一种全金属耐高温自平衡放气阀的制作方法

1.本发明涉及采油设备技术领域，特别涉及一种全金属耐高温自平衡放气阀。


背景技术：

2.由于海上稠油井在注入蒸汽后封隔器下部环空压力较高，所以放气阀要带有自平衡功能才能正常的将其打开。
3.当前的放气阀存在以下缺点：1、耐温极限在200℃以下并且都没有自平衡功能，海上稠油区块的热采还属于空白阶段，由于要提高稠油区块的产量通常需要往井下注入温度高达350-400℃的蒸汽，稠油区块的热采安全性和可靠性较差。为此，我们提出一种全金属耐高温自平衡放气阀。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种全金属耐高温自平衡放气阀，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.一种全金属耐高温自平衡放气阀，包括弹簧筒、中间接头、下接头、密封腔、平衡堵、活塞杆、密封杆、活塞连杆和弹簧座，所述弹簧筒、中间接头和下接头依次螺纹连接，所述中间接头为密封主件，与密封套相连接，所述中间接头外壳有平衡孔，所述平衡孔与平衡阀相连，所述平衡堵和中间接头的平衡孔为螺纹硬密封连接，所述平衡堵内部有平衡阀压簧将平衡阀固定至中间接头的平衡孔内来实现单向密封功能，所述密封腔内部设置有金属c环，所述活塞杆下端与密封杆连接，所述活塞杆上端与活塞连杆连接，所述活塞连杆外部安装动力压簧，并通过弹簧压帽将动力压簧固定至活塞连杆外部。
7.进一步地，所述金属密封还包括密封套和通过垫片和中间垫片固定的金属c环，所述该密封套将金属c环、垫片和中间垫片包覆装配到该活塞杆上，使活塞杆在该金属密封中能保持密封的往复运动。
8.进一步地，所述金属c环与活塞杆的表面进行镀硬铬处理。
9.进一步地，所述弹簧筒、中间接头和下接头螺纹及金属密封面处全部采用碳氮共渗。
10.进一步地，所述活塞杆与密封杆连接后活塞杆与密封套后端中设置第一密封，开启后的截止密封，在活塞杆受弹簧筒的高温油压力推动控制到最大距离时，第一密封面与环绕设置的密封套之间能够产生密封，此密封样式为球对锥密封，此时全金属耐高温自平衡放气阀为开启状态。
11.进一步地，所述中间接头与密封杆连接为第二密封面形式接触，当弹簧筒的压力泄掉后动力压簧推动活塞连杆，活塞连杆拉动活塞杆和密封杆控制运动到最大距离时，该中间接头的第二密封面与密封杆之间产生金属密封，此密封样式为球对锥密封，此时全金属耐高温自平衡放气阀为关闭状态。
12.进一步地，所述活塞杆与密封杆是通过定位螺丝在连接套中进行连接并能在连接套的长圆槽中进行规定范围的有限运动。
13.进一步地，所述平衡阀压簧将平衡阀固定至中间接头的平衡孔内来实现第三密封，此密封为平衡阀锥面与平衡孔锥面配合产生的锥对锥的密封。
14.进一步地，所述活塞杆推动连接套到达一定距离后连接套的锥面与平衡阀底部产生相切，当继续推到活塞杆后平衡阀与中间接头平衡孔第三密封处产生相对移动，此时放气阀下部压力通过平衡孔与放气阀上部的压力进行平衡，当上下压力平衡后密封杆与中间接头第二密封产生相对移动，此时放气阀为开启状态。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
16.1.液压油通过液控管线将压力注入弹簧筒内，当压力克服动力压簧的力后推动活塞杆，活塞杆与活塞连杆通过螺纹连接，向下拉动动力压簧移动，活塞杆移动时与密封腔内的金属c环形成滑动密封，活塞杆前端自带第一密封面，即球形或锥形密封面，当活塞杆处于往复运动状态时有金属c环起到辅助密封，使其活塞杆到达顶端后，再有活塞杆自带的第一密封面与密封腔的接触面产生密封，从而使其可以抗更高的压力而不泄露，活塞杆下端与连接套通过定位螺丝固定在密封杆的长圆槽里面，当活塞杆向下移动时，带动连接套向下移动，连接套会先与平衡阀接触，通过连接套的锥面将平衡阀顶开形成平衡通道，当继续打压时活塞杆会带动连接套与活塞杆接触，当上下压力基本平衡时活塞杆将密封杆顶开，此时密封杆在活塞杆的推动下继续向下移动，当活塞杆移动到限位后，活塞杆尾部球面与密封套尾部锥面贴合并形成了第一密封此时放气阀完全开启，当连接弹簧筒的液控端释放内部的压力后，弹簧筒内部的动力压簧将释放回弹力，动力压簧将带动活塞连杆拉动活塞杆、连接套、密封杆一并回到原位，此时平衡阀在平衡阀压簧的作用下形成第三密封，密封杆头部球面与中间接头上的锥面角度贴合后形成第二密封，此时放气阀关闭。
附图说明
17.图1为本发明一种全金属耐高温自平衡放气阀的开启状态下整体结构示意图。
18.图2为本发明一种全金属耐高温自平衡放气阀的活塞杆、连接套和密封杆结构示意图。
19.图3为本发明一种全金属耐高温自平衡放气阀的平衡堵、平衡阀和平衡阀压簧结构示意图。
20.图4为本发明一种全金属耐高温自平衡放气阀的开启状态结构示意图。
