液态药剂分配装置及液态药剂分配系统

1.本实用新型涉及液体分配技术领域，尤其涉及液态药剂分配装置及液态药剂分配系统。


背景技术：

2.目前各大油气田多采用移动车载加药系统进行药剂加注，移动车载加药系统主要由药剂车、药剂罐、药剂泵等设备组成，根据在生产现场需求，主要用于各单井的药剂加注作业。移动车载加药系统属于独立的药剂加注系统，无法接入油气田场站泵站系统，对已建有的泵站系统资源产生极大浪费；另一方面，由于移动车载加药系统需要人工运输和操作，因此存在人员工作强度高、工作量大、加注成本高、安全隐患高、不便于管理、受天气和道路情况影响较大等缺点。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种液态药剂分配装置及液态药剂分配系统，用以解决现有技术中移动车载药剂系统加注的缺陷，实现药剂的自动加注，降低油气井移动加药的工作强度和安全风险。
4.本实用新型提供一种液态药剂分配装置，包括：阀块，所述阀块内具有依次连通的第一进液通道、第二进液通道、第一出液通道以及第二出液通道，所述第一进液通道的进液口位于所述阀块的第一面，所述第二进液通道的进液口与所述第一进液通道的出液口连通，所述第二进液通道的出液口位于所述阀块的第二面，所述第一出液通道的进液口位于所述第二面，所述第一出液通道的出液口与所述第二出液通道的进液口连通，所述第二出液通道的出液口位于所述阀块的第三面；电磁阀，与所述阀块的所述第二面连接，用于连通或隔断所述第二进液通道的出液口与所述第一出液通道的进液口；单向阀，连接在所述阀块的所述第三面，所述单向阀的进液口与所述第二出液通道的出液口连通。
5.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述第一进液通道的轴线与所述第二进液通道的轴线呈角度设置，所述第一出液通道的轴线与所述第二出液通道的轴线呈角度设置。
6.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述第一进液通道的轴线与所述第二进液通道的轴线相互垂直，所述第一出液通道的轴线与所述第二出液通道的轴线相互垂直，且所述第二进液通道的轴线与所述第一出液通道的轴线平行。
7.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述电磁阀包括阀座、第一阀体以及第二阀体，所述阀座固定连接在所述阀块的第二面，所述第一阀体具有可伸缩的第一阀芯，所述第二阀体具有可伸缩的第二阀芯；所述阀座内贯通开设有第一通道和与所述第一通道连通的第二通道，所述第一阀体固定连接在所述阀座且所述第一阀芯延伸至所述第一通道，所述第二阀体固定连接在所述阀座且所述第二阀芯延伸至所述第二通道；所述第二进液通道的出液口和所述第一出液通道的进液口均与所述第一通道的空腔连通。
8.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述第一阀芯的轴线与所述第二阀芯的轴线垂直设置，所述第二阀芯的端部与所述第一阀芯弹性抵接。
9.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述阀块固定连接有适配器，所述阀座螺纹连接在所述适配器。
10.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述适配器内具有相连通的第三进液通道和第三出液通道，所述第三进液通道的进液口与所述第二进液通道的出液口连通，所述第三出液通道的出液口与所述第二出液通道的进液口连通。
11.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述第一阀芯的端部弹性连接有密封塞，用于隔断或连通所述第三进液通道与所述第三出液通道；所述密封塞位于所述第一通道的空腔内，所述密封塞与所述适配器抵接。
12.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配装置，所述第二进液通道贯通所述阀块，所述电磁阀包括第一电磁阀与第二电磁阀，所述第一电磁阀连接在所述第二面，所述第二电磁阀连接在所述第二面的正对面。
