CN212563163U - 一种天然气井三合一开关调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种天然气井三合一开关调节装置，包括：壳体、阀体、调节筒、阀芯筒、遥控动作机构、井口压力传感器、外输管线压力传感器；壳体上设有入口法兰和检测接口，壳体的两端设出口法兰和内接口，阀体下端为阀筒，阀筒的侧壁上设有侧阀孔，阀筒固定在内接口内，侧阀孔与入口法兰和检测接口相连通，阀筒与出口法兰的内端相连通；调节筒与阀筒的缩口固定连接，并伸入阀筒内，调节筒侧壁上设有调压孔；阀芯筒的外侧壁和内侧壁分别与阀筒和调节筒滑动密封配合，阀芯筒上端的推拉杆穿过阀体伸出阀体外，并与遥控动作机构传动连接；井口压力传感器的检测探头与检测接口相连通；外输管线压力传感器的检测探头与出口法兰的内端相连通。

Description

一种天然气井三合一开关调节装置

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三合一开关调节装置。

背景技术

世界上大多数产油产气国家的井口调控装置的功能基本相同，即开关井功能、压力调节功能、安全保护功能，相对应的操控对象分别是生产闸阀、针形阀和井口截断阀。目前国内部分产气区对关井开井、调控工艺参数以及井口安全保护装置分别进行了无线遥控，特别是在我国的苏里格气田上，进行了大量的试验和应用，对高压天然气井口闸阀的工作之所以要分别进行遥控，因为生产闸阀和井口截断阀只有完全打开或完全关闭两种状态，不能用来调节外输管线压力，针形阀可调节压力，但不能用来开井关井。而对高压天然气井的三种闸阀分别进行遥控成本较高，信号相互干扰大，操作复杂。

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三合一开关调节装置，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三合一开关调节装置，包括：

壳体，所述壳体的侧壁上设置有入口法兰和检测接口，所述壳体的一端设置有出口法兰，另一端设置有内接口，所述入口法兰、所述检测接口、所述出口法兰和所述内接口内部相连通，所述检测接口上连接有堵头；

阀体，所述阀体呈筒形，其下端为阀筒，上端设置有密封滑孔，所述阀筒的侧壁上设置有侧阀孔，所述阀筒的下端设置有缩口，所述阀筒伸入并固定在所述壳体的所述内接口内，所述侧阀孔与所述入口法兰和检测接口的内端口相连通，所述阀筒的端部与所述出口法兰的内端相连通；

调节筒，所述调节筒的下端固定在所述阀筒的下端的缩口中，所述调节筒伸入所述阀筒内，并与所述阀筒之间形成环形空间，所述调节筒的侧壁上设置有调压孔；

阀芯筒，所述阀芯筒的外侧壁与所述阀筒的内侧壁滑动密封配合，内侧壁与所述调节筒的外侧壁滑动密封配合，所述阀芯筒的上端设置有推拉杆，所述推拉杆穿过所述密封滑孔伸出所述阀体外；

遥控动作机构，所述遥控动作机构设置在所述阀体的上端，所述遥控动作机构与所述推拉杆传动连接；

井口压力传感器，所述井口压力传感器连接在所述堵头上，其检测探头与所述检测接口相连通；

外输管线压力传感器，所述外输管线压力传感器固定在所述壳体上，其检测探头与所述出口法兰的内端相连通。

本实用新型还具有以下可选特征。

可选地，所述遥控动作机构包括：

动作架，所述动作架连接在所述阀体的上端，所述动作架上分别转动设置有相啮合的被动锥齿轮和主动锥齿轮，所述被动锥齿轮的轴心处设置有螺孔，所述推拉杆的前端设置有螺纹，并与所述被动锥齿轮螺纹配合；

遥控电机和减速器，所述遥控电机和所述减速器相连接，所述遥控电机和所述减速器固定在所述动作架上，其主轴与所述主动锥齿轮相连接。

可选地，所述动作架上设置有防转板，所述防转板上设置有防转孔，所述防转孔内设置有平键，所述推拉杆的表面设置有键槽，所述推拉杆从所述防转孔穿过，所述平键伸入所述键槽中。

可选地，所述防转板上转动设置有手动锥齿轮，所述手动锥齿轮与所述被动锥齿轮相啮合，所述手动锥齿轮的一端连接有手轮。

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，所述阀芯筒上端设置有安装孔，所述推拉杆的下端伸入所述安装孔中，并通过销钉固定连接。

