CN214741220U - 一种油气田多级节流降压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种油气田多级节流降压装置，包括顺次连接的入口法兰短节、第一、第二、第三、第四、第五、第六固定式节流阀、可调式节流阀和出口法兰短节，入口法兰短节、第一固定式节流阀、第六固定式节流阀、可调式节流阀和出口法兰短节均安装于底层安装架上，第二、第三、第四和第五固定式节流阀均安装于顶层安装架上。多级节流降压装置中的流体介质的压力逐级下降，每一级的节流阀入口和出口之间的压差都不会过大，在保证节流降压装置有足够的压降的同时，使得固定式节流阀更加耐用。同时分上下两层立体分布，将一部分固定式节流阀设于上层，其他组件设于下层，能够节约占地面积，使得多级节流降压装置更加紧凑。

Description

一种油气田多级节流降压装置

技术领域

本实用新型涉及节流装置领域，具体是指一种油气田多级节流降压装置。

背景技术

在油气田压裂放喷作业中，节流降压装置起着重要作用。节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。为了使节流阀的降压能力能够调节，现有技术会将可调式节流阀作为节流降压装置。但是井口的压力会使得流体介质中含有的泥沙等固体对阀体造成冲击，降低可调式节流阀的寿命。在一方面，目前的节流降压装置是先使流体介质通过固定式节流阀，再进入到可调式节流阀中，以保护可调式节流阀。但是对于超高压井，单只固定式节流阀会在其入口和出口之间形成巨大的压差，依旧不能避免流体介质中的固体物的冲击，对节流阀造成较大损害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油气田多级节流降压装置，解决目前的节流降压装置降压能力有限，且超高压工况下节流阀受到的冲击较大的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种油气田多级节流降压装置，包括安装框架和设于所述安装框架上且顺次连接的入口法兰短节、第一固定式节流阀、第二固定式节流阀、第三固定式节流阀、第四固定式节流阀、第五固定式节流阀、第六固定式节流阀、可调式节流阀和出口法兰短节，所述安装框架包括底层安装架和顶层安装架，所述入口法兰短节、第一固定式节流阀、第六固定式节流阀、可调式节流阀和出口法兰短节均安装于底层安装架上，所述第二固定式节流阀、第三固定式节流阀、第四固定式节流阀和第五固定式节流阀均安装于顶层安装架上。在一方面，入口的高压流体介质通过设置多个顺次连接的固定式节流阀，使得流体介质的压力在其中逐渐下降，每一级的节流阀入口和出口之间的压差都不会过大，在保证节流降压装置有足够的压降的同时，使得固定式节流阀更加耐用。另一方面，由于多级节流降压装置需要多个固定式节流阀，分上下两层立体分布，将一部分固定式节流阀设于上层，其他组件设于下层，能够节约占地面积，使得多级节流降压装置更加紧凑，同时也使多级节流降压装置的入口法兰和出口法兰都位于底层，安装和布置上下游相关设备更加方便。

进一步地，所述第一固定式节流阀为“T”形，包括主管和支管，所述支管的一端与所述主管的外侧壁连接，且与所述主管内部相通，所述支管的另一端为进液端，所述主管的一端封闭，另一端为出液端，所述第二固定式节流阀、第三固定式节流阀、第四固定式节流阀、第五固定式节流阀和第六固定式节流阀均与所述第一固定式节流阀结构相同；所述第一固定式节流阀出液端竖直向上设置，所述第二固定式节流阀的进液端竖直向下设置，并与所述第一固定式节流阀出液端连接，所述第三固定式节流阀和第四固定式节流阀的主管和支管均水平设置，所述第五固定式节流阀的出液端竖直向下设置，所述第六固定式节流阀的进液端竖直向上设置并与所述第五固定式节流阀的出液端连接。

通过利用固定式节流阀的“T形结构”来改变流体的流向，使得多级节流降压装置能够分成两层排布，流体能够在不通过弯头法兰的情况下从底层流动到顶层，再流回底层，从而减少了装置的连接点，减小了装置内流体的泄露风险。

进一步地，所述入口法兰短节上设有入口压力监测装置，所述出口法兰短节上设有出口压力监测装置。通过读取入口压力监测装置和出口压力监测装置上的读数，然后相减即可得到经节流后流体介质压降的大小，从而调节可调式节流阀，使得出口法兰短节的流体出口压力达到设定标准。

进一步地，所述入口压力监测装置和所述出口压力监测装置均为数显压力传感器，所述可调式节流阀为电动可调式节流阀。

通过数显压力传感器读取到的读数，由电动控制可调式节流阀的降压程度，能够更加方便工作人员读取压差和调整压降。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、入口的高压流体介质通过设置多个顺次连接的固定式节流阀，使得流体介质的压力在其中逐渐下降，每一级的节流阀入口和出口之间的压差都不会过大，在保证节流降压装置有足够的压降的同时，使得固定式节流阀更加耐用；

