关执行器，阀门自动开关执行器包括液压缸和驱动器壳体，驱动器壳体与阀盖连接，驱动器壳体内部设有活塞腔，活塞腔内设有弹性元件、活塞和活塞杆，弹性元件套设在活塞杆穿过活塞的部分上，活塞杆的一端与液压缸的液压杆连接，活塞杆的另一端与阀杆连接，阀杆的另一端与平面闸板连接，平面闸板上设有通孔，阀座包括可浮动阀座和固定式阀座，平面闸板穿过可浮动阀座和固定式阀座之间后，通孔能够与流道连通。

优选的，可浮动阀座的进液口处设有弹性密封结构，固定式阀座的出液口处设有弹性支撑结构。

进一步优选的，弹性密封结构与弹性支撑结构的结构相同，弹性密封结构与弹性支撑结构均包括U形体、第一弹簧和金属密封圈，第一弹簧设置在U形体的开口处，金属密封圈压缩第一弹簧进入U形体的U形槽内。

更进一步优选的，流道内还设有锥形单向阀门，锥形单向阀门包括阀芯和第二弹簧，阀芯包括锥形头和连接杆，连接杆的一端与锥形头一体连接，连接杆的另一端伸入流道的堵头的槽孔内，锥形头与固定式阀座相抵接，第二弹簧套设在连接杆上。

更进一步优选的，阀盖内设有衬套，衬套上设有环形凹槽，阀杆与衬套之间设有V形密封结构，且V形密封结构设在环形凹槽内。

更进一步优选的，V形密封结构包括支撑环、密封圈和压环，压环呈T字形，压环与环形凹槽的底壁相抵接，压环压入密封圈内，支撑环用于支撑密封圈。

优选的，弹性元件为碟形弹簧。

优选的，驱动器壳体通过阀盖压环与阀盖连接。

进一步优选的，阀盖压环包括环体，环体的一端设有内螺纹，环体的另一端设有内凹的凹缘盘，驱动器壳体与阀盖连接的一端设有外凸的凸缘盘，阀盖的外壁上设有与环体上的内螺纹相配合的外螺纹。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在阀盖上设置阀门自动开关执行器实现了阀门的自动启闭功能。在本实用新型中，通过液压缸中的液压杆向下运动，从而带动活塞杆、阀杆向下运动，最终使得与阀杆连接的平面闸板中的通孔与阀座中流道连通，这样就使得阀座中的流道处于通畅状态，使得化学药剂沿着流道流动。当活塞杆向下运动时，将会压缩弹性元件，而弹性元件压缩到一定程度后，将会产生回复运动，使得活塞杆向上运动，从而带动液压杆和阀杆向上运动，将使得与阀杆连接的平面闸板向上运动，从而使得平面闸板上的通孔不再与流道连通，从而将阀座中的流道堵塞，这样流道不再畅通，从而防止化学药剂再通过流道进行流动，以便实现注入阀的自动关断功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的注入阀的整体剖视图；

