药剂加注装置的制作方法

本发明涉及天然气井排水采气技术领域，更具体地说，涉及一种药剂加注装置。

背景技术：

在天然气的开采过程中，随着气井开采逐渐的加深，常伴有地层水产出，随着地层压力不断下降，产气量逐渐降低，当产气量低于气井临界携液流量时，气体无法将产出水全部携带出井筒，导致井筒积液，影响天然气的产气量，甚至影响气井的正常生产。

为了解决井筒积液的问题，需要在天然气井中加注药剂来排除井底积液，药剂通常为固定药剂，例如泡排棒。

目前，药剂加注装置使用时影响井下施工作业，具体地：当需要加注药剂时，将药剂加注装置安装在井口，向井中加注药剂，此时无法进行井下施工作业；当需要井下施工作业时，需要拆掉药剂加注装置，此时无法加注药剂。

综上所述，如何提供一种药剂加注装置，以降低药剂加注对井下施工作业的影响，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种药剂加注装置，以降低药剂加注对井下施工作业的影响。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种药剂加注装置，包括：主阀，开关阀，第一驱动装置，用于存储药剂的储存装置；

其中，所述储存装置具有用于供所述药剂排出的排出口；

所述主阀包括：主阀体，可转动地设于所述主阀体内的芯筒；所述芯筒与所述主阀体密封连接，所述主阀体具有：用于与井口连通的主阀通道、用于排气的放空口、用于与所述排出口连通的加注口；

所述第一驱动装置驱动所述芯筒转动；所述芯筒具有用于容纳所述药剂的容纳通孔，随着所述芯筒的转动所述容纳通孔能够依次与所述放空口、所述加注口和所述主阀通道连通；

所述开关阀与所述主阀固定相连，且所述开关阀的阀通道与所述主阀通道连通。

优选地，当所述容纳通孔与所述放空口、所述加注口、所述主阀通道中的一者连通时，所述芯筒封闭另外两者。

优选地，所述主阀通道、所述放空口和所述加注口沿所述主阀体的周向分布；

所述芯筒的转动轴线平行于与所述主阀体的轴线，或者所述芯筒的转动轴线与所述主阀体的轴线共线。

优选地，所述容纳通孔的轴线平行于所述芯筒的转动轴线，所述主阀通道的轴线平行于与所述主阀体的轴线。

优选地，所述芯筒与所述主阀体采用平面密封结构密封连接。

优选地，所述主阀体包括：阀盖，与所述阀盖密封连接的主阀本体；其中，所述开关阀的开关阀体与所述阀盖为一体式结构。

优选地，所述开关阀为平板闸阀。

优选地，所述开关阀位于所述主阀体的顶端。

优选地，所述储存装置位于所述主阀体的顶端，且所述储存装置安装于所述主阀体。

优选地，所述储存装置包括：安装于所述主阀体的安装座，可转动地设于所述安装座的储存器；

其中，所述排出口设于所述安装座；

所述储存器具有至少两个用于存放所述药剂的存放结构，所述存放结构沿所述储存器的周向分布，随着所述储存器的转动所述存放结构能够依次与所述排出口连通。

优选地，上述药剂加注装置还包括驱动所述储存器转动的第二驱动部件。

优选地，所述第一驱动部件和所述第二驱动部件为同一驱动部件，所述驱动部件通过联动机构驱动所述储存器和所述芯筒转动。

优选地，所述联动机构为齿轮传动机构。

优选地，所述存放结构为存放筒；

所述齿轮传动机构包括：传动轴，固定于所述传动且能够拨动所述存放筒转动的拨轮，安装于所述传动轴的齿轮组件；其中，所述驱动部件与所述传动轴相连且驱动所述传动轴转动，所述芯筒的外壁设有与所述齿轮组件啮合的外齿。

