CN214145448U - 一种天然气井四合一远程生产与安全控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种天然气井四合一远程生产与安全控制装置，包括：阀体、弹性阀芯组、伸缩机构和限位筒；阀体的侧壁上设置有侧阀孔，阀体的下端口内连接有缩口套；弹性阀芯组件滑动密封装配在阀体内，其下端可封堵缩口套的上端口；伸缩机构固定连接在阀体的上端，并与弹性阀芯组件的上端连接；限位筒设置在自动伸缩机构的上部，限位筒内设置有上行程开关和下行程开关，阀杆的上端伸入限位筒内并连接有触发器，触发器用于触发上行程开关或下行程开关；阀体的侧壁内设置有管线压力检测通道和井口压力检测通道，管线压力检测通道的外端口连接有第一压力检测装置，井口压力检测通道的外端口连接有第二压力检测装置。

Description

一种天然气井四合一远程生产与安全控制装置

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四合一远程生产与安全控制装置。

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、隔膜阀和紧急截断阀。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四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四合一远程生产与安全控制装置，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四合一远程生产与安全控制装置，包括：

阀体，所述阀体呈筒形，所述阀体的侧壁上设置有侧阀孔，所述阀体的下端口内连接有缩口套；

弹性阀芯组件，所述弹性阀芯组件滑动密封装配在所述阀体内，所述弹性阀芯组件的下端可封堵所述缩口套的上端口；

伸缩机构，所述伸缩机构固定连接在所述阀体的上端，所述伸缩机构内设置有阀杆，所述阀杆与所述弹性阀芯组件的上端连接，可带动所述弹性阀芯组件在所述阀体内上下移动；

限位筒，所述限位筒设置在所述自动伸缩机构的上部，所述限位筒的上部设置有上行程开关，下部设置有下行程开关，所述阀杆的上端伸入所述限位筒内，所述阀杆的上端连接有触发器，所述触发器用于触发所述上行程开关和所述下行程开关；

其中，所述阀体的侧壁内设置有管线压力检测通道和井口压力检测通道，所述管线压力检测通道的一端与所述侧阀孔相连通，另一端连接有第一压力检测装置，所述井口压力检测通道的一端与所述阀体的下端口相连通，另一端连接有第二压力检测装置。

本实用新型还具有以下可选特征。

可选地，所述弹性阀芯组件包括：

阀芯筒，所述阀芯筒的上部与所述阀杆的下端相连接，所述阀芯筒内固定有上阀芯；

下阀芯，所述下阀芯滑动设置在所述阀芯筒内，并与所述上阀芯之间设置有弹簧。

可选地，所述下阀芯的侧壁上设置有径向长孔，所述阀芯筒的内部横向设置有固定销，所述固定销穿过所述径向长孔。

可选地，所述伸缩机构包含第一锥齿轮、第二锥齿轮和电机，所述第一锥齿轮竖向转动设置在所述伸缩机构的壳体内，所述阀杆纵向穿过所述第一锥齿轮形成丝杠副，所述第二锥齿轮横向转动设置在所述伸缩机构的壳体内，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿相啮合，所述电机的主轴所述第二锥齿轮相连接。

可选地，所述伸缩机构还包含第三锥齿轮和手轮，所述第三锥齿轮横向转动装配在所述伸缩机构的壳体内，所述第三锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合，所述手轮的主轴与所述第三锥齿轮相连接。

可选地，所述限位筒与所述伸缩机构之间还固定有导向套，所述导向套上纵向设置有导向孔，所述阀杆上设置有导槽，所述导槽与所述导向孔相配合。

可选地，所述阀体的上端口处固定有密封套，所述密封套与所述阀杆的侧壁滑动密封配合。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的天然气井四合一远程生产与安全控制装置采用可遥控的自动伸缩机构带动弹性阀芯组件在阀体内移动，使弹性阀芯组件可封堵或放开阀体下端的缩口套的上端口，实现对阀体的侧阀孔与下端口之间进行关闭和连通，同时可通过井口压力检测通道检测天然气井口气压，通过管线压力检测通道检测外输管线气压，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四合一远程生产与安全控制装置的实施例的剖视结构示意图。

在以上图中：1阀体；101侧阀孔；102管线压力检测通道；103井口压力检测通道；2缩口套；301阀芯筒；302上阀芯；303下阀芯；304弹簧；305径向长孔；306固定销；4伸缩机构；401电机；402手轮；5阀杆；501导槽；6限位筒；7上行程开关；8下行程开关；9触发器；10第一压力检测装置；11第二压力检测装置；12导向套；1201导向孔；13密封套。