图2是本实用新型的注入阀的阀体的剖视图；

图3是本实用新型的注入阀的锥形单向阀门的剖视图；

图4是本实用新型的注入阀的弹性密封结构的剖视图；

图5是本实用新型的注入阀的阀杆的剖视图；

图6是本实用新型的注入阀的阀盖的剖视图；

图7是本实用新型的注入阀的V形密封结构的剖视图；

图8是本实用新型的注入阀的自动开关执行器的剖视图；

图9是本实用新型的注入阀的阀盖压环的结构示意图。

附图标记说明

1、阀体；110、流道；111、流道进口；112、流道出口；113、堵头；

2、可浮动阀座；3、平面闸板；31、通孔；4、固定式阀座；

5、锥形单向阀门；51、阀芯；511、连接杆；512、锥形头；52、第二弹簧；

6、阀杆；7、V形密封结构；71、支撑环；72、密封圈；

73、压环；

8、阀盖；81、外螺纹；82、衬套；

9、螺栓；10、阀盖压环；101、环体；1011、内螺纹；102、凹缘盘；

11、弹性元件；12、活塞；121、活塞杆；

1211、螺纹孔；13、驱动器壳体；131、凸缘盘；

14、活塞腔；15、弹性密封结构；151、U形体；152、第一弹簧；

153、金属密封圈；

16、弹性支撑结构；

200、液压缸；210、液压杆。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种海底用化学药剂注入阀，主要包括相互配装的阀体1和阀盖8，阀盖8通过螺栓9与阀体1连接。阀体1内横向贯通设有流道110，流道110内插设有阀座，在本实施例中，阀座包括可浮动阀座2和固定式阀座4。阀盖8上同轴穿设有阀杆6，阀杆6的轴向运动能够穿过可浮动阀座2和固定式阀座4之间，同时，阀杆6的轴向运动能够控制流道110的流通，即，阀杆6向下运动，能够开启流道110，阀杆6向上运动，能够关闭流道110。在本实施例中，如图1和图5所示，阀杆6的另一端与平面闸板3连接（阀杆6的一端与活塞杆121连接），在平面闸板3上设有通孔31，平面闸板3穿入可浮动阀座2和固定式阀座4之间后，通孔31能够与流道110连通。阀盖8上还设有阀门自动开关执行器（图中未示出），用于推送阀杆6使其完成轴向移动。阀门自动开关执行器包括液压缸200和驱动器壳体13，驱动器壳体13与阀盖8连接，驱动器壳体13内部设有活塞腔14，活塞腔14内分别设有弹性元件11、活塞12和活塞杆121，其中活塞杆121的一端与液压缸200的液压杆210连接，活塞杆121的另一端与阀杆6连接，活塞12套设在活塞杆121靠近液压杆210一端；弹性元件11套设在活塞杆121穿过活塞12的部分上。具体的，在本实施例中，如图1和图8所示，活塞杆121的另一端设有螺纹孔1211，阀杆6通过螺纹孔1211与活塞杆121螺接。在本实施例中，需要将化学药剂通过注入阀注入时，液压缸200中的液压杆210向下运动，压缩活塞杆121和活塞12，在此过程中，弹性元件11也将被活塞12压缩，在活塞杆121向下运动的过程中带动阀杆6向下运动，而阀杆6推动平面闸板3向下移动，使得平面闸板3上的通孔31与流道110连通，从而打开阀座，使得流道110处于流通状态。如上所述，弹性元件11被活塞12压缩，压缩到一定程度后，弹性元件11则将开始做回复运动，推动活塞12、活塞杆121和液压杆210向上运动，在活塞杆121向上运动过程中，则开始带动阀杆6向上运动，使得平面闸板3与阀杆6联动，这样使得通孔31向上移动，平面闸板3从而将流道110堵塞，使得流道110不再连通，从而堵塞住阀座中的流道，使得流道110处于阻断状态。本实施例通过弹性元件11的自动回复运动使得注入阀实现自动关闭，其结构简单，应用方便。

在本实施例中，如图2所示，可浮动阀座2的进液口处设有弹性密封结构15，可浮动阀座2可以浮动的进行密封性补偿，进一步的防止产生漏液现象，固定式阀座4的出液口处设有弹性支撑结构16。具体的，在本实施例中，如图2和图4所示，弹性密封结构15与弹性支撑结构16的结构相同，弹性密封结构15与弹性支撑结构16均包括U形体151、第一弹簧152和金属密封圈153，第一弹簧152设置在U形体151的开口处，金属密封圈153通过压缩第一弹簧152进入U形体151的U形槽内。在本实施例中，U形体为带凹槽的环形橡胶密封圈，在环形橡胶密封圈的开口处设置第一弹簧152，然后，在使用时，将金属密封圈153放入环形橡胶密封圈内，可以起到双重密封的作用。在本实施例中，在可浮动阀座2的进液口（即可浮动阀座2的一端）的一端安装有弹性密封结构15，利用弹性密封结构15使得可浮动阀座2的另一端紧紧贴附在平面闸板3上，同时，弹性密封结构15也可以防止化学药剂在可浮动阀座2与阀体1之间的缝隙流动。

在本实施例中，如图2和图3所示，流道110内还设有锥形单向阀门5，锥形单向阀门5的作用是只允许药剂进入，不允许药剂流出，也就是说，当化学药剂通过流道110进入管道后，锥形单向阀门5可以防止化学药剂从管道流入阀体1内，即锥形单向阀门5可以防止化学药剂回流。具体的，锥形单向阀门5包括阀芯51和第二弹簧52，阀芯51包括锥形头512和连接杆511，连接杆511的一端与锥形头512一体连接，连接杆511的另一端伸入堵头113的槽孔（图中未示出）内，锥形头512与固定式阀座4的药剂流出端相抵接，第二弹簧52套设在连接杆511上。当有药剂通过流道进口111进入流道110内流通时，药剂通过冲击阀芯51，使得阀芯51向远离固定式阀座4的方向运动，从而使得药剂通过流道出口112流出，当药剂不再流动时（也可以说，当阀杆6关闭流道110后），由于第二弹簧52的回复作用，使得阀芯51向固定式阀座4的方向运动，从而将固定式阀座4的流道堵塞住，从而使得流道110内的药剂无法再流出，即使阀杆6处有少量的泄漏药剂，也可以通过锥形单向阀门5的作用将泄漏处的药剂封堵在流道110内。

