CN212616557U - 一种可直联安装的天然气井延时截断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种可直联安装的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

一种可直联安装的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，具体涉及一种可直联安装的天然气井延时截断装置。

背景技术

天然气井的出气管路或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，现有的天然气井的出气管路或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、特别是新井或产气管线内空时，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可直联安装的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可直联安装的天然气井延时截断装置，包括：

壳体，所述壳体的下端设置有连接法兰，上端设置有外接口；

阀体，所述阀体呈筒形，其下部为阀筒，上部设置有连接部，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，所述侧阀孔与所述连接法兰的内端口相连通；

阀芯柱，所述阀芯柱滑动密封装配在所述阀筒内，所述阀芯柱的上部可封堵所述侧阀孔，所述阀芯柱的下部的侧壁设置有阀芯筒，所述阀芯筒的侧壁上设置有长孔，所述阀芯筒的下端口连接有缩口座；

缓冲套，所述缓冲套连接在所述阀筒的下端，所述缓冲套内设置有弹簧，所述弹簧抵在所述缓冲套与所述阀芯筒之间；

活塞杆，所述活塞杆的下端与所述阀芯柱的上端相连接，所述活塞杆的上部从所述阀体的上端穿过；

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；

连接筒，所述连接筒的两端分别设置有入口法兰和出口法兰，所述连接筒侧壁上设置有侧向连接口，所述侧向连接口的中部设置有密封连接孔和旁通孔，所述入口法兰与所述旁通孔相连通，所述密封连接孔与所述出口法兰相连通，所述侧向连接孔与所述连接法兰相连接，所述阀筒的下端伸入所述密封连接孔内；

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，所述阀体的上部的内端口内设置有密封套，所述密封套的中部设置有第一密封滑孔，所述活塞杆的端部从所述第一密封滑孔中穿过。

可选地，所述阀筒内还设置有环形槽，所述环形槽位于阀筒内靠近所述密封套的下端处内侧壁上。

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，所述活塞筒上所述第二密封滑孔的外端口处连接有防护套，所述活塞杆的端部可伸入所述防护套内。

可选地，所述阀芯柱的上部的侧壁上设置有环形槽。

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。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的可直联安装的天然气井延时截断装置可通过连接筒直接连接在天然气井口或天然气外输管道上，当天然气井内的气压突然增大时，天然气通过连接筒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或外输管道；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，可避免天然气井的出气管路或输气管道频繁截断，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坐封截断，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是本实用新型的可直联安装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是图1中的延时装置的内部结构图。

在以上图中：1壳体；101连接法兰；102外接口；2阀体；201阀筒；202 连接部；203侧阀孔；204上通气道；205下通气道；206环形槽；3阀芯柱； 301阀芯筒；302长孔；4缩口座；5缓冲套；6弹簧；7活塞杆；8活塞筒； 801上油孔；802下油孔；803第二密封滑孔；9活塞板；10连接筒；1001入口法兰；1002出口法兰；1003侧向连接口；1004密封连接孔；1005旁通孔； 11密封套；1101第一密封滑孔；12防护套。