优选地，所述储存器为密封结构。

本发明提供的药剂加注装置的使用方法为：

将主阀安装在井口，使得主阀的主阀通道与井口连通；

当需要加注药剂时，关闭开关阀，第一驱动装置驱动芯筒转动，当芯筒的容纳通孔与放空口连通时，主阀内的气体经放空口排出；

芯筒持续转动，当芯筒的容纳通孔与加注口连通时，储存装置内的药剂自加注口进入容纳通孔内；

筒体持续转动，位于容纳通孔内的药剂随芯筒一起转动，当芯筒的容纳通孔与主阀通道连通时，容纳通孔内的药剂经主阀通道进入井口，从而实现药剂的加注；

当不需要加注药剂或者需要井下施工作业时，使得芯筒的容纳通孔与主阀通道连通，然后打开开关阀，此时，开关阀的阀通道与井口连通，即可进行井下施工作业。

本发明提供的药剂加注装置，通过关闭开关阀以及芯筒转至预设位置，即进行井下施工作业，较现有技术相比，无需拆卸整个药剂加注装置，则有效降低了药剂加注对井下施工作业的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的药剂加注装置的剖视图；

图2为本发明实施例提供的药剂加注装置中储存装置放入药剂后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的药剂加注装置中容纳通孔与放空口连通时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的药剂加注装置中容纳通孔与加注口连通时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的药剂加注装置中容纳通孔与主阀通道连通时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的药剂加注装置中储存装置的部分结构示意图。

图1-6中：

1为主阀、11为主阀体、111为主阀通道、112为加注口、113为放空口、12为芯筒、121为容纳通孔、13为转轴、2为开关阀、21为开关阀体、22为阀通道、3为储存装置、31为安装座、32为储存器、321为存放结构、33为排出口、4为联动机构、41为拨轮、5为驱动部件、6为药剂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本发明实施例提供的药剂加注装置包括：主阀1，开关阀2，第一驱动装置，用于存储药剂6的储存装置3。

上述储存装置3具有用于供药剂6排出的排出口33；

上述主阀1包括：主阀体11，可转动地设于主阀体11内的芯筒12；芯筒12与主阀体11密封连接，主阀体11具有：用于与井口连通的主阀通道111、用于排气的放空口113、用于与排出口33连通的加注口112。

上述第一驱动装置驱动芯筒12转动，上述芯筒12具有用于容纳药剂6的容纳通孔121，随着芯筒12的转动容纳通孔121能够依次与放空口113、加注口112和主阀通道111连通。

可以理解的是，当芯筒12转至第一预设位置时，容纳通孔121与放空口113连通，具体地，容纳通孔121的顶端靠近放空口113，此时，容纳通孔121内的气体以及主阀体11的腔内气体自放空口113排出；当芯筒12转至第二预设位置时，容纳通孔121与加注口112连通，具体地，容纳通孔121的顶端靠近加注口112，此时，储存装置3内的药剂6在自身重力作用下自加注口112进入容纳通孔121；当芯筒12转至第三预设位置时，容纳通孔121与主阀通道111连通，具体地，容纳通孔121的底端靠近主阀通道111的底端，容纳通孔121的顶端靠近主阀通道111的顶端，即容纳通孔121的两端分别与主阀通道111的两端连通。

可以理解的是，携带有药剂6的芯筒12在转动过程中，主阀体11托住药剂6，当容纳通孔121与主阀通道111连通时，药剂6自容纳通孔121内掉落至主阀通道111中，从而实现加注。

上述开关阀2与主阀1固定相连，且开关阀2的阀通道22与主阀通道111连通。具体地，当开关阀2关闭时，开关阀2的阀通道22被隔断，主阀通道111无法通过阀通道22与外界连通；当开关阀2打开后，阀通道22导通，主阀通道111通过阀通道22与外界连通。

