准确控制水套加热炉加水液面的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种准确控制水套加热炉加水液面的装置，包括自封机构壳体(6)，自封机构壳体(6)的另一端设有调节短接(12)，调节短接(12)上还设有出水口(15)，出水口(15)位于所述调节短接(12)的一端和进水口(17)之间，调节短接(12)内设置有浮漂(18)，调节短接(12)的外套设有环形的调节座(13)，自封机构壳体(6)内设有能够根据自封机构壳体(6)内液体压力的变化而控制调节短接(12)开关的自动阀(30)。该装置能够达到加水量可精确控制，保证一次加水成功，杜绝在次排污，减少水资源浪费，节省天然气，提高水套炉热效率的目的。
【专利说明】准确控制水套加热炉加水液面的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油开采设备领域，特别是一种在石油开采过程中，用于准确控制采油站的水套加热炉设备的加水液面的装置。
【背景技术】
[0002]在油田开发中，采油站一般有外输炉、一次加热炉、掺油炉、掺水炉、采暖炉、备用炉等水套加热炉设备4?6台，该设备一般都采用天然气作为燃料，是一种由火筒进行天然气燃烧释放热量，将炉内水套存水加热产生蒸汽，形成蒸汽箱，蒸汽箱热量传导给箱内盘管，流经盘管的液体将热量带走，水套炉在日常生产运行中，水套内的水会产生消耗，经常需要补充水量。蒸汽箱容积受水套内水量限制，水量多蒸汽箱容积小，水量少蒸汽箱容积大，在保证火筒没在水下不干烧的情况下，蒸汽箱容积越大，水套炉热效率越高，反之则低，水套内水量多少是加水量控制的问题，合理的控制加水量是保证蒸汽箱容积最大化的保证。目前采油站所采取的加水方式依次是；发现液位计水位低于等于警戒线、调小水套炉炉火、打开放空加水闸门、放掉蒸汽压力、连接胶管于对应的加水闸门、将胶管插入放空加水闸门、打开对应的加水闸门、观察液位计液面升至上警戒线、关对应的加水闸门拆胶管、关放空加水闸门、调大炉火、运行4小时后观察液位、液位高于上警戒线打开排污闸门调整。此加水方式有下列问题；1、水套炉放掉蒸汽压力加入冷水产生液位计液位失真，造成超量加水，影响蒸汽箱最大化及浪费水资源，降低水套炉热效率。2、因100万大卡的水套炉补水需要20-40分钟时间，操作员工不能做到一直在现场观察加水，易产生冒加现象，造成水资源浪费。3、因目前水套炉补加水技术所限，不能很好的实现蒸汽箱容积最大化，影响了水套炉热效率。
实用新型内容
[0003]为了解决现有技术中给水套加热炉加水不准确、操作效率低的技术问题，本实用新型提供了一种准确控制水套加热炉加水液面的装置，该准确控制水套加热炉加水液面的装置能够达到在水套炉蒸汽箱一定时需要加多少水就加多少水，加水量可精确控制，保证一次加水成功，杜绝在次排污，减少水资源浪费，节省天然气，提高水套炉热效率的目的。
[0004]本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是:一种准确控制水套加热炉加水液面的装置，包括自封机构壳体，自封机构壳体的一端能够与加水闸门连通，自封机构壳体的另一端设有调节短接，调节短接的一端与自封机构壳体内连通，调节短接的另一端设有进水口，调节短接上还设有出水口，出水口位于所述调节短接的一端和进水口之间，调节短接内设置有浮漂，浮漂位于出水口和进水口之间，调节短接的外套设有环形的调节座，调节座能够沿着调节短接的轴向滑动，自封机构壳体内设有能够根据自封机构壳体内液体压力的变化而控制调节短接开关的自动阀。
[0005]自动阀包括位于调节短接与自封机构壳体连接处的凡尔球罩，凡尔球罩内设有凡尔球，凡尔球罩的侧壁上设置多个凡尔罩进水口，自封机构壳体的侧壁内设有顶杆活塞，顶杆活塞的一端能够伸入自封机构壳体内并穿过凡尔罩进水口与凡尔球相接触，在竖直方向上，所述顶杆活塞的一端的最闻点的闻度低于凡尔球球心的闻度。
[0006]凡尔球罩为一端封闭的筒形,凡尔球罩的开口端与自封机构壳体固定连接，凡尔球罩的开口端内还套设有环形的凡尔球座，凡尔球座的内径小于凡尔球的直径，凡尔球座的内径小于调节短接的内径。