21.图中：1、弹簧筒；2、中间接头；3、下接头；4、密封腔；5、垫片；6、中间垫片；7、固定压帽；8、连接套；9、密封杆；10、定位螺丝；11、平衡堵；12、平衡阀；13、活塞杆；14、活塞连杆；15、弹簧压帽；16、金属c环；17、弹簧座；18、动力压簧； 19、平衡阀压簧。
具体实施方式
22.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
23.如图1-4所示，一种全金属耐高温自平衡放气阀，包括弹簧筒1、中间接头2、下接头3、密封腔4、平衡堵11、活塞杆13、密封杆9、活塞连杆14和弹簧座17，所述弹簧筒1、中间接头
2 和下接头3依次螺纹连接，所述中间接头2为密封主件，与密封套相连接，所述中间接头2外壳有平衡孔，所述平衡孔与平衡阀 12相连，所述平衡堵11和中间接头2的平衡孔为螺纹硬密封连接，所述平衡堵11内部有平衡阀压簧19将平衡阀12固定至中间接头2的平衡孔内来实现单向密封功能，所述密封腔4内部设置有金属c环16，所述活塞杆13下端与密封杆9连接，所述活塞杆13上端与活塞连杆14连接，所述活塞连杆14外部安装动力压簧18，并通过弹簧压帽15将动力压簧18固定至活塞连杆14外部。
24.其中，所述金属密封还包括密封套和通过垫片5和中间垫片 6固定的金属c环16，所述该密封套将金属c环16、垫片5和中间垫片6包覆装配到该活塞杆13上，使活塞杆13在该金属密封中能保持密封的往复运动。
25.其中，所述金属c环16与活塞杆13的表面进行镀硬铬处理。
26.其中，所述弹簧筒1、中间接头2和下接头3螺纹及金属密封面处全部采用碳氮共渗。
27.其中，所述活塞杆13与密封杆9连接后活塞杆13与密封套后端中设置第一密封，开启后的截止密封，在活塞杆13受弹簧筒 1的高温油压力推动控制到最大距离时，第一密封面与环绕设置的密封套之间能够产生密封，此密封样式为球对锥密封，此时全金属耐高温自平衡放气阀为开启状态。
28.其中，所述中间接头2与密封杆9连接为第二密封面形式接触，当弹簧筒1的压力泄掉后动力压簧18推动活塞连杆14，活塞连杆14拉动活塞杆13和密封杆9控制运动到最大距离时，该中间接头2的第二密封面与密封杆9之间产生金属密封，此密封样式为球对锥密封，此时全金属耐高温自平衡放气阀为关闭状态。
29.其中，所述活塞杆13与密封杆9是通过定位螺丝10在连接套8中进行连接并能在连接套8的长圆槽中进行规定范围的有限运动。
30.其中，所述平衡阀压簧19将平衡阀12固定至中间接头2的平衡孔内来实现第三密封，此密封为平衡阀12锥面与平衡孔锥面配合产生的锥对锥的密封。
31.其中，所述活塞杆13推动连接套8到达一定距离后连接套8 的锥面与平衡阀12底部产生相切，当继续推到活塞杆13后平衡阀12与中间接头2平衡孔第三密封处产生相对移动，此时放气阀下部压力通过平衡孔与放气阀上部的压力进行平衡，当上下压力平衡后密封杆9与中间接头2第二密封产生相对移动，此时放气阀为开启状态。
32.需要说明的是，本发明为一种全金属耐高温自平衡放气阀，工作时，液压油通过液控管线将压力注入弹簧筒1内，当压力克服动力压簧18的力后推动活塞杆13，活塞杆13与活塞连杆 14通过螺纹连接，向下拉动动力压簧18移动，活塞杆13移动时与密封腔4内的金属c环16形成滑动密封，其中金属c环16形状为c型剖面，具有良好的弹性密封，其材质为inconel 718耐高温合金，由于金属c环16会与活塞杆13产生相对运动，所以对金属c环16和活塞杆13做表面镀硬铬处理，增加它们之间的耐磨效果，活塞杆13前端自带第一密封面，即球形或锥形密封面，当活塞杆13处于往复运动状态时有金属c环16起到辅助密封，使其活塞杆13到达顶端后，再有活塞杆13自带的第一密封面与密封腔4的接触面产生密封，从而使其可以抗更高的压力而不泄露，活塞杆13下端与连接套8通过定位螺丝10固定在密封杆9 的长圆槽里面，当活塞杆13向下移动时，带动连接套8向下移动，连接套8会先与平衡阀12接触，通过连接套8的锥面将平衡阀 12顶开形成平衡通道，当继续打压时活塞杆13会带动连
接套8 与活塞杆13接触，当上下压力基本平衡时活塞杆13将密封杆9 顶开，此时密封杆9在活塞杆13的推动下继续向下移动，当活塞杆13移动到限位后，活塞杆13尾部球面与密封套尾部锥面贴合并形成了第一密封截止密封此时放气阀完全开启，当连接弹簧筒 1的液控端释放内部的压力后，弹簧筒1内部的动力压簧18将释放回弹力，动力压簧18将带动活塞连杆14拉动活塞杆13、连接套8、密封杆9一并回到原位，此时平衡阀12在平衡阀压簧19 的作用下形成第三密封，密封杆9头部球面与中间接头2上的锥面角度贴合后形成第二密封，此时放气阀关闭。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。