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可直联安装的天然气井延时截断装置，包括：壳体1、阀体2、阀芯柱3、缓冲套5、活塞杆7、活塞筒8和连接筒10；壳体1的下端设置有连接法兰101，上端设置有外接口102；阀体2 呈筒形，其下部为阀筒201，上部设置有连接部202，阀筒201的侧壁上设置有侧阀孔203，阀筒201伸入并固定在壳体1的外接口102内，侧阀孔203与连接法兰101的内端口相连通；阀芯柱3滑动密封装配在阀筒201内，阀芯柱3的上部可封堵侧阀孔203，阀芯柱3的下部的侧壁设置有阀芯筒301，阀芯筒301 的侧壁上设置有长孔302，阀芯筒301的下端口连接有缩口座4；缓冲套5连接在阀筒201的下端，缓冲套5内设置有弹簧6，弹簧6抵在缓冲套5与阀芯筒 301之间；活塞杆7的下端与阀芯柱3的上端相连接，活塞杆7的上部从阀体2 的上端穿过；活塞筒8连接在阀体2的连接部202上，活塞筒8内滑动设置有活塞板9，活塞板9与活塞杆7相连接，活塞筒8在活塞板9的上、下两侧分别设置有上油孔801和下油孔802，上油孔801和下油孔802分别通过管路与延时装置相连接，延时装置内设置有并列连接的截止阀和单向阀，上油孔801和下油孔802分别通过管路连接在截止阀的两端，单向阀的连通方向朝向下油孔802；连接筒10的两端分别设置有入口法兰1001和出口法兰1002，连接筒10的侧壁上设置有侧向连接口1003，侧向连接口1003的中部设置有密封连接孔1004和旁通孔1005，入口法兰1001与旁通孔1005相连通，密封连接孔1004与出口法兰1002相连通，侧向连接口1003与连接法兰101相连接，阀筒201的下端伸入密封连接孔1004内；其中，阀筒201在阀芯柱3的上下两侧分别设置有上通气道204和下通气道205，上通气道204和下通气道205分别通过管路与一个两位三通阀的其中两个端口相连接，两位三通阀在一种阀位下可导通上通气道204 和下通气道205，在另一种阀位下可截断下通气道205，同时排空上通气道204。

使用时，将连接筒10的入口法兰1001和出口法兰1002连接在天然气井的出气管路上，控制两位三通阀使上通气道204和下通气道205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 进入旁通孔1005、侧阀孔203、长孔302后从缩口座4流出时，流动阻力瞬间增大，产生过大压降，导致天然气外输管道两端正压力突然增大，此时上通气道204内气压大于下通气道205内气压，并推动阀芯柱3向下运动，此时弹簧6在阀芯筒301 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203，阀芯柱3通过活塞杆7 带动活塞板9在活塞筒8内向下运动，并挤压活塞筒8下腔体内的油液通过下油孔 802、截止阀和上油孔801进入活塞筒8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8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203，截断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，使上通气道204排空，使下通气道205截断，此时，弹簧6的弹力向上推动阀芯柱 3和活塞杆7向上运动，同时活塞板9挤压活塞筒8的上腔体内的油液通过上油孔 801、单向阀和下油孔802进入下腔体中，直至阀芯柱3将侧阀孔203完全让开，此时天然气外输管道相导通。

实施例2

参考图1，在实施例1的基础上，阀体2的上部的端口内设置有密封套11，密封套11的中部设置有第一密封滑孔1101，活塞杆7的端部从第一密封滑孔1101中穿过。

密封套11通过螺纹固定在阀体2的连接部202的内端口内，密封套11的外侧壁与阀体2之间设置有密封环，密封套11中部的第一密封滑孔1101的内侧壁设置有密封环，第一密封滑孔1101余活塞杆7滑动密封配合。

实施例3

参考图1，在实施例1的基础上，阀筒201内还设置有环形槽206，环形槽206 位于阀筒201内靠近密封套11的下端处内侧壁上。

上通气道204的内端口设置在环形槽206内，方便天然气进出密封套11与阀芯柱3之间，平衡压力。

实施例4

参考图1，在实施例1的基础上，活塞筒8的端部设置有第二密封滑孔803，活塞杆7的端部从第二密封滑孔803中伸出。

活塞杆7的端部从第二密封滑孔803中伸出至活塞筒8的外部，使工作人员可以在活塞筒8的外部对活塞杆7进行调整，也可从活塞杆7伸出活塞筒8 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5

参考图1，在实施例4的基础上，活塞筒8上第二密封滑孔803的外端口处连接有防护套12，活塞杆7的端部可伸入防护套12内。

防护套12通过螺钉连接在活塞筒8上，防护套12的侧壁上设置有透气孔，活塞杆7端部伸出第二密封滑孔803后刚好伸入防护套12内，对活塞杆7起到保护作用。

实施例6

参考图1，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8通过外螺纹与连接部202相连接。

活塞筒8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7

参考图1，在实施例6的基础上，活塞筒8的下端口内设置有沉孔台阶804，下油孔802的端口位于沉孔台阶804上。

沉孔台阶804与活塞板9的表面相平行，活塞板9在活塞缸8内滑动时不会封堵住沉孔台阶804，下油孔802的端口位于沉孔台阶804上，使其不会被活塞板9封堵住，保证油液可通过下油孔802进入活塞缸8的下腔体内。