13.本实用新型还提供一种利用所述液态药剂分配装置的液态药剂分配系统，包括多个串联的所述液态药剂分配装置，任一所述液态药剂分配装置的所述第一进液通道均贯通对应的所述阀块，位于首位的所述液态药剂分配装置通过管路与泵站连通，相邻所述液态药剂分配装置之间通过各自的所述第一进液通道连通。
14.根据本实用新型提供的一种液态药剂分配系统，位于首位的所述液态药剂分配装置与泵站相连的管路上设置有压力计和压力变送器，用于实时监控和传送所述液态药剂分配装置的压力信号。
15.本实用新型提供的一种液态药剂分配装置及液态药剂分配系统，通过将液态药剂分配系统接入油气田的泵站系统，位于首位的液态药剂分配装置与泵站连通，经泵站系统增压的液态药剂通过总管路进入到液态药剂分配系统中，并分配到各个液态药剂分配装置的电磁阀进口端；根据泵站系统设置的循环加注制度，开启相应的电磁阀进行药剂的循环加注，从而解决现有技术中移动车载药剂系统加注的缺陷，实现药剂的自动加注，降低油气井移动加药的工作强度和安全风险。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型提供的液态药剂分配装置的整体结构示意图；
18.图2是本实用新型提供的液态药剂分配装置的剖面示意图；
19.图3是本实用新型提供的液态药剂分配系统采用三个液态药剂分配装置时的整体结构示意图；
20.图4是本实用新型提供的液态药剂分配系统的系统示意图。
21.附图标记：
22.100、阀块；101、第一进液通道；102、第二进液通道；103、第一出液通道；104、第二
出液通道；105、第一面；106、第二面；107、第三面；200、电磁阀；210、阀座；211、本体；212、第一接头；213、第二接头；214、第三接头；215、第一通道；216、第二通道；220、第一阀体；221、第一阀芯；230、第二阀体；231、第二阀芯；300、单向阀；400、适配器；410、第一适配段；411、中间段；412、第二适配段；420、第三进液通道；421、第三出液通道；500、密封塞；600、压力计；700、压力变送器；800、第一针型截止阀；900、第二针型截止阀。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.下面结合图1-图4描述本实用新型的液态药剂分配装置。
26.参见图1和图2，本实用新型提供一种液态药剂分配装置，包括阀块100、电磁阀200以及单向阀300。在一个具体的实施例中，阀块100适于采用六面体结构，更具体而言，为长方体结构，其中阀块100内具有依次连通的第一进液通道101、第二进液通道102、第一出液通道103以及第二出液通道104；第一进液通道101的进液口与油气田的泵站系统(图中未示出)连通，第一进液通道101的进液口位于阀块100的第一面105，第二进液通道102的进液口与第一进液通道101的出液口连通；第二进液通道102的出液口位于阀块100的第二面106，第一出液通道103的进液口也位于第二面106，第一出液通道103的出液口与第二出液通道104的进液口连通，第二出液通道104的出液口位于阀块100的第三面107；其中第一面105、第二面106以及第三面107分别为长方体阀块100的三个面积不同的端面。电磁阀200与阀块100的第二面106连接，用于连通或隔断第二进液通道102的出液口与第一出液通道103的进液口；单向阀300连接在阀块100的第三面107，单向阀300的进液口与第二出液通道104的出液口连通，单向阀300的出液口与油气井(图中未示出)连通。
27.在实际应用中，将本实用新型的液态药剂分配装置通过管路接入油气田的泵站系统，其中第一进液通道101的进液口与泵站系统连通，第二出液通道104的出液口与油气井连通；开启电磁阀200后，第二进液通道102的出液口与第一出液通道103的进液口连通，来自泵站系统的增压液态药剂通过第一进液通道101的进液口进入阀块100，并依次经过第一进液通道101、第二进液通道102、第一出液通道103、第二出液通道104以及单向阀300，进入油气井加注。