2、由于多级节流降压装置需要多个固定式节流阀，分上下两层立体分布，将一部分固定式节流阀设于上层，其他组件设于下层，能够节约占地面积，使得多级节流降压装置更加紧凑，同时也使多级节流降压装置的入口法兰和出口法兰都位于底层，安装和布置上下游相关设备更加方便；

3、通过利用固定式节流阀的“T形结构”来改变流体的流向，使得多级节流降压装置能够分成两层排布，流体能够在不通过弯头法兰的情况下从底层流动到顶层，再流回底层，从而减少了装置的连接点，减小了装置内流体的泄露风险；

4、通过读取入口压力监测装置和出口压力监测装置上的读数，然后相减即可得到经节流后流体介质压降的大小，从而调节可调式节流阀，使得出口法兰短节的流体出口压力达到设定标准；

5、通过数显压力传感器读取到的读数，由电动控制可调式节流阀的降压程度，能够更加方便工作人员读取压差和调整压降。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种油气田多级节流降压装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种油气田多级节流降压装置的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例的一种油气田多级节流降压装置的第一固定式节流阀的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种油气田多级节流降压装置的内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例的一种油气田多级节流降压装置的安装板的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

100-安装框架，101-底层安装架，102-顶层安装架，103-立柱，200-入口法兰短节，201-入口压力监测装置，300-第一固定式节流阀，301-主管，302-支管，303-进液端，304-出液端，310-第二固定式节流阀，320-第三固定式节流阀，330-第四固定式节流阀，340-第五固定式节流阀，350-第六固定式节流阀，400-可调式节流阀，500-出口法兰短节，501-出口压力监测装置，600-安装板，601-上半板，602-下半板，700-安装块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1和图2所示，一种油气田多级节流降压装置，包括安装框架100和顺次连接的设于所述安装框架100上的入口法兰短节200、第一固定式节流阀300、第二固定式节流阀310、第三固定式节流阀320、第四固定式节流阀330、第五固定式节流阀340、第六固定式节流阀350、可调式节流阀400和出口法兰短节500。入口的高压流体介质通过设置多个顺次连接的固定式节流阀，使得流体介质的压力在其中逐渐下降，每一级的节流阀入口和出口之间的压差都不会过大，在保证节流降压装置有足够的压降的同时，使得固定式节流阀更加耐用。

所述安装框架100包括底层安装架101和顶层安装架102，底层安装架101和顶层安装架102均为方框形，底层安装架101和顶层安装架102通过设于其四角的立柱103连接。

所述入口法兰短节200、第一固定式节流阀300、第六固定式节流阀350、可调式节流阀400和出口法兰短节500均安装于底层安装架101上，所述第二固定式节流阀310、第三固定式节流阀320、第四固定式节流阀330和第五固定式节流阀340均安装于顶层安装架102上。

多级节流降压装置不可避免地需要用到多个固定式节流阀，如果按照常规排布，将会占据大面积的地块，在本实施例中，多级节流降压装置分上下两层立体分布，将一部分固定式节流阀设于上层，其他组件设于下层，能够节约占地面积，使得多级节流降压装置更加紧凑，同时也使多级节流降压装置的入口法兰和出口法兰都位于底层，安装和布置上下游相关设备更加方便。

如图3所示，所述第一固定式节流阀300为“T”形，包括主管301和支管302，所述支管302的一端与所述主管301的外侧壁连接，且与所述主管301内部相通，所述支管302的另一端为进液端303，所述主管301的一端封闭，另一端为出液端304，所述第二固定式节流阀310、第三固定式节流阀320、第四固定式节流阀330、第五固定式节流阀340和第六固定式节流阀350均与所述第一固定式节流阀300结构相同。如图4所示，入口法兰短节200沿左右方向水平设置，其右端与第一固定式节流阀300的进液端303连接，第一固定式节流阀300的出液端304竖直向上设置，第二固定式节流阀310的进液端竖直向下设置，并与第一固定式节流阀300的出液端304连接；第二固定式节流阀310的出液端水平向后设置，并与第三固定式节流阀320的进液端连接；第三固定式节流阀320的出液端水平向右设置，并与第四固定式节流阀330的进液端连接；第四固定式节流阀330的出液端水平向前设置，并与第五固定式节流阀340的进液端连接；第五固定式节流阀340的出液端竖直向下设置，并与第六固定式节流阀350的进液端连接；第六固定式节流阀350的出液端水平向后设置，并与可调式节流阀400的进液口连接，可调式节流阀400的出液口设于其左侧，其出液口与出口法兰短节500的一端连接，可调式节流阀400和出口法兰短节500均水平设置，使得整个多级节流降压装置的进液口和出液口均位于其同一侧，使得布置和设计其上下游设备更加方便。通过利用固定式节流阀的“T形结构”来改变流体的流向，使得多级节流降压装置能够分成两层排布，流体能够在不通过弯头法兰的情况下从底层流动到顶层，再流回底层，从而减少了装置的连接点，减小了装置内流体的泄露风险。