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)

1.一种可直联安装的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)的下端设置有连接法兰(101)，上端设置有外接口(102)；

阀体(2)，所述阀体(2)呈筒形，其下部为阀筒(201)，上部设置有连接部(202)，所述阀筒(201)的侧壁上设置有侧阀孔(203)，所述阀筒(201)伸入并固定在所述壳体(1)的所述外接口(102)内，所述侧阀孔(203)与所述连接法兰(101)的内端口相连通；

阀芯柱(3)，所述阀芯柱(3)滑动密封装配在所述阀筒(201)内，所述阀芯柱(3)的上部可封堵所述侧阀孔(203)，所述阀芯柱(3)的下部的侧壁设置有阀芯筒(301)，所述阀芯筒(301)的侧壁上设置有长孔(302)，所述阀芯筒(301)的下端口连接有缩口座(4)；

缓冲套(5)，所述缓冲套(5)连接在所述阀筒(201)的下端，所述缓冲套(5)内设置有弹簧(6)，所述弹簧(6)抵在所述缓冲套(5)与所述阀芯筒(301)之间；

活塞杆(7)，所述活塞杆(7)的下端与所述阀芯柱(3)的上端相连接，所述活塞杆(7)的上部从所述阀体(2)的上端穿过；

活塞筒(8)，所述活塞筒(8)连接在所述阀体(2)的连接部(202)上，所述活塞筒(8)内滑动设置有活塞板(9)，所述活塞板(9)与所述活塞杆(7)相连接，所述活塞筒(8)在所述活塞板(9)的上、下两侧分别设置有上油孔(801)和下油孔(802)，所述上油孔(801)和所述下油孔(802)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(802)；

连接筒(10)，所述连接筒(10)的两端分别设置有入口法兰(1001)和出口法兰(1002)，所述连接筒(10)的侧壁上设置有侧向连接口(1003)，所述侧向连接口(1003)的中部设置有密封连接孔(1004)和旁通孔(1005)，所述入口法兰(1001)与所述旁通孔(1005)相连通，所述密封连接孔(1004)与所述出口法兰(1002)相连通，所述侧向连接口(1003)与所述连接法兰(101)相连接，所述阀筒(201)的下端伸入所述密封连接孔(1004)内；

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(204)和下通气道(205)，所述上通气道(204)和所述下通气道(205)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(204)和所述下通气道(205)，在另一种阀位下可截断所述下通气道(205)，同时排空所述上通气道(204)。

2.根据权利要求1所述的可直联安装的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述阀体(2)的上部的内端口内设置有密封套(11)，所述密封套(11)的中部设置有第一密封滑孔(1101)，所述活塞杆(7)的端部从所述第一密封滑孔(1101)中穿过。

3.根据权利要求2所述的可直联安装的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述阀筒(201)内还设置有环形槽(206)，所述环形槽(206)位于阀筒(201)内靠近所述密封套(11)的下端处内侧壁上。

4.根据权利要求1所述的可直联安装的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述活塞筒(8)的端部设置有第二密封滑孔(803)，所述活塞杆(7)的端部从所述第二密封滑孔(803)中伸出。

5.根据权利要求4所述的可直联安装的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述活塞筒(8)上所述第二密封滑孔(803)的外端口处连接有防护套(12)，所述活塞杆(7)的端部可伸入所述防护套(12)内。

6.根据权利要求1所述的可直联安装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(8)通过外螺纹与所述连接部(202)相连接。

7.根据权利要求6所述的可直联安装的天然气井延时截断装置，其特征在于，所述活塞筒(8)的下端口内设置有沉孔台阶(804)，所述下油孔(802) 的端口位于所述沉孔台阶(804)上。

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