28.由于该液态药剂分配装置能够通过电磁阀200自动控制加液通道的连通与隔断，通过单向阀300防止油气井内压力(电磁阀200出口压力)过高时、电磁阀200开启而导致液态药剂倒流的情况，可在无人值守的情况下自动运行，实现药剂的自动加注，有助于降低油气井移动加药的工作强度和安全风险，有效提高药剂加注效果和效率。
29.参见图2，第一进液通道101的轴线与第二进液通道102的轴线呈角度设置，第一出液通道103的轴线与第二出液通道104的轴线呈角度设置；更具体而言，第一进液通道101的轴线与第二进液通道102的轴线相互垂直，第一出液通道103与第二出液通道104的轴线相互垂直，且第二进液通道102的轴线与第一出液通道103的轴线平行；由于已经限定了第一进液通道101的进液口位于阀块100的第一面105，且第二出液通道104的出液口位于阀块100的第三面107，因此不难看出，第一进液通道101的轴线与第二出液通道104的轴线为异面垂直。
30.在实际应用中，由于阀块100为外形规则的长方体结构，而各通道均开设在阀块100内部，通过垂直或平行限定各个通道之间的空间位置关系，有利于在阀块100内部加工出各液体通道，同时也有助于液态药剂更加方便地进入电磁阀200或单向阀300的内腔。需要说明的是，相互垂直或平行只是本实用新型中的一个优选实施例，并不代表不能将各液体通道轴线之间设置为其他角度。
31.参见图2，电磁阀200包括阀座210、第一阀体220以及第二阀体230，阀座210包括本体211、连接在本体211且均向外延伸的第一接头212、第二接头213以及第三接头214，第一接头212与第三接头214相对设置，第二接头213位于第一接头212与第三接头214之间；其中，第一接头212与第二接头213具有外螺纹，第三接头214具有内螺纹。阀座210内贯通开设有第一通道215和与第一通道215连通的第二通道216，第一通道215的轴线与第二通道216的轴线相互垂直，第一通道215的长度大于第二通道216的长度；第一通道215两端的开口分别位于第一接头212与第三接头214，第二通道216的开口位于第二接头213。
32.参见图2，第一阀体220具有可伸缩的第一阀芯221，第一阀体220与第一接头212螺纹连接，且第一阀芯221延伸至第一通道215内；第二阀体230具有可伸缩的第二阀芯231，第二阀体230与第二接头213螺纹连接，且第二阀芯231延伸至第二通道216内。第一阀芯221的轴线与第二阀芯231的轴线垂直，换言之，第一阀芯221与第一通道215同轴设置，第二阀芯231与第二通道216同轴设置；第二阀芯231的端部与第一阀芯221弹性抵接，具体而言，第二阀芯231的端部可以是由橡胶制成的弹性件，亦或是第二阀芯231的端部与弹性件相连。
33.在实际应用中，先将第一阀芯221的轴线与第一通道215的轴线对正后，将第一阀芯221插入第一通道215的空腔中，再通过第一阀体220的内螺纹与第一接头212的外螺纹旋紧；随后将第二阀芯231的轴线与第二通道216的轴线对正，将第二阀芯231插入第二通道216的空腔中，再通过第二阀体230的内螺纹与第二接头213的外螺纹旋紧，从而完成了第一阀体220、第二阀体230与阀座210之间的固定连接。通过电磁头的通电和断电，能够使第一阀芯221与第二阀芯231在各自的行程范围内伸缩；当第二阀芯231的端部与第一阀芯221抵接时，通过将端部设置为弹性件，或是在端部连接弹性件，均能够有效减轻第一阀芯221与第二阀芯231之间的刚性冲击，防止对阀芯或电磁阀200的其他部件造成损坏。
34.参见图2，阀块100位于第二面106连接有适配器400，适配器400自下而上依次包括相连接的第一适配段410、中间段411以及第二适配段412，第一适配段410、中间段411和第二适配段412可以是同轴但不等径的圆柱体，它们的轴线与阀块100的第二面106垂直；第一适配段410的端面与阀块100的第二面106抵接，阀块100通过沿第一适配段410周向穿设的螺栓与适配器400固定连接，所用的螺栓可以是内六角沉头螺栓，螺栓的个数可以是三个或者四个；第二适配段412的端面与正对的第三接头214的内壁抵接，第二适配段412的曲面具
