新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體、閥座、閥瓣、轉(zhuǎn)軸、閥蓋、閥桿、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠、桿帽。其中細(xì)長(zhǎng)桿是壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口安全閥的觸發(fā)部件，其設(shè)計(jì)依據(jù)壓桿失穩(wěn)原理。細(xì)長(zhǎng)桿壓桿失穩(wěn)后，閥瓣在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在流體的推動(dòng)下關(guān)斷閥門(mén)。此閥門(mén)關(guān)斷精度高，閥門(mén)本身的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，具有很高的可靠性，且閥門(mén)流通面積能夠?qū)崿F(xiàn)全通徑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣采輸井場(chǎng)中用于保障場(chǎng)站設(shè)備或輸氣管道安全和保護(hù)的井口安全關(guān)斷閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣采輸井場(chǎng)地面安裝有控制天然氣輸出的安全關(guān)斷閥，當(dāng)井下節(jié)流器失效，輸出的天然氣超壓時(shí)，安全關(guān)斷閥可以在特定壓力點(diǎn)自動(dòng)將天然氣管道關(guān)閉，從而避免過(guò)高的壓力對(duì)下游的管道或設(shè)備造成損害，起到保護(hù)下游管道和設(shè)備的作用。
[0003]目前大多數(shù)井口安全關(guān)斷閥由關(guān)斷閥和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成。通常情況下液壓控制系統(tǒng)的各個(gè)功能部件是分別獨(dú)立安裝的，部件與部件之間采用管線(xiàn)進(jìn)行連接。這樣一來(lái)，就造成了各部件之間的連接管線(xiàn)長(zhǎng)、連接接頭多的局面，使得潛在泄漏點(diǎn)明顯增多。另外，關(guān)斷閥本身的運(yùn)動(dòng)部件也較多。這些因素都會(huì)造成整個(gè)關(guān)斷閥系統(tǒng)的可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新型的井口關(guān)斷閥。此關(guān)斷閥的閥門(mén)本體借鑒了旋啟式止回閥的結(jié)構(gòu)，關(guān)斷觸發(fā)部件依據(jù)壓桿失穩(wěn)原理，由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門(mén)的關(guān)斷。關(guān)斷精度高，閥門(mén)流通面積能夠?qū)崿F(xiàn)全通徑，而且省去了整個(gè)閥門(mén)的液壓控制系統(tǒng)。同時(shí)，閥門(mén)本身的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，具有很高的可靠性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體、閥座、閥瓣、轉(zhuǎn)軸、閥蓋、閥桿、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠、桿帽，其中細(xì)長(zhǎng)桿是壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口安全閥的觸發(fā)部件。細(xì)長(zhǎng)桿在受到閥桿加載的載荷作用下發(fā)生壓桿失穩(wěn)后，閥瓣在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在流體的推動(dòng)下關(guān)斷閥門(mén)。
[0007]閥門(mén)的工作原理如下:閥桿受到閥體內(nèi)外壓差的作用，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向力，此軸向力將在細(xì)長(zhǎng)桿上。在正常工況下，管道內(nèi)壓力低于特定點(diǎn)，加載在細(xì)長(zhǎng)桿上的軸向力小于細(xì)長(zhǎng)桿的臨界載荷，壓桿穩(wěn)定，閥瓣上的擋片卡在閥桿的下端，閥門(mén)保持打開(kāi)狀態(tài)，而且閥門(mén)在打開(kāi)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)全通徑，流阻小。在非正常工況下，管道內(nèi)的壓力升高至特定點(diǎn)之上，力口載在細(xì)長(zhǎng)桿上的軸向力將聞?dòng)诩?xì)長(zhǎng)桿的臨界載荷，壓桿發(fā)生失穩(wěn)。細(xì)長(zhǎng)桿的有效長(zhǎng)度將在瞬間減小，由內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的軸向力將使閥桿產(chǎn)生軸向移動(dòng)，此時(shí)閥瓣的擋片從閥桿的下端脫離，閥瓣在重力的作用下繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在流體的推動(dòng)下關(guān)閉閥門(mén)。
[0008]細(xì)長(zhǎng)桿是新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的觸發(fā)部件，其本身能夠感知管道壓力是否超過(guò)特定壓力點(diǎn)，管道壓力超過(guò)特定點(diǎn)時(shí)發(fā)生失穩(wěn)從而觸發(fā)閥門(mén)的關(guān)閉。細(xì)長(zhǎng)桿在功能上代替了目前井口安全閥中使用的復(fù)雜的液壓控制系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的有益效果如下:
[0010]1.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥采用細(xì)長(zhǎng)桿作為觸發(fā)部件，細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)遵循歐拉公式，本發(fā)明具有較高的觸發(fā)精度；[0011]2.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥借鑒了旋啟式止回閥的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)全通徑流通，流阻小且容易實(shí)現(xiàn)管道和閥門(mén)的清理；
[0012]3.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件一閥桿和閥瓣，運(yùn)動(dòng)可靠性和密封可靠性更高；