本发明实施例提供的药剂加注装置的使用方法为：

将主阀1安装在井口，使得主阀1的主阀通道111与井口连通；

当需要加注药剂6时，关闭开关阀2，第一驱动装置驱动芯筒12转动，当芯筒12的容纳通孔121与放空口113连通时，主阀1内的气体经放空口113排出；

芯筒12持续转动，当芯筒12的容纳通孔121与加注口112连通时，储存装置3内的药剂6自加注口112进入容纳通孔121内；

筒体12持续转动，位于容纳通孔121内的药剂6随芯筒12一起转动，当芯筒12的容纳通孔121与主阀通道111连通时，容纳通孔121内的药剂6经主阀通道111进入井口，从而实现药剂6的加注；

当不需要加注药剂6或者需要井下施工作业时，使得芯筒12的容纳通孔121与主阀通道111连通，然后打开开关阀2，此时，开关阀2的阀通道22与井口连通，即可进行井下施工作业。

具体地，上述药剂加注装置的工作过程主要存在四个步骤：

1)如图2所示，开关阀2处于关闭状态，主阀1的主阀通道111和开关阀2的阀通道22共轴线上，在此位置上主阀通道111与主阀1的内腔处于密封状态，采用出口密封阀座原理，保证井内压力会泄露在主阀1的内腔且放空口113和加注口112也处于密封状态；因为井底温度比井上温度高，主阀通道111可以使开关阀2感应井下温度；

2)如图3所示，芯筒12转动，先使容纳通孔121完全密封，继续旋转使容纳通孔121与放空口113位置重合，泄掉腔内存积的气体。在此过程中容纳通孔121在整个过程中都处于密封状态；

3)如图4所示，芯筒12继续转动，使容纳通孔121和储存装置3的排出口33重合，药剂6自动掉落在容纳通孔121内，在此过程中放空口113处在密封状态；

4)如图5所示，芯筒12继续转动，再次使容纳通孔121与主阀通道111重合，药剂6在重力作用下，落入井底，完成一次加注动作，在此过程中，放空口113与加注口112均处于密封状态。

可以理解的是，上述药剂加注装置在工作过程中，芯筒12无需停留，在持续转动。

本发明实施例提供的药剂加注装置，通过关闭开关阀2以及芯筒12转至预设位置，即进行井下施工作业，较现有技术相比，无需拆卸整个药剂加注装置，则有效降低了药剂加注对井下施工作业的影响。

上述药剂加注装置中，芯筒12可转动地设于主阀体11，为了方便设置，上述主阀体11设有转轴13，芯筒12可转动地设于转轴13上。

为了便于加注药剂6，上述主阀通道111、容纳通孔121和加注口112均为直通孔。当然，也可选择为其他结构，并不局限于此，只有能够保证加注药剂6即可。

为了保证药剂的正常加注以及避免药剂受潮，上述药剂加注装置中，当容纳通孔121与放空口113、加注口112、主阀通道111中的一者连通时，芯筒12封闭另外两者。

具体地，当容纳通孔121与放空口113连通时，芯筒12封闭加注口112和主阀通道111；当容纳通孔121与加注口112连通时，芯筒12封闭放空口113和主阀通道111；当容纳通孔121与主阀通道111连通时，芯筒12封闭放空口113和加注口112。

优选地，上述主阀通道111、放空口113和加注口112沿主阀体11的周向分布，芯筒12的转动轴线平行于与主阀体11的轴线、或者芯筒12的转动轴线与主阀体11的轴线共线。

进一步地，容纳通孔121的轴线平行于芯筒12的转动轴线，主阀通道111的轴线平行于与主阀体11的轴线。

可以理解的是，当容纳通孔121与主阀通道111对齐连通时，容纳通孔121的轴线与主阀通道111的轴线共线。

为了便于制造，上述芯筒12与主阀体11采用平面密封结构密封连接。由于平面密封具有加工难度小，加工精度高等优点，方便了生产。

上述芯筒12与主阀体11的密封面采用喷涂碳化钨(WC)，耐磨，耐腐蚀，增加了使用寿命。当然，对密封面进行其他处理，只要能够增加使用寿命即可。

上述主阀1中，主阀通道111、加注孔112和放空口113均采用多重密封设计，保证主阀1的气密性及工作寿命。

为了简化结构，上述主阀体11包括：阀盖，与阀盖密封连接的主阀本体；其中，开关阀2的开关阀体21与阀盖为一体式结构。

可以理解的是，加注口112和放空口113均设于阀盖，主阀通道111的一段设于阀盖，主阀通道111的另一段设于主阀本体。

上述药剂加注装置中，由于关阀2的开关阀体21与阀盖为一体式结构，则减少了零部件，简化了安装和拆卸；同时，也便于减小整个药剂加注装置的体积，从而减小整个药剂加注装置所占用的空间。