[0007]顶杆活塞沿水平方向设置，自封机构壳体的侧壁设有活塞工作筒，顶杆活塞密封插接于活塞工作筒内，顶杆活塞的一端能够位于凡尔球球心的正下方，顶杆活塞的另一端能够露出自封机构壳体。
[0008]顶杆活塞的中部设置有环形突起，环形突起与活塞工作筒密封连接，活塞工作筒的外端密封连接有封帽，在活塞工作筒外，顶杆活塞的另一端设有推手。
[0009]调节短接的外表面沿轴向设置有刻度标尺，调节座上设有用于将调节座和调节短接固定的固定螺栓。
[0010]调节座的下表面设置多个突起，多个突起均匀的分布于调节座的边缘。
[0011]调节短接的另一端设有筒形的四通头，位于四通头一端的四通第一流道通过钢丝胶管与调节短接密封连接，进水口为位于四通头另一端的四通第二流道，两个出水口分别是位于四通头两侧的四通第三通流道和四通第四通流道。
[0012]自封机构壳体的一端设置有补心,补心内的控水口的直径小于凡尔球座的内径。
[0013]补心能够依次通过弯头、上水胶管、活接、活接丝扣头与加水闸门连接。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]1、能准确控制水套炉加水量在合理设定的加水量范围内；
[0016]2、因准确设定出了蒸汽箱空间，无冒加水和超加水排污，减少了水资源的浪费；
[0017]3、因准确设定出了蒸汽箱空间，减少了因超加水量进行排污放水操作，降低了劳动强度；
[0018]4、因准确设定出了蒸汽箱空间，无超加水量，减少了天然气用量，达到了节能效果;
[0019]5、因准确设定出了蒸汽箱空间，无超加水量，确保水套炉一次升温成功，提高了水套炉热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本实用新型所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置作进一步详细的描述。
[0021]图1是准确控制水套加热炉加水液面的装置处于开启状态时的装配图。
[0022]图2是准确控制水套加热炉加水液面的装置处于关闭状态时自封机构壳体内的结构示意图。
[0023]图3是准确控制水套加热炉加水液面的装置的工作状态示意图。
[0024]图4是凡尔球罩的剖视图。
[0025]图5是图1中凡尔球座的俯视图。
[0026]图6是图1中自封机构壳体的左视图。
[0027]图7是图1中自封机构壳体的俯视图。[0028]图8是图1中A-A方向的剖视图。
[0029]图9是调节座在调节短接外的示意图。
[0030]图10是图1中调节座的仰视图。
[0031]其中1.活接丝扣头，2.活接，3.上水胶管，4.弯头，5.补心，6.自封机构壳体，
7.凡尔球罩，8.凡尔球，9.封帽，10.推手，11.活塞工作筒，12.调节短接，13.调节座，131.突起，14.钢丝胶管，15.出水口，16.四通头，17.进水口，18.浮漂，19.固定螺栓，20.凡尔球座，21.顶杆活塞，211.环形突起，22.控水口，23.密封圈，24.凡尔罩进水口，25.刻度标尺，26.水套炉放压加水闸门，27.加水闸门，28.水套炉付火筒上面，29.液位计，30.自动阀。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置进行详细说明。一种准确控制水套加热炉加水液面的装置，包括自封机构壳体6，自封机构壳体6的一端能够与加水闸门27连通，自封机构壳体6的另一端设有调节短接12，调节短接12的一端与自封机构壳体6内连通，调节短接12的另一端设有进水口 17，调节短接12上还设有出水口 15，出水口 15位于所述调节短接12的一端和进水口 17之间，调节短接12内设置有浮漂18，浮漂18位于出水口 15和进水口 17之间，调节短接12的外套设有环形的调节座13，调节座13能够沿着调节短接12的轴向滑动，自封机构壳体6内设有能够根据自封机构壳体6内液体压力的变化而控制调节短接12开关的自动阀30，如图1、图2、图3所示。
