一种采气树用防冻高压差零泄漏电动调节截止复合阀的制作方法

文档序号:15215018发布日期:2018-08-21 16:45阅读:384来源:国知局

本实用新型涉及一种采气树用电动阀,属于油气田开采技术领域。



背景技术:

按照天然气的生成机理,天然气生成过程中,形成天然气的同时会产生相应的水,也就是说,天然气和水是共生共存的,含水天然气有一个重要的物理特性,其在一定的压力和温度下会形成天然气水合物,俗称可燃冰。在天然气开采过程中,由于井口的天然气含有相当的水分,对井口的天然气进行节流/调压控制时会在调节阀两端形成压差,气体的膨胀会吸收大量的热量,形成局部低温,形成可燃冰而产生冻堵调节阀和附近的管道,另外,使用调节阀作为管路的启闭阀门时,由于传统的调节阀无法实现关闭时的零泄漏(调节阀标准允许有5%以内的泄露量),也很容易形成可燃冰导致阀门和管道的冻堵(为了解决这一问题,目前的做法是采用在采气树上设置专门的解冻小孔,采用高压泵往解冻小孔内注入甲醇化冰)。

现有天然气井口附近都没有任何电源提供,现行的采气树调节阀由于受到结构和原理的限制,调节阀是通过4-20ma信号的有线控制来实现调节阀的启闭和开度控制,遇到冻堵时执行器无法工作而卡死,一般无法做到全压差节流控制,也就是说无法达到阀门耐压级的压差下工作,而且在阀门制造时就决定了最高工作压差,无法随着工况的变化来调整。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种密封性好,不会出现冻堵现象的采气树用防冻高压差零泄漏电动调节截止复合阀。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种采气树用防冻高压差零泄漏电动调节截止复合阀,包括调节截止复合阀和与所述调节截止复合阀连接的电动执行器,所述调节截止复合阀包括阀体和阀盖,所述阀体设置有阀腔、进气道和出气道,所述阀腔内安装有笼套,所述笼套内安装有可轴向移动的阀芯,所述阀芯连接有伸出所述阀盖外的推力阀杆;所述笼套的侧壁设置有与所述进气道连通的进气孔,所述笼套的前端设置有与所述出气道连通的出气孔,所述阀芯的前端安装有阀芯密封圈,所述阀芯密封圈的直径大于所述出气孔的直径。

所述阀芯设置有导压气道,所述导压气道的一端位于所述进气孔的前侧,另一端位于所述进气孔的后侧。

所述阀芯的侧壁与所述笼套之间设置有套芯密封圈,所述套芯密封圈位于所述进气孔的后侧。

所述笼套的前端和所述阀腔之间安装有前腔套密封圈,所述笼套的侧壁和阀腔之间安装有后腔套密封圈,所述后腔套密封圈位于所述进气孔的后侧。

所述电动执行器包括外壳,所述外壳的一端安装有连接支架,另一端安装有防爆筒,所述防爆筒内安装有步进电机,所述外壳内通过双轴承安装有传动螺母,所述传动螺母内安装有螺纹啮合的推力螺杆,所述推力螺杆的一端伸入所述连接支架;所述步进电机通过减速器与所述传动螺母连接;所述调节截止复合阀和电动执行器组装后,所述推力阀杆的一端伸入所述连接支架内与所述推力螺杆对接。

所述推力阀杆上设置有位置指示片,所述连接支架内设置有位置指示牌、前位置传感器和后位置传感器。

所述步进电机的轴的末端伸出所述防爆筒外,并在所述步进电机的轴的末端安装有带位置指示表的手轮。

本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型的调节截止复合阀配合大推力电动执行器可以实现防冻高压差零泄漏,冰堵时执行器推拉力足以压碎阀门内的结冰物,能够完全替代现有采气树上的传统的节流针阀,在阀门关断后气体零泄漏,关断情况下不会使调节截止复合阀和附近的管道产生天然气水合物冻堵现象,能够提高采气的效率,无需注醇解冻作业。