为了方便操作，上述开关阀2为平板闸阀。当然，也可选择上述开关阀2为其他类型闸阀、或者其他阀门结构，只要能够保证主阀通道111与外界的导通和关闭即可。

优选地，上述开关阀2位于主阀体11的顶端。这样，方便了安装，也简化了结构，还便于进行井下施工作业。

当然，也可选择开关阀2位于主阀体11的其他位置，例如位于主阀体11的一侧，并不局限于上述实施例。

上述药剂加注装置中，储存装置3的位置根据加注方式进行设计。为了简化结构，上述储存装置3位于主阀体11的顶端，且储存装置3安装于主阀体11。这样，可利用药剂6的自身重力进行加注。

为了提高加注效率，上述储存装置3包括：安装于主阀体11的安装座31，可转动地设于安装座31的储存器32；其中，排出口33设于安装座31；储存器32具有至少两个用于存放药剂6的存放结构321，存放结构321沿储存器32的周向分布，随着储存器32的转动存放结构321能够依次与排出口33连通。

上述储存装置3中，存放结构321携带药剂6转动时，安装座31托住药剂6，当存放结构321转至排出口33时，存放结构321内的药剂6在自身重力作用下自排出口33掉落至容纳通孔121内。为了便于加注，上述存放结构321为通孔结构。

对于存放结构321的具体数目，根据实际需要及每天加注数量和加注次数进行设计，优选地，上述存放结构321为12个。

为了降低劳动强度，上述药剂加注装置还包括驱动储存器32转动的第二驱动部件。

进一步地，上述第一驱动部件和第二驱动部件为同一驱动部件5，驱动部件5通过联动机构4驱动储存器32和芯筒12转动。

上述药剂加注装置，减少了驱动结构，降低成本；同时，采用一个驱动部件5进行驱动，减小了因电控所造成的误差。

为了便于制造，上述联动机构4为齿轮传动机构。当然，也可选择联动机构4为其他传动结构，例如皮带传动机构等。

优选地，上述放结构321为存放筒，上述齿轮传动机构包括：传动轴，固定于传动且能够拨动存放筒转动的拨轮41，安装于传动轴的齿轮组件；其中，驱动部件5与传动轴相连且驱动传动轴转动，芯筒12的外壁设有与齿轮组件啮合的外齿。

对于齿轮组件的具体结构，根据实际需要进行设计，本发明实施例对此不做限定。

药剂6受潮后会影响加注质量，为了避免药剂6受潮，上述储存器32为密封结构。具体地，储存器32的顶端密封设置，储存器32与安装座31密封连接。

优选地，上述储存器32包括：壳体，与壳体顶端密封连接的顶盖；其中，顶盖可拆卸地连接，以保证药剂6的添加，壳体与安装座31密封连接，存放结构321位于壳体内。

优选地，上述药剂6为泡排棒。对于泡排棒的大小，根据实际需要进行选择，例如选择φ40mm×450mm的泡排棒。当然，也可选择上述药剂6为其他类型的固定药剂，本发明实施例对药剂6的类型不做限定。

上述药剂加注装置具有远程自动、远程手动、现场手动、现场自动四种模式。该药剂加注装置整体为防盗式一体化设计，除正常的加注功能外、还具有在线监测、故障报警功能等。控制系统时时读取剩余药量值、读取管路各处压力信号，并打包上传至站上控制平台。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。