[0033]本实用新型所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置在工作时需要将调节短接12插入到图3所示的水套炉放压加水闸门中，该准确控制水套加热炉加水液面的装置的开启和关闭状态的转换主要靠自动阀30感知自封机构壳体6的内腔和调节短接12内的液体压力的变化，如向水套炉内加水时，水流依次从自封机构壳体6的内腔、调节短接12、出水口 15进入水套内，当水套炉内的液面到达进水口 17 口附近时，浮漂18会受浮力上浮，并阻塞出水口 15向外流水，此时自封机构壳体6的内腔和调节短接12内的液体压力会上升，自动阀30感知到该液体压力上升后便可以自动将该准确控制水套加热炉加水液面的装置关闭，即自动停止向水套炉内防水，在这个过程中加水量为水套炉内原有的液面与进水口17之间的距离，所以通过设置该距离便可以精确控制加水量。
[0034]该准确控制水套加热炉加水液面的装置能准确控制水套炉加水量在合理设定的加水量范围内。因准确设定出了蒸汽箱空间，无冒加水和超加水排污，减少了水资源的浪费；减少了因超加水量进行排污放水操作，降低了劳动强度；无超加水量，减少了天然气用量，达到了节能效果；无超加水量，确保水套炉一次升温成功，提高了水套炉热效率。
[0035]自动阀30可以为电子式的，测量压力可以采用传感器；自动阀30也可以为机械式的，从节约成本和经济耐用的角度出发，本实用新型优选采用机械式的自动阀30。如图1和图2所示，该自动阀30包括位于调节短接12与自封机构壳体6连接处的凡尔球罩7，凡尔球罩7内设有凡尔球8,凡尔球罩7的侧壁上设置多个凡尔罩进水口 24,自封机构壳体6的侧壁内设有顶杆活塞21，顶杆活塞21的一端能够伸入自封机构壳体6内并穿过凡尔罩进水口 24与凡尔球8相接触，在竖直方向上，所述顶杆活塞21的一端的最高点的高度低于凡尔球8球心的高度，即图2中顶杆活塞21的A点的高度低于凡尔球8球心的高度。需要加水时，如图1所示，使顶杆活塞21穿过凡尔罩进水口 24插向凡尔球8的下部，凡尔球8被提起，水可以能够依次经过控水口 22、凡尔罩进水口 24进入调节短接12内，从而实现向水套炉内加水；需要停止加水时，即当水套炉内的液面到达进水口 17 口上部时，浮漂18会受浮力上浮，并阻塞出水口 15，此时自封机构壳体6的内腔和调节短接12内的液体压力会上升，液体的压力给顶杆活塞21 —个轴向力，使顶杆活塞21沿远离凡尔球8的方向移动，此时，在重力的作用下凡尔球8下落，将凡尔球座20和调节短接12封闭，从而实现了停止向水套炉内加水。优选凡尔球罩7为一端封闭的筒形,凡尔球罩7的开口端与自封机构壳体6固定连接，凡尔球罩7的开口端内还套设有环形的凡尔球座20，凡尔球座20的内径小于凡尔球8的直径，凡尔球座20的内径小于调节短接12的内径，如图4、图5、图6、图7、图8所示。
[0036]为了方便操作，顶杆活塞21沿水平方向设置，自封机构壳体6的侧壁设有活塞工作筒11，顶杆活塞21密封插接于活塞工作筒11内，顶杆活塞21的一端能够位于凡尔球8球心的正下方，顶杆活塞21的另一端能够露出自封机构壳体6。
[0037]顶杆活塞21的中部设置有环形突起211，环形突起211与活塞工作筒11密封连接，活塞工作筒11的外端密封连接有封帽9，在活塞工作筒11外，顶杆活塞21的另一端设有推手10。环形突起211可以增大顶杆活塞21的受力面积，从而减小顶杆活塞21的直径，减小顶杆活塞21的重量，即节约了材料又可以保证顶杆活塞21感知压力变化时的灵敏度，同时，环形突起211便于设置密封圈23有利于密封。推手10可以便于推拉顶杆活塞21。
[0038]调节短接12的外表面沿轴向设置有刻度标尺25，调节座13上设有用于将调节座13和调节短接12固定的固定螺栓19。设置刻度标尺25可以准确的知道调节座13与进水口 17之间的距离，从而确保进水口 17的插入水套炉的深度。