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，本实用新型的实施例提出一种天然气井四合一远程生产与安全控制装置，包括：阀体1、弹性阀芯组件、伸缩机构4和限位筒6；阀体1呈筒形，阀体1的侧壁上设置有侧阀孔101，阀体1的下端口内连接有缩口套2；弹性阀芯组件滑动密封装配在阀体1内，弹性阀芯组件的下端可封堵缩口套2的上端口；伸缩机构4固定连接在阀体1的上端，伸缩机构4内设置有阀杆5，阀杆5与弹性阀芯组件的上端连接，可带动弹性阀芯组件在阀体1内上下移动；限位筒6设置在自动伸缩机构4的上部，限位筒6的上部设置有上行程开关7，下部设置有下行程开关8，阀杆5的上端伸入限位筒6内，阀杆5的上端连接有触发器9，触发器9用于触发上行程开关7和下行程开关8；其中，阀体1的侧壁内设置有管线压力检测通道102和井口压力检测通道103，管线压力检测通道102的一端与侧阀孔101相连通，另一端连接有第一压力检测装置10，井口压力检测通道103的一端与阀体1的下端口相连通，另一端连接有第二压力检测装置11。

阀体1的下端口与天然气外输管线相连通，侧阀孔101与天然气井口相连通；当需要导通天然气井口和天然气外输管线时，通过物联网平台控制伸缩机构4通过阀杆5将弹性阀芯组件3向上牵引，弹性阀芯组件的下端脱离缩口套2的上端口，天然气井口内的产气从阀体1的侧阀孔101进入阀腔后又从阀体1的下端口进入外输管线内。

当工作人员需要关闭天然气井时，可通过物联网平台控制伸缩机构4向下推动弹性阀芯组件，使弹性阀芯组件的下端封堵缩口套2的上端口，实现对外输管线的截止功能。

当需要调节外输管线压力时，只需通过物联网平台控制伸缩机构向下推动弹性阀芯组件，使弹性阀芯组件的侧壁部分封堵侧阀孔101，改变侧阀孔101的开度的大小，以此改变天然气井口压力大小，同时工作人员还可分别在阀体1中的井口压力检测通道103和管线压力检测通道102设置压力检测装置实时监测相关压力，并通过压力反馈对伸缩机构4的位置进行实时校正，以此实现对外输管线内的压力的大小调节功能。

当外输管线破裂时，管线压力检测通道102的压力传感器检测到压力快速降低，此时物联网平台接收到压力下降信号后，会自动控制遥控伸缩机构4迅速向下推动弹性阀芯组件3，使弹性阀芯组件完全封堵缩口套2的上端口，保证天然气井口和天然气外输管线保持截断。

限位筒6内装配有上行程开关7和下行程开关8，阀杆5的上端伸入限位筒6，并固定有触发器9，触发器9的两侧分别横向伸出触头，当伸缩机构4带动阀杆5向上运动到极限位置时，触发器9上的触头触发上行程开关7，控制器接收到上行程开关7的信号后可控制伸缩机构4停止带动阀杆5向上运动；当伸缩机构4带动阀杆5向下运动到极限位置时，触发器9上的触头触发下行程开关8，控制器接收到下行程开关8的信号后可控制伸缩机构4停止带动阀杆5向下运动，避免弹性阀芯组件的下端冲击缩口套2的上端口。

实施例2

参考图1，在实施例1的基础上，弹性阀芯组件包括阀芯筒301和下阀芯303；阀芯筒301的上部与阀杆5的下端相连接，阀芯筒301内固定有上阀芯302；下阀芯303滑动设置在阀芯筒301内，并与上阀芯302之间设置有弹簧304。

弹性阀芯组件中的阀芯筒301连接阀杆5的下端，上阀芯302与下阀芯303均套装在阀芯筒301内，且上阀芯302与下阀芯303之间隔有弹簧304，弹簧304为上阀芯302与下阀芯303之间提供弹性，通过压缩弹簧304即可保证下阀芯303封堵缩口套2的上端口时的压力大小能够被缓冲，避免相关零部件受到较大冲击。

实施例3

参考图1，在实施例2的基础上，下阀芯303的侧壁上设置有径向长孔305，阀芯筒301的内部横向设置有固定销306，固定销306穿过径向长孔305。

阀芯筒301内部的固定销306横向穿过下阀芯303侧壁上的径向长孔305，相当于限制了下阀芯303相对阀芯筒301和上阀芯302之间的可移动距离，也限制了上阀芯302与下阀芯303之间的弹簧304的压缩长度，调整弹簧304的缓冲力，当自动伸缩机构4通过阀杆5将阀芯筒301和上阀芯302向上提起时，阀芯筒301中的固定销306在移动一段距离后也会将下阀芯303向上提起，使下阀芯303的下端与缩口套2的上端口完全分离，实现与侧阀孔101相连通的天然气井口和与阀体1的下端口相连通的天然气外输管线的完全导通。

实施例4

参考图1，在实施例1的基础上，伸缩机构4包含第一锥齿轮、第二锥齿轮和电机401，第一锥齿轮竖向转动设置在伸缩机构的壳体内，阀杆5纵向穿过第一锥齿轮形成丝杠副，第二锥齿轮横向转动设置在伸缩机构的壳体内，第二锥齿轮与第一锥齿相啮合，电机401的主轴所述第二锥齿轮相连接。