更进一步，在本实施例中，如图6所示，阀盖8内设有衬套82，衬套82上设有环形凹槽（图中未示出），阀杆6与衬套82之间设有V形密封结构7，且V形密封结构7设在环形凹槽内。V形密封结构7可以防止海水进入阀体1内部。具体的，在本实施例中，如图7所示，V形密封结构7包括支撑环71、密封圈72和压环73，压环73呈T字形，压环73与环形凹槽的底壁相抵接，压环73压入密封圈72内，支撑环71用于支撑密封圈72，这样当压环73压入密封圈72内时，可以防止密封圈72产生变形，从而减小密封圈的密封性。

在本实施例中，弹性元件11为碟形弹簧，而采用蝶形弹簧可以有效的减少阀门自动开关执行器的尺寸。

在本实施例中，如图1和图9所示，驱动器壳体13通过阀盖压环10与阀盖8连接。具体的，如图9所示，阀盖压环10包括环体101，环体101的一端设有内螺纹1011，环体101的另一端设有内凹的凹缘盘102，驱动器壳体13与阀盖8连接的一端设有外凸的凸缘盘131（如图8所示），阀盖8的外壁上设有与环体101上的内螺纹1011相配合的外螺纹81（如图6所示）。在使用时，将阀盖压环10套设在驱动器壳体13的外侧，然后，转动阀盖压环10，使得阀盖压环10的内螺纹1011与阀盖8上的外螺纹81配合拧紧，安装完毕后，阀盖压环10上的凹缘盘102与驱动器壳体13的凸缘盘131相抵接，从而将驱动器壳体13与阀盖8紧紧连接在一起。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种海底用化学药剂注入阀，包括阀体和阀盖，所述阀盖通过螺栓与所述阀体连接，所述阀体内设有流道，所述阀体的流道内嵌接阀座，所述阀盖的一端穿设有与阀盖同轴的阀杆，所述阀杆穿过所述阀座用于控制所述流道的流通，其特征在于，所述阀盖上设有阀门自动开关执行器，所述阀门自动开关执行器包括液压缸和驱动器壳体，所述驱动器壳体与所述阀盖连接，所述驱动器壳体内部设有活塞腔，所述活塞腔内设有弹性元件、活塞和活塞杆，所述弹性元件套设在所述活塞杆穿过所述活塞的部分上，所述活塞杆的一端与所述液压缸的液压杆连接，所述活塞杆的另一端与所述阀杆的一端连接，所述阀杆的另一端与平面闸板连接，所述平面闸板上设有通孔，所述阀座包括可浮动阀座和固定式阀座，所述平面闸板的一端穿过所述可浮动阀座和固定式阀座之间后，所述通孔能够与所述流道连通。

2.根据权利要求1所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述可浮动阀座的进液口处设有弹性密封结构，所述固定式阀座的出液口处设有弹性支撑结构。

3.根据权利要求2所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述弹性密封结构与所述弹性支撑结构的结构相同，所述弹性密封结构与所述弹性支撑结构均包括U形体、第一弹簧和金属密封圈，所述第一弹簧设置在所述U形体的开口处，所述金属密封圈压缩所述第一弹簧进入所述U形体的U形槽内。

4.根据权利要求3所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述流道内还设有锥形单向阀门，所述锥形单向阀门包括阀芯和第二弹簧，所述阀芯包括锥形头和连接杆，所述连接杆的一端与所述锥形头一体连接，所述连接杆的另一端伸入所述流道的堵头的槽孔内，所述锥形头与所述固定式阀座相抵接，所述第二弹簧套设在所述连接杆上。

5.根据权利要求1所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述阀盖内设有衬套，所述衬套上设有环形凹槽，所述阀杆与所述衬套之间设有V形密封结构，且所述V形密封结构设在所述环形凹槽内。

6.根据权利要求5所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述V形密封结构包括支撑环、密封圈和压环，所述压环呈T字形，所述压环与所述环形凹槽的底壁相抵接，所述压环压入所述密封圈内，所述支撑环用于支撑所述密封圈。

7.根据权利要求1所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述弹性元件为碟形弹簧。

8.根据权利要求1所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述驱动器壳体通过阀盖压环与阀盖连接。

9.根据权利要求8所述的海底用化学药剂注入阀，其特征在于，所述阀盖压环包括环体，所述环体的一端设有内螺纹，所述环体的另一端设有内凹的凹缘盘，所述驱动器壳体与阀盖连接的一端设有外凸的凸缘盘，所述阀盖的外壁上设有与所述环体上的内螺纹相配合的外螺纹。

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