[0039]调节座13的下表面设置多个突起131，多个突起131均匀的分布于调节座13的边缘。该准确控制水套加热炉加水液面的装置插接于水套炉放压加水闸门26中时，该多个突起131与水套炉放压加水闸门26上部的法兰的上表面相接触，一方便可以使该准确控制水套加热炉加水液面的装置保持稳固，另一方面水套炉内的高压蒸汽可以从突起131在调节座13与法兰之间形成的空隙排走，如图9、图10所示。
[0040]调节短接12的另一端设有筒形的四通头16，位于四通头16 —端的四通第一流道通过钢丝胶管14与调节短接12密封连接，进水口 17为位于四通头16另一端的四通第二流道，两个出水口 15分别是位于四通头16两侧的四通第三通流道和四通第四通流道。为了便于四通头16插入水套炉放压加水闸门26中，四通头16的下端为锥形。
[0041]自封机构壳体6的一端设置有补心5,补心5内的控水口 22的直径小于凡尔球座20的内径。这样从控水口 22到出水口 15这段路径内的液体压力较低，浮漂上浮时的压力则较大，这样设计可以提高顶杆活塞21的灵敏度，从而提高该准确控制水套加热炉加水液面的装置的加水精度。
[0042]另外，补心5能够依次通过弯头4、上水胶管3、活接2、活接丝扣头I与加水闸门27连接。使用时水套炉含有水套炉放压加水闸门26、液位计29。
[0043]该准确控制水套加热炉加水液面的装置的使用方法如下:
[0044]1.放压:在水套炉需要加水时，按照正常操作，先将炉火调小，打开水套炉放压加水闸门26，放掉水套炉内蒸汽压力。[0045]2.找该装置的下入深度:根据图3中液位计29液位标定的2/3液位上线得出该水套炉蒸汽箱高度，根据该水套炉蒸汽箱高度得出水套炉付火筒上面28的没水高度，测量水水套炉付火筒上面28与水套炉放压加水闸门26的上部的法兰距离，用该距离减去水套炉付火筒上面28的没水高度，得出四通头16下入深度，根据该下入深度，在刻度标尺25上找准位置，将调节座13对准该位置，拧紧19固定螺栓，如图9所示。
[0046]3.下入装置:将水套炉放压加水闸门26开大，两手端住调节座13，缓慢下放装置，把四通头16、钢丝胶管14、调节短接12插入水套炉放压加水闸门26，在下放遇阻时旋转活动，在四通头16的锥度导引和钢丝胶管14可弯曲下，在盘管间隔中间下入到设定位置，下好后，将调节座13在水套炉放压加水闸门26法兰上摆正，此时调节座13下端的几个突起131都与水套炉放压加水闸门26的上部的法兰的上端面相接触。
[0047]4.连接上水管:将活接丝扣头I与加水闸门27连接好，拧紧活接2。
[0048]5.加水:将推手10向凡尔球8的方向推到死点，在顶杆活塞21作用下，使凡尔球8抬起，打开加水闸门加水27。
[0049]6.自封停止加水:当加水液面升至进水口 17时，水从进水口 17进入使浮漂18上浮，上浮的浮漂18对出水口 15形成遮挡，使水流在控水口 22到出水口 15路径因浮漂18形成的阻力，自封机构壳体6内腔中的水流压力升高，顶杆活塞21在压力作用下产生轴向远离凡尔球8的侧移，当顶杆活塞21侧移到死点时，凡尔球8下落坐在凡尔球座20上，完成自封，自动停止加水。
[0050]7.完成加水:当看到推手10外移顶杆活塞21的顶杆露出，证明水已加完，关闭加水闸门27，将推手10推到死点放压，在拉回，两手端住调节座13，缓慢上提装置，关闭水套炉放压加水闸门26，按要求调大炉火，卸松活接2，拆掉活接丝扣头1，将装置放在能够使钢丝胶管14垂直的位置，防止钢丝胶管14弯曲变形。
[0051]以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。
【权利要求】
1.一种准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于，所述准确控制水套加热炉加水液面的装置包括自封机构壳体(6),自封机构壳体(6)的一端能够与加水闸门(27)连通，自封机构壳体(6)的另一端设有调节短接(12)，调节短接(12)的一端与自封机构壳体(6)内连通，调节短接(12)的另一端设有进水口(17)，调节短接(12)上还设有出水口(15)，出水口(15)位于所述调节短接(12)的一端和进水口(17)之间，调节短接(12)内设置有浮漂(18)，浮漂(18)位于出水口(15)和进水口(17)之间，调节短接(12)的外套设有环形的调节座(13)，调节座(13)能够沿着调节短接(12)的轴向滑动，自封机构壳体(6)内设有能够根据自封机构壳体(6)内液体压力的变化而控制调节短接(12)开关的自动阀(30)。