可选地，所述推拉杆的下端设置有平衡通道，所述平衡通道从伸出所述阀芯筒的上端的推拉杆的侧壁通出。

可选地，所述调节筒在靠近所述阀筒的下端的缩口处的侧壁上设置有排污孔。

可选地，所述阀筒的下端口和内侧壁设置有一层耐磨镶套。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的天然气井三合一开关调节装置采用遥控动作机构带动推拉杆对阀芯筒进行移动，使阀芯筒可封堵或放开阀体的阀筒上的侧阀孔以及调节筒上的调压孔，实现对阀体的入口法兰与出口法兰之间进行关闭和连通，同时通过井口压力传感器检测天然气井内气压，通过外输管线压力传感器检测外输管线气压，物联网平台可自动根据两者压力差的反馈自动进行截止动作，工作人员还可通过物联网平台遥控调节外输管线压力；由于每个井口只需要遥控控制一个阀体即可进行开闭、截止和调参功能，其遥控成本低，同一井口之间无信号干扰，操作简单。

附图说明

图1是本实用新型的天然气井三合一开关调节装置的实施例的全剖结构示意图。

在以上图中：1壳体；101 入口法兰；102 检测接口；103 出口法兰；104 内接口；2阀体；201 阀筒；202 密封滑孔；203 侧阀孔；204 环形槽；3 调节筒；301 调压孔；302 排污孔；4 阀芯筒；401 耐磨镶套；5 推拉杆；501 键槽；502 压力平衡通道；6 堵头；7 井口压力传感器；8 外输管线压力传感器；9 动作架；10 被动锥齿轮；11 主动锥齿轮；12 遥控电机；13 减速器；14 防转板；15 防转孔；16 平键；17 手动锥齿轮；18 手轮；19 销钉；20 物联网平台。

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，本实用新型的实施例提出一种天然气井三合一开关调节装置，包括：壳体1、阀体2、调节筒3、阀芯筒4、遥控动作机构、井口压力传感器7、外输管线压力传感器8；壳体1的侧壁上设置有入口法兰101和检测接口102，壳体1的一端设置有出口法兰103，另一端设置有内接口104，入口法兰101、检测接口102、出口法兰103和内接口104内部相连通，检测接口102上连接有堵头6；阀体2呈筒形，其下端为阀筒201，上端设置有密封滑孔202，阀筒201的侧壁上设置有侧阀孔203，阀筒201的下端设置有缩口，阀筒201伸入并固定在壳体1的内接口103内，侧阀孔203与入口法兰101和检测接口102的内端口相连通，阀筒201的端部与出口法兰103的内端相连通；调节筒3的下端固定在阀筒201的下端的缩口中，调节筒3伸入阀筒201内，并与阀筒201之间形成环形空间，调节筒3侧壁上设置有调压孔301；阀芯筒4的外侧壁与所述阀筒201的内侧壁滑动密封配合，内侧壁与所述调节筒3的外侧壁滑动密封配合，阀芯筒4的上端设置有推拉杆5，推拉杆5穿过密封滑孔202伸出阀体2外；遥控动作机构设置在阀体2的上端，遥控动作机构与推拉杆5传动连接；井口压力传感器7连接在堵头6上，其检测探头与检测接口102相连通；外输管线压力传感器8固定在壳体1上，其检测探头与出口法兰103的内端相连通。

参考图1，壳体1的入口法兰101和出口法兰103连接在天然气井的井口管路上，以调节阀的关闭状态为起始状态，此时阀芯筒4的侧壁在阀筒201内封堵阀筒201上的侧阀孔203以及调节筒3上的调压孔301，使入口法兰101和出口法兰103不能导通；

当工作人员需要使天然气井口导通时，通过物联网平台20控制遥控动作机构带动推拉杆5以及阀芯筒4在阀体2的阀筒201内向上运动，直至阀芯筒4让开侧阀孔203以及调压孔301，此时，与天然气井井口连接的入口法兰101可通过侧阀孔203、调压孔301和出口法兰103相导通，天然气井内的天然气通过入口法兰101、侧阀孔203进入阀筒201内，并从调压孔301进入调节筒3内，并从出口法兰103流入天然气管道中；