2、本实用新型采用新结构的大推力电动执行器,使步进电机失电情况下推力螺杆的推力仍然能够保持,在无执行动作时步进电机无需一直通电工作,可以大大减少电动执行器的电力消耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图;

图2是调节截止复合阀的剖视图;

图3是图2的局部放大图;

图4是电动执行器的剖视图。

具体实施方式

参照图1至图4,一种采气树用防冻高压差零泄漏电动调节截止复合阀,包括调节截止复合阀4和与所述调节截止复合阀4连接的电动执行器5,所述调节截止复合阀4包括阀体400和阀盖401,阀体400和阀盖401之间通过螺丝固定,所述阀体400设置有阀腔、进气道403和出气道404,所述阀腔内安装有笼套405,所述笼套405内安装有可轴向移动的阀芯406,所述阀芯406连接有伸出所述阀盖401外的推力阀杆407,推力阀杆407和阀盖401之间安装有起密封和支撑作用的填充物415;所述笼套405的侧壁设置有与所述进气道403连通的进气孔408,所述笼套405的前端设置有与所述出气道404连通的出气孔409,所述阀芯406的前端端面安装有高强度的阀芯密封圈410(在阀芯的前端端面设置有凹槽,阀芯密封圈镶嵌在凹槽内),所述阀芯密封圈410的直径大于所述出气孔409的直径。笼套和阀芯之间通过推力阀杆的轴向力实现对冰堵的水合物形成剪切破碎功能,当需要阀门关闭时,通过推力阀杆前端的高强度的阀芯密封圈410和笼套405端面压紧密封,实现阀门关闭后的零泄漏功能。

所述阀芯406设置有导压气道411,所述导压气道411的一端位于所述进气孔408的前侧,另一端位于所述进气孔408的后侧,导压气道使阀芯406两侧等压,减少阀门开启及关闭的推拉力。

所述阀芯406的侧壁与所述笼套405之间设置有高强度的套芯密封圈412,所述套芯密封圈412位于所述进气孔408的后侧。所述笼套405的前端和所述阀腔之间安装有高强度的前腔套密封圈413,所述笼套405的侧壁和阀腔之间安装有高强度的后腔套密封圈414,所述后腔套密封圈414位于所述进气孔408的后侧,提高调节截止复合阀的密封性。

本实用新型的调节截止复合阀可以实现防冻高压差零泄漏,能够代替采气树上的传统的节流针阀,在阀门关断后气体零泄漏,不会使调节截止复合阀和附近的管道产生天然气水合物冻堵现象,能够提高采气的效率。

所述电动执行器5包括外壳500,所述外壳500的一端安装有连接支架501,另一端安装有防爆筒502,所述防爆筒502内安装有步进电机503(步进电机设置有无线通信模块),所述外壳500内通过双轴承504(两只轴承)安装有传动螺母505,所述传动螺母505内安装有螺纹啮合的推力螺杆506,所述推力螺杆506的一端伸入所述连接支架501;所述步进电机503通过减速器507与所述传动螺母505连接(传动螺母安装在螺母驱动盘512内,减速器与螺母驱动盘连接);所述调节截止复合阀4和电动执行器5组装后,所述推力阀杆407的一端伸入所述连接支架501内与所述推力螺杆506对接。

所述推力阀杆407上设置有位置指示片416,所述连接支架501内设置有位置指示牌508、前位置传感器509和后位置传感器510,可以为控制系统提供开启、关闭及开度调节。

所述步进电机503的轴的末端伸出所述防爆筒502外,并在所述步进电机503的轴的末端安装有带位置指示表的手轮511,也可以采用手动方式控制调节的开启、关闭及开度。

本实用新型采用新结构的大推力电动执行器,由于传动螺母的自锁特性,即使传动螺母的扭矩消失,推力也会继续保持,同时,传动螺母的支撑采用双轴承支承结构以减小传动螺母机构的运动间隙,使步进电机503失电情况下推力螺杆的推力保持,可以大大减少电动执行器的电力消耗,在无执行动作时步进电机无需一直通电工作。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围,专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下,所做的均等修饰与变化,均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

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