有外螺纹，阀座210通过第三接头214与第二适配段412的螺纹配合固定在阀块100的第二面106。
35.在实际应用中，先将适配器400的轴线与阀块100的第二面106保持垂直，接着将第一适配段410的端面与阀块100的第二面106抵接，随后用螺栓将适配器400与阀块100固定连接，然后通过第三接头214的内螺纹与第二适配段412的外螺纹旋紧，从而完成阀座210与适配器400、也即阀座210与阀块100的固定连接。
36.参见图2，适配器400内沿轴线方向贯通开设有相连通的第三进液通道420和第三出液通道421，第三进液通道420的轴线与第三出液通道421的轴线平行；第三进液通道420的进液口与第二进液通道102的出液口连通，第三出液通道421的出液口与第二出液通道104的进液口连通，第三进液通道420的出液口与第三出液通道421的进液口均与第一通道215的空腔连通；换言之，第二进液通道102的出液口和第一出液通道103的进液口均与第一通道215的空腔连通。
37.参见图2，第一阀芯221的端部套设有弹簧，弹簧的一端与第一阀芯221固定连接，弹簧的另一端连接有密封塞500，密封塞500用于隔断或连通第三进液通道420与第三出液通道421；弹簧与密封塞500均位于第一通道215的空腔内，密封塞500与第二适配段412的端面抵接。
38.在实际应用中，初始状态(即电磁阀200关闭状态)下，第一阀芯221与第二阀芯231处于如图2所述的位置，第二阀芯231的端部与第一阀芯221弹性抵接；密封塞500与第二适配段412的端面抵接，从而隔断第三进液通道420和第三出液通道421，液态药剂无法进入第一通道215的空腔。弹簧有助于减轻密封塞500与第一阀芯221之间的刚性冲击。
39.当液态药剂分配装置处于工作状态时，第一阀芯221电磁头通电，第一阀芯221缩回第一阀体220内，密封塞500不再与第二适配段412接触，第三进液通道420和第三出液通道421连通，液态药剂能够进入第一通道215的空腔；在第一阀芯221移动的过程中，第二阀芯231在第二阀体230的弹簧力作用下伸出第二阀体230，直到第二阀芯231的端部与阀体位于第一通道215的内壁抵接，实现了第二阀芯231对第一阀芯221的锁定；第一阀芯221移动到最大行程后，第一阀芯221电磁头断电，第一阀芯221停止移动，从而使电磁阀200保持开启状态。
40.当液态药剂加注工作完成后，第二阀芯231电磁头得电，第二阀芯231缩回第二阀体230内，同时也逐渐减弱对第一阀芯221的锁定作用，第一阀芯221在第一阀体220的弹簧力作用下伸出第一阀体220；直到第一阀芯221端部的密封塞500重新与第二适配段412的端面抵接，第二阀芯231的端部重新与第一阀芯221抵接，即第一阀芯221与第二阀芯231回到图2所示位置时，第二阀芯231的电磁头断电，第二电磁阀200不再移动，电磁阀200回到关闭状态。
41.参见图2，本实用新型的液态药剂分配装置在整体结构上呈镜面对称设置，对称平面为经过第一进液通道101的轴线、且平行于第二面106的平面a。阀块100内除第一进液通道101外的液体通道均关于平面a对称设置有两组，其中第二进液通道102贯通阀块100，且第二进液通道102的长度被第一进液通道101的轴线平分；液态药剂分配装置包括由第一电磁阀与第二电磁阀组成的电磁阀组件，第一电磁阀与第二电磁阀的结构完全相同，第一电磁阀连接在第二面106，第二电磁阀连接在第二面106的正对面；还包括由第一单向阀与第
二单向阀组成的单向阀组件，第一单向阀的与第二单向阀的结构完全相同，第一单向阀与第二单向阀均连接在第三面107。换言之，一个液态药剂分配装置能够连接两口油气井。