当工作人员需要关闭天然气井时，可通过物联网平台20控制遥控动作机构带动推拉杆5以及阀芯筒4在阀筒201内向下运动，直至阀芯筒4封堵阀筒201上的侧阀孔203以及调节筒3上的调压孔301即可；

当需要调节外输管线压力时，只需要使阀芯筒201部分遮挡调节筒3上的调压孔301即可，同时根据外输管线压力传感器8传回物联网检测平台20的压力信号进行校正。

当外输管线破裂时，井口压力传感器7检测到压力正常，外输管线压力传感器8会检测到压力突然下降，此时物联网平台20接收到压力下降信号后，会自动控制遥控动作机构带动推拉杆5以及阀芯筒4在阀筒201内快速向下运动，直至阀芯筒4完全封堵阀筒201上的侧阀孔203以及调节筒3上的调压孔301，截断进口法兰101和出口法兰103之间的连通。

实施例2

参考图1，在实施例1的基础上，遥控动作机构包括动作架9、遥控电机12、和减速器13；动作架9连接在阀体2的上端，动作架9上分别转动设置有相啮合的被动锥齿轮10和主动锥齿轮11，被动锥齿轮10的轴心处设置有螺孔，推拉杆5的前端设置有螺纹，并与被动锥齿轮10螺纹配合；遥控电机12和减速器13相连接，遥控电机12和减速器13固定在动作架9上，其主轴与主动锥齿轮11相连接。

当工作人员需要使天然气井口导通时，通过物联网平台20控制遥控电机12转动，遥控电机12通过减速器3带动主动锥齿轮11和被动锥齿轮10转动，被动锥齿轮10转动时，其轴心处的螺孔中的螺纹推动推拉杆5向上运动，推拉杆5带动阀芯筒4在阀体2的阀筒201内向上运动，直至阀芯筒4让开侧阀孔203和调压孔301，此时，与天然气井井口连接的入口法兰101可通过侧阀孔203、调压孔301和出口法兰103相导通。

实施例3

参考图1，在实施例2的基础上，动作架9上设置有防转板14，防转板14上设置有防转孔15，防转孔15内设置有平键16，推拉杆5的表面设置有键槽501，推拉杆5从防转孔15中穿过，平键16伸入键槽501中。

键槽501在推拉杆5的表面轴向延伸，推拉杆5伸入防转板14后，防转板14上的平键16伸入键槽501中，可防止推拉杆5转动，保证被动锥齿轮10在转动时可通过螺纹推动推拉杆5。

实施例4

参考图1，在实施例1的基础上，防转板14上转动设置有手动锥齿轮17，手动锥齿轮17与被动锥齿轮10相啮合，手动锥齿轮17的一端连接有手轮18。

手轮18与手动锥齿轮17的端面固定连接，工作人员可通过旋转手轮18带动被动锥齿轮17转动，以此调节阀芯筒4的位置，实现控制天然气井的开和关以及外输管线压力调节。

实施例5

参考图1，在实施例1的基础上，阀筒201的侧壁上设置有环形槽204，侧阀孔203设置在环形槽204内。

侧阀孔203的数量为八个，均设置在阀筒201上的环形槽204内，环形槽204为八个侧阀孔203与入口法兰101的内端口之间提供了气路通道。

实施例6

参考图1，在实施例1的基础上，阀芯筒4上端设置有安装孔，推拉杆5的下端伸入安装孔中，并通过销钉19固定连接。

推拉杆5的下端伸入阀芯筒4上端的安装孔后，销钉19横向贯通阀芯筒4和推拉杆5，使其固定连接在一起。

实施例7

参考图1，在实施例6的基础上，推拉杆5的下端设置有平衡通道502，平衡通道502从伸出阀芯筒4的上端的推拉杆5的侧壁通出。

当推拉杆5推动阀芯筒4向下运动时，在阀筒201内阀芯筒4与密封滑孔202的内端之间会产生真空，因此需要在推拉杆5的端部与侧壁之间设置压力平衡通道502，压力平衡通道502由径向贯通推拉杆5的横向通孔和设置在推拉杆5端部的通孔组成，两者相连通，保证阀芯筒4向下运动时各处压力平衡，可降低阀芯筒4的运动阻力。