电机401可带动第二锥齿轮原地转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮原地转动，第一锥齿轮原地转动时通过丝杠副带动阀杆5移动，使阀杆5同步带动弹性阀芯组件3进行纵向移动，实现自动调压或紧急截断功能。

实施例5

参考图1，在实施例4的基础上，伸缩机构4还包含第三锥齿轮和手轮402，第三锥齿轮横向转动装配在伸缩机构4的壳体内，第三锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，手轮402的主轴与第三锥齿轮相连接。

手轮402转动时，第三锥齿轮带动第一锥齿轮原地转动，第一锥齿轮原地转动时通过丝杠副带动阀杆5转动，实现手动调压或紧急截断功能。

实施例6

参考图1，在实施例5的基础上，限位筒1与伸缩机构4之间还固定有导向套12，导向套12上纵向设置有导向孔1201，阀杆5上设置有导槽501，导槽501与导向孔1201相配合。

导向孔1201内设置有导销，导销伸入阀杆5上的导槽501内，可阻止阀杆5转动，进而可以防止阀杆5在伸缩机构4中转动，确保阀杆5在伸缩机构4中的伸缩长度可以与电机401的转动方向和转动圈数精确对应。

实施例7

参考图1，在实施例1的基础上，阀体1的上端口处固定有密封套13，密封套13与阀杆5的侧壁滑动密封配合。

密封套13固定在阀体1的上端口与伸缩机构4之间，阀杆5的侧壁与密封套13上的通孔滑动密封配合，阀杆5在纵向移动时不会漏气。

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 (6)

1.一种天然气井四合一远程生产与安全控制装置，其特征在于，包括：

阀体(1)，所述阀体(1)呈筒形，所述阀体(1)的侧壁上设置有侧阀孔(101)，所述阀体(1)的下端口内连接有缩口套(2)；

弹性阀芯组件，所述弹性阀芯组件滑动密封装配在所述阀体(1)内，所述弹性阀芯组件的下端可封堵所述缩口套(2)的上端口；

伸缩机构(4)，所述伸缩机构(4)固定连接在所述阀体(1)的上端，所述伸缩机构(4)内设置有阀杆(5)，所述阀杆(5)与所述弹性阀芯组件的上端连接，可带动所述弹性阀芯组件在所述阀体(1)内上下移动；

限位筒(6)，所述限位筒(6)设置在所述伸缩机构(4)的上部，所述限位筒(6)的上部设置有上行程开关(7)，下部设置有下行程开关(8)，所述阀杆(5)的上端伸入所述限位筒(6)内，所述阀杆(5)的上端连接有触发器(9)，所述触发器(9)用于触发所述上行程开关(7)和所述下行程开关(8)；

其中，所述阀体(1)的侧壁内设置有管线压力检测通道(102)和井口压力检测通道(103)，所述管线压力检测通道(102)的一端与所述侧阀孔(101)相连通，另一端连接有第一压力检测装置(10)，所述井口压力检测通道(103)的一端与所述阀体(1)的下端口相连通，另一端连接有第二压力检测装置(11)。

2.根据权利要求1所述的天然气井四合一远程生产与安全控制装置，其特征在于，所述弹性阀芯组件包括：

阀芯筒(301)，所述阀芯筒(301)的上部与所述阀杆(5)的下端相连接，所述阀芯筒(301)内固定有上阀芯(302)；

下阀芯(303)，所述下阀芯(303)滑动设置在所述阀芯筒(301)内，并与所述上阀芯(302)之间设置有弹簧(304)。

3.根据权利要求2所述的天然气井四合一远程生产与安全控制装置，其特征在于，所述下阀芯(303)的侧壁上设置有径向长孔(305)，所述阀芯筒(301)的内部横向设置有固定销(306)，所述固定销(306)穿过所述径向长孔(305)。

4.根据权利要求1所述的天然气井四合一远程生产与安全控制装置，其特征在于，所述伸缩机构(4)包含第一锥齿轮、第二锥齿轮和电机(401)，所述第一锥齿轮竖向转动设置在所述伸缩机构的壳体内，所述阀杆(5)纵向穿过所述第一锥齿轮行成丝杠副，所述第二锥齿轮横向转动设置在所述伸缩机构的壳体内，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿相啮合，所述电机(401)的主轴所述第二锥齿轮相连接。

5.根据权利要求4所述的天然气井四合一远程生产与安全控制装置，其特征在于，所述伸缩机构(4)还包含第三锥齿轮和手轮(402)，所述第三锥齿轮横向转动装配在所述伸缩机构(4)的壳体内，所述第三锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合，所述手轮(402)的主轴与所述第三锥齿轮相连接。

6.根据权利要求1所述的天然气井四合一远程生产与安全控制装置，其特征在于，所述限位筒(6)与所述伸缩机构(4)之间还固定有导向套(12)，所述导向套(12)上纵向设置有导向孔(1201)，所述阀杆(5)上设置有导槽(501)，所述导槽(501)与所述导向孔(1201)相配合。

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