[發明專利]一種集氣氣井遠程開關閥芯、設備及其使用方法

在審

• 申請號: 202010633799.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111720094A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳勇;劉雙全;肖述琴;趙崢延;楊旭東;衛亞明;白曉弘;徐文龍;田偉;汪雄雄
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B34/02
• 分類號: E21B34/02;E21B34/16;E21B47/06;E21B43/12
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

1.一種集氣氣井遠程開關閥芯，其特征在于：包括閥芯閥桿底座(11-1)、閥芯閥桿(11-2)和閥芯(17)，閥芯閥桿(11-2)連接在閥芯閥桿底座(11-1)上表面；閥芯閥桿底座(11-1)外連接有閥芯套(12)，閥芯閥桿(11-2)位于閥芯套(12)內，閥芯閥桿(11-2)外壁套有彈簧(16)，閥芯套(12)內壁上還連接有滑動軸承(14)，閥芯(17)內開有閥芯閥桿孔(17-1)，閥芯(17)插入閥芯套(12)內，且閥芯閥桿(11-2)插入閥芯閥桿孔(17-1)內，閥芯(17)底部的外壁上連接有螺紋塊(13)，螺紋塊(13)與閥芯套(12)內壁滑動連接，閥芯(17)前端連接有閥芯前桿(18)，閥芯前桿(18)上連接有旋流葉片(19)。

2.根據權利要求1所述的一種集氣氣井遠程開關閥芯，其特征在于：所述螺紋塊(13)位于閥芯閥桿底座(11-1)和滑動軸承(14)之間。

3.根據權利要求1所述的一種集氣氣井遠程開關閥芯，其特征在于：所述閥芯(17)與閥芯套(12)貼合處連接有密封圈(15)。

4.根據權利要求1所述的一種集氣氣井遠程開關閥芯，其特征在于：所述旋流葉片(19)外緣切線與閥芯前桿(18)中軸線夾角為45度，且旋流葉片(19)具有一個渦波形周期。

5.根據權利要求1所述的一種集氣氣井遠程開關閥芯，其特征在于：所述閥芯閥桿孔(17-1)直徑突縮，未收縮處直徑等于彈簧(16)直徑，收縮后處直徑等于閥芯閥桿(11-2)直徑，彈簧(16)前端頂在閥芯閥桿孔(17-1)直徑突縮處。

6.根據權利要求1所述的一種集氣氣井遠程開關閥芯，其特征在于：所述彈簧(16)末端連接閥芯閥桿底座(11-1)表面。

7.一種集氣氣井遠程開關井設備，包括閥體外殼部(20)，其特征在于：閥體外殼部(20)后端連接有緊急切斷部(21)和電動執行部(22)，所述閥體外殼部(20)設有集氣氣井遠程開關閥芯，閥芯前桿(18)伸入閥體外殼部(20)的下游腔室內，緊急切斷部(21)包括絲杠和閥桿(8)，絲杠前端連接至閥芯閥桿底座(11-1)下表面，另一端連接至閥桿(8)，閥桿(8)的另一端連接有傳動機構(7)，傳動機構(7)后端連接有氣動線性單元(6)，氣動線性單元(6)后端連接有電動執行部(22)。

8.根據權利要求7所述的一種集氣氣井遠程開關井設備，其特征在于：所述緊急切斷部(21)還包括通過管道首尾依次相連的過濾減壓閥(1)、單向閥(2)和儲氣罐(3)，過濾減壓閥(1)入口連接至氣源，儲氣罐(3)出口連接至氣動線性單元(6)，其中儲氣罐(3)與氣動線性單元(6)之間的管道上還連接有電磁閥(4)。

9.根據權利要求7所述的一種集氣氣井遠程開關井設備，其特征在于：所述閥體外殼部(20)還連接有壓力檢測裝置，壓力檢測裝置包括取壓管(23)和壓力變送器(25)，取壓管(23)一端與閥體外殼部(20)的下游腔室內連通，另一端通過取壓考克(24)連接至壓力變送器(25)。

10.一種集氣氣井遠程開關井設備使用方法，其特征在于：開井時，電動執行部(22)旋轉，帶動氣動線性單元(6)、傳動機構(7)、閥桿(8)一同旋轉，絲杠將閥桿(8)的旋轉轉化為直線運動，推動閥芯閥桿底座(11-1)和閥芯套(12)移動，在這個過程中，閥芯(17)位置不變，通過改變閥芯(12)底端與閥芯閥桿底座(11-1)之間的距離模擬人工開井過程，而自閥體外殼部(20)上游來的氣體經過旋流葉片(19)時，產生渦流，渦流將下游的水合物從閥體和管道內壁剝離，防止下游結冰堵塞，隨著開井進行，在渦流引起的降壓和升溫作用下，水合物生成條件被破壞，水合物顆粒融化，氣井井口針閥全開，開井完成；關井時，電動執行部(22)轉動，推動閥芯閥桿底座(11-1)和閥芯(17)底端貼合，最終閥芯(17)落座在閥芯閥桿底座(11-1)上，實現關井；當壓力變送器(25)檢測到管線內出現超壓或欠壓異常時，電磁閥(4)打開，氣源的高壓氣體經過濾減壓閥(1)、單向閥(2)和儲氣罐(3)進入到氣動線性單元(6)中帶動氣動線性單元(6)旋轉，從而帶動傳動機構(7)和閥桿(8)轉動，最終使得閥芯(17)落座在閥芯閥桿底座(11-1)上，實現緊急關井，關井后關閉電磁閥(4)，氣體不再進入氣動線性單元(6)中，氣動線性單元(6)進入停止狀態。