实施例8

参考图1，在实施例1的基础上，调节筒3在靠近阀筒201的下端的缩口处的侧壁上设置有排污孔302。

天然气中带出的水分或者其他污物会积在调节筒3与阀筒201的下端口之间，在调节筒3的下部开设排污孔302有利于水分或者污物的排出。

实施例9

参考图1，在实施例1的基础上，阀筒201的下端口和内侧壁设置有一层耐磨镶套401。

耐磨镶套401可由陶瓷材料或者其他合金材料制成，保证阀筒201与调节筒3之间的密封性。

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 (9)

1.一种天然气井三合一开关调节装置，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)和检测接口(102)，所述壳体(1)的一端设置有出口法兰(103)，另一端设置有内接口(104)，所述入口法兰(101)、所述检测接口(102)、所述出口法兰(103)和所述内接口(104)内部相连通，所述检测接口(102)上连接有堵头(6)；

阀体(2)，所述阀体(2)呈筒形，其下端为阀筒(201)，上端设置有密封滑孔(202)，所述阀筒(201)的侧壁上设置有侧阀孔(203)，所述阀筒(201)的下端设置有缩口，所述阀筒(201)伸入并固定在所述壳体(1)的所述内接口(104)内，所述侧阀孔(203)与所述入口法兰(101)和检测接口(102)的内端口相连通，所述阀筒(201)的端部与所述出口法兰(103)的内端相连通；

调节筒(3)，所述调节筒(3)的下端固定在所述阀筒(201)的下端的缩口中，所述调节筒(3)伸入所述阀筒(201)内，并与所述阀筒(201)之间形成环形空间，所述调节筒(3)的侧壁上设置有调压孔(301)；

阀芯筒(4)，所述阀芯筒(4)的外侧壁与所述阀筒(201)的内侧壁滑动密封配合，内侧壁与所述调节筒(3)的外侧壁滑动密封配合，所述阀芯筒(4)的上端设置有推拉杆(5)，所述推拉杆(5)穿过所述密封滑孔(202)伸出所述阀体(2)外；

遥控动作机构，所述遥控动作机构设置在所述阀体(2)的上端，所述遥控动作机构与所述推拉杆(5)传动连接；

井口压力传感器(7)，所述井口压力传感器(7)连接在所述堵头(6)上，其检测探头与所述检测接口(102)相连通；

外输管线压力传感器(8)，所述外输管线压力传感器(8)固定在所述壳体(1)上，其检测探头与所述出口法兰(103)的内端相连通。

2.根据权利要求1所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述遥控动作机构包括：

动作架(9)，所述动作架(9)连接在所述阀体(2)的上端，所述动作架(9)上分别转动设置有相啮合的被动锥齿轮(10)和主动锥齿轮(11)，所述被动锥齿轮(10)的轴心处设置有螺孔，所述推拉杆(5)的前端设置有螺纹，并与所述被动锥齿轮(10)螺纹配合；

遥控电机(12)和减速器(13)，所述遥控电机(12)和所述减速器(13)相连接，所述遥控电机(12)和所述减速器(13)固定在所述动作架(9)上，其主轴与所述主动锥齿轮(11)相连接。

3.根据权利要求2所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述动作架(9)上设置有防转板(14)，所述防转板(14)上设置有防转孔(15)，所述防转孔(15)内设置有平键(16)，所述推拉杆(5)的表面设置有键槽(501)，所述推拉杆(5)从所述防转孔(15)穿过，所述平键(16)伸入所述键槽(501)中。

4.根据权利要求3所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述防转板(14)上转动设置有手动锥齿轮(17)，所述手动锥齿轮(17)与所述被动锥齿轮(10)相啮合，所述手动锥齿轮(17)的一端连接有手轮(18)。

5.根据权利要求1所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述阀筒(201)的侧壁上设置有环形槽(204)，所述侧阀孔(203)设置在所述环形槽(204)内。

6.根据权利要求1所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述阀芯筒(4)上端设置有安装孔，所述推拉杆(5)的下端伸入所述安装孔中，并通过销钉(19)固定连接。

7.根据权利要求6所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述推拉杆(5)的下端设置有平衡通道(502)，所述平衡通道(502)从伸出所述阀芯筒(4)的上端的推拉杆(5)的侧壁通出。

8.根据权利要求1所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述调节筒(3)在靠近所述阀筒(201)的下端的缩口处的侧壁上设置有排污孔(302)。

9.根据权利要求1所述的天然气井三合一开关调节装置，其特征在于，所述阀筒(201)的下端口和内侧壁设置有一层耐磨镶套(401)。

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