42.在实际应用中，采用镜面对称的结构，使单个液态药剂分配装置能够连接两口油气井，充分利用了阀块100内部和外部的空间；另一方面，由于电磁阀200具有两个相互垂直的阀芯，其结构上存在特殊性，仅在阀块100的一侧连接电磁阀200会造成液态药剂分配装置整体的受力不平衡，而镜面对称的结构很好地解决了这一问题。需要说明的是，由于电磁阀200在开启到关闭的这一过程中，第三进液通道420与第三出液通道421之间由连通到隔断，第一通道215的容腔体积由大变小，液态药剂的压力也会增大；若两个电磁阀200同时工作，上述压力变化的叠加容易对阀块100内部造成较大的冲击，因此在实际工作中，每次只开启一个电磁阀200进行加注作业。
43.综上所述，通过采用上述技术方案，将本实用新型的液态药剂分配装置通过管路接入油气田的泵站系统，其中第一进液通道101的进液口与泵站系统连通，第二出液通道104的出液口与油气井连通，一个液态药剂分配装置能够连接两口油气井。每次开启一个电磁阀200进行加注作业：第一阀芯221电磁头通电，第一阀芯221缩回第一阀体220内，第三进液通道420和第三出液通道421连通；同时第二阀芯231在第二阀体230的弹簧力作用下伸出第二阀体230、对第一阀芯221进行锁定；第一阀芯221移动到最大行程后，第一阀芯221电磁头断电，第一阀芯221停止移动，使电磁阀200保持开启状态；随后，来自泵站系统的增压液态药剂通过第一进液通道101的进液口进入阀块100，并依次经过第一进液通道101、第二进液通道102、第三进液通道420、第一通道215的内腔、第三出液通道421、第一出液通道103、第二出液通道104以及单向阀300，最终流入油气井加注。
44.当加注工作完成后，第二阀芯231电磁头得电，第二阀芯231缩回第二阀体230内，第一阀芯221在第一阀体220的弹簧力作用下伸出第一阀体220；直到第一阀芯221端部的密封塞500与适配器400的第二适配段412端面抵接，第三进液通道420与第三出液通道421隔断，第二阀芯231的端部与第一阀芯221抵接，第二阀芯231的电磁头断电，电磁阀200回到关闭状态。此时开启另一个电磁阀200进行加注作业。
45.本实用新型的液态药剂分配装置能够通过电磁阀200自动控制加液通道的连通与隔断，通过单向阀300防止电磁阀200出口压力过高时、电磁阀200开启而导致液态药剂倒流的情况，可在无人值守的情况下自动运行，有助于降低油气井移动加药的工作强度和安全风险，实现药剂的自动化加注和联网化管理，有效提高药剂加注效果和效率。同时，该液态药剂分配装置的体积小、重量轻、制造成本低，易于批量生产。
46.参见图3和图4，本实用新型还提供一种液态药剂分配系统，包括多个串联的液态药剂分配装置；为了便于描述，本实施例中采用三个液态药剂分配装置串联，当然根据实际工程情况的需要，也可以采用四个、五个或者更多。任一液态药剂分配装置的第一进液通道101均贯通对应的阀块100，位于首位的液态药剂分配装置的第一进液通道101与泵站之间通过总管路连通，相邻的液态药剂分配装置之间通过各自的第一进液通道101连通；其中，总管路上设置有压力计600和压力变送器700，压力计600与总管路之间连接有第一针型截止阀800，压力计600与总管路之间连接有第二针型截止阀900。需要说明的是，图4中除附图标记外的箭头方向均表示为液态药剂的流动方向。
47.在实际应用中，将液态药剂分配系统接入油气田的泵站系统，位于首位的液态药
剂分配装置与泵站连通，每一个液态药剂分配装置均连接两口油气井；打开第一针型截止阀800与第二针型截止阀900后，经泵站系统增压的液态药剂通过总管路进入到液态药剂分配系统中，并分配到各个液态药剂分配装置的电磁阀200进口端；根据泵站系统设置的循环加注制度(每个电磁阀200的开启顺序、单个电磁阀200的单次开启时间、以及每轮循环之间的等待时间)，开启相应的电磁阀200进行药剂加注(一次只能开启一个电磁阀200)，当加注时间达到设定时间后关闭电磁阀200，随后开启下一个电磁阀200；依次类推，完成一轮循环加注后，经过等待时间再进行第二轮循环加注。
48.其中，总管路上的压力计600和压力变送器700主要用于压力就地显示和压力采集及远传，用于压力超压报警保护。
49.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。