[0013]4.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥觸發(fā)后的復(fù)位過(guò)程即為細(xì)長(zhǎng)桿的更換過(guò)程，整個(gè)過(guò)程操作時(shí)間短，且無(wú)需特殊工具，簡(jiǎn)單易行。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖1為本發(fā)明涉及的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的主要結(jié)構(gòu)；
[0015]附圖2為本發(fā)明涉及的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥在壓力低于特定點(diǎn)時(shí)工作的示意圖；
[0016]附圖3為本發(fā)明涉及的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥在壓力高于特定點(diǎn)而觸發(fā)關(guān)斷時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體1、閥座2、閥瓣3、轉(zhuǎn)軸4、擋片5、閥蓋6、閥桿7、細(xì)長(zhǎng)桿8、桿籠9、桿帽10,如圖1所不。其中細(xì)長(zhǎng)桿8是壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的觸發(fā)部件。
[0018]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是:閥桿7的上端與細(xì)長(zhǎng)桿8連接，閥桿7的下端位于閥體I腔內(nèi)。閥體I內(nèi)外的壓差會(huì)對(duì)閥桿7產(chǎn)生一個(gè)向上的軸向力，此軸向力加載在細(xì)長(zhǎng)桿8上，并通過(guò)細(xì)長(zhǎng)桿8傳遞到桿帽10上。
[0019]在正常工況下，閥體I內(nèi)的壓力低于特定點(diǎn)，閥桿7加載在細(xì)長(zhǎng)桿8上的軸向載荷小于細(xì)長(zhǎng)桿8的失穩(wěn)臨界載荷,細(xì)長(zhǎng)桿8壓桿穩(wěn)定，細(xì)長(zhǎng)桿8的支撐力將與閥桿7受到的軸向力相互平衡。此時(shí)閥瓣擋片5倚靠在閥桿7的下端，支撐閥瓣3懸起，介質(zhì)可以全通徑流過(guò)閥門(mén)，閥門(mén)處于開(kāi)啟位置。如圖2所示。
[0020]在非正常工況下，當(dāng)管道內(nèi)的壓力升高到閥門(mén)的臨界壓力時(shí)，閥桿7加載在細(xì)長(zhǎng)桿8上的載荷將超過(guò)細(xì)長(zhǎng)桿8的失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿8將失穩(wěn)，有效長(zhǎng)度在瞬間變短，閥桿7在閥體內(nèi)外壓差的作用下向上運(yùn)動(dòng)，閥桿7與閥瓣擋片5脫離，使閥瓣3失去支撐，導(dǎo)致閥瓣3在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸4運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在流體的推動(dòng)下關(guān)斷閥門(mén)。如圖3所示。
[0021]新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥可按如下步驟進(jìn)行復(fù)位:(I)關(guān)閉上游管道的閥門(mén)，卸除閥門(mén)內(nèi)部的壓力；(2)擰下桿帽10，取下已經(jīng)失穩(wěn)的細(xì)長(zhǎng)桿8 ; (3)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸4使閥瓣3懸起，將閥桿7推回至細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)前的位置；(4)將閥桿7向下推，確認(rèn)擋片5已經(jīng)倚靠在閥桿7上，使閥瓣3處在懸起狀態(tài)；(5)更換新的細(xì)長(zhǎng)桿7，擰緊桿帽10 ； (6)檢查無(wú)誤后，開(kāi)啟上游管道閥門(mén)，此時(shí)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口安全閥就復(fù)位到開(kāi)啟狀態(tài)了。
[0022]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟之外，均可以以任何方式組合。
[0023]本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。[0024]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體(I)、閥座(2)、閥瓣(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、擋片(5)、閥蓋(6)、閥桿(7)、細(xì)長(zhǎng)桿(8)、桿籠(9)、桿帽(10)，其特征在于:控制關(guān)斷閥是否關(guān)斷的部件是細(xì)長(zhǎng)桿(8)，由細(xì)長(zhǎng)桿(8)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門(mén)關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其中閥瓣(3)的運(yùn)動(dòng)是繞轉(zhuǎn)軸(4)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其中當(dāng)閥門(mén)內(nèi)壓力低于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿(8)承受的載荷小于臨界載荷而保持壓桿穩(wěn)定，閥瓣擋片(5)倚靠在閥桿(7)的下端，使閥瓣(3)懸起，閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其中當(dāng)閥門(mén)內(nèi)壓力高于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿(7)承受的載荷超過(guò)臨界載荷而發(fā)生壓桿失穩(wěn)，其有效長(zhǎng)度瞬間減小，閥桿(7)在閥體內(nèi)外壓差的作用下向上運(yùn)動(dòng)，閥桿(7)與閥瓣擋片(5)脫離，閥瓣(3)失去支撐，導(dǎo)致閥瓣(3)在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸(4)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在流體的推動(dòng)下關(guān)斷閥門(mén)。
【文檔編號(hào)】E21B34/02GK103470216SQ201210186576
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】劉海亮, 王磊, 王福凱 申請(qǐng)人:劉海亮, 王磊, 王福凱