如图5所示，在本实施例中，入口法兰短节200与第一固定式节流阀300的接头处通过安装板600连接在底层安装架101上，第二固定式节流阀310与第三固定式节流阀320的接头处、第三固定式节流阀320与第四固定式节流阀330的接头处、第四固定式节流阀330与第五固定式节流阀340的接头处均通过安装板600安装在顶层安装架102上，第六固定式节流阀350与可调式节流阀400进液口的接头处通过安装板600安装在顶层安装架102上，可调式节流阀400的底部通过安装块700安装在底层安装架101上，可调式节流阀400的出液口与出口法兰短节500的接头处通过安装板600安装在底层安装架101上。安装板600包括上半板601和下半板602，上半板601和下半板602合围在接头处，并通过螺栓连接，下半板602固定连接在顶层安装架102或底层安装架101上。安装板600将接头处箍住能够进一步紧固接头，防止由于管道振动导致接头处松动，减少接头处流体泄露的可能性。

如图1和图2所示，所述入口法兰短节200上设有入口压力监测装置201，所述出口法兰短节500上设有出口压力监测装置501。所述入口压力监测装置201和所述出口压力监测装置501均为数显压力传感器，可调式节流阀400为电动式。

对于本领域的技术人员而言，可以将数显压力式传感器的显示数值传输至计算设备，计算设备计算出所需的出口压力之后向电动可调式节流阀400发出工作信号，控制电动可调式节流阀400将流体介质出口压力控制在设定值或所需值。

在本实施例中，为了提升固定式节流阀的使用寿命，选用硬质合金作为固定式节流阀的阀芯；为了提升电动可调式节流阀400的寿命，采用具有防不对称冲蚀和防振动断裂能力、具有线性流量特性和大的通流能力(Cv值)的阀芯；为了提升降压装置的密封性，入口法兰短节200和出口法兰短节500均为API 6A法兰。

经过6只固定式节流阀和1只可调式节流阀400降压后，超高压井下，当入口法兰短节200处的高压流体介质的压力为80MPa时，经过6只固定式节流阀和1只电动可调式节流阀400的降压，出口法兰短节500处的流体介质压力降至1.157MPa。

可以理解的是，如果流体入口压力继续增大，可以通过再继续串联固定式节流阀的方式将高压、超高压流体的压力降至1-2MPa。而结构简单的固定式节流阀不仅可靠性好，无论是加装串联还是拆卸也都十分方便。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种油气田多级节流降压装置，其特征在于，包括安装框架和设于所述安装框架上且顺次连接的入口法兰短节、第一固定式节流阀、第二固定式节流阀、第三固定式节流阀、第四固定式节流阀、第五固定式节流阀、第六固定式节流阀、可调式节流阀和出口法兰短节，所述安装框架包括底层安装架和顶层安装架，所述入口法兰短节、第一固定式节流阀、第六固定式节流阀、可调式节流阀和出口法兰短节均安装于底层安装架上，所述第二固定式节流阀、第三固定式节流阀、第四固定式节流阀和第五固定式节流阀均安装于顶层安装架上。

2.根据权利要求1所述的一种油气田多级节流降压装置，其特征在于，所述第一固定式节流阀为“T”形，包括主管和支管，所述支管的一端与所述主管的外侧壁连接，且与所述主管内部相通，所述支管的另一端为进液端，所述主管的一端封闭，另一端为出液端，所述第二固定式节流阀、第三固定式节流阀、第四固定式节流阀、第五固定式节流阀和第六固定式节流阀均与所述第一固定式节流阀结构相同。

3.根据权利要求2所述的一种油气田多级节流降压装置，其特征在于，所述入口法兰短节水平设置，其中一端连接所述第一固定式节流阀的进液端，所述第一固定式节流阀出液端竖直向上设置，所述第二固定式节流阀的进液端竖直向下设置，并与所述第一固定式节流阀出液端连接，所述第三固定式节流阀和第四固定式节流阀的主管和支管均水平设置，所述第五固定式节流阀的出液端竖直向下设置，所述第六固定式节流阀的进液端竖直向上设置并与所述第五固定式节流阀的出液端连接，第六固定式节流阀的出液端与可调式节流阀的进液口连接，可调式节流阀和出口法兰短节均水平设置。

4.根据权利要求1所述的一种油气田多级节流降压装置，其特征在于，所述入口法兰短节上设有入口压力监测装置，所述出口法兰短节上设有出口压力监测装置。

5.根据权利要求4所述的一种油气田多级节流降压装置，其特征在于，所述入口压力监测装置和所述出口压力监测装置均为数显压力传感器，所述可调式节流阀为电动可调式节流阀。

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