2.根据权利要求1所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:自动阀(30)包括位于调节短接(12)与自封机构壳体(6)连接处的凡尔球罩(7)，凡尔球罩(7)内设有凡尔球(8)，凡尔球罩(7)的侧壁上设置多个凡尔罩进水口(24)，自封机构壳体(6)的侧壁内设有顶杆活塞(21)，顶杆活塞(21)的一端能够伸入自封机构壳体(6)内并穿过凡尔罩进水口(24)与凡尔球(8)相接触，在竖直方向上，所述顶杆活塞(21)的一端的最高点的高度低于凡尔球(8)球心的高度。
3.根据权利要求2所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:凡尔球罩(X)为一端封闭的筒形，凡尔球罩(X)的开口端与自封机构壳体(6)固定连接，凡尔球罩(7)的开口端内还套设有环形的凡尔球座(20)，凡尔球座(20)的内径小于凡尔球(8)的直径，凡尔球座(20)的内径小于 调节短接(12)的内径。
4.根据权利要求2所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:顶杆活塞(21)沿水平方向设置，自封机构壳体(6)的侧壁设有活塞工作筒(11)，顶杆活塞(21)密封插接于活塞工作筒(11)内，顶杆活塞(21)的一端能够位于凡尔球(8)球心的止下方，顶杆活塞(21)的另一端能够露出自封机构壳体(6)。
5.根据权利要求4所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:顶杆活塞(21)的中部设置有环形突起(211)，环形突起(211)与活塞工作筒(11)密封连接，活塞工作筒(11)的外端密封连接有封帽(9)，在活塞工作筒(11)外，顶杆活塞(21)的另一端设有推手(10)。
6.根据权利要求1所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:调节短接(12)的外表面沿轴向设置有刻度标尺(25)，调节座(13)上设有用于将调节座(13)和调节短接(12)固定的固定螺栓(19)。
7.根据权利要求6所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:调节座(13)的下表面设置多个突起(131)，多个突起(131)均匀的分布于调节座(13)的边缘。
8.根据权利要求1所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:调节短接(12)的另一端设有筒形的四通头(16)，位于四通头(16) —端的四通第一流道通过钢丝胶管(14)与调节短接(12)密封连接，进水口(17)为位于四通头(16)另一端的四通第二流道，两个出水口(15)分别是位于四通头(16)两侧的四通第三通流道和四通第四通流道。
9.根据权利要求3所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:自封机构壳体(6)的一端设置有补心(5)，补心(5)内的控水口(22)的直径小于凡尔球座(20)的内径。
10.根据权利要求9所述的准确控制水套加热炉加水液面的装置，其特征在于:补心(5)能够依次通过弯头(4)、上 水胶管(3)、活接(2)、活接丝扣头(I)与加水闸门(27)连接。
【文档编号】F22D5/34GK203421671SQ201320390472
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】马娟, 董策, 刘长芝, 陈伟东, 柳转阳, 杨波, 李贺龙, 郭勇, 苟建义, 初慧卿, 李琼, 剧世锋, 张长胜, 杨春喜, 于笮 申请人:中国石油天然气股份有限公司