本發(fā)明涉及一種水下節(jié)流閥，主要用于海底油氣開采過程中對于流量/壓力的調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)：

在海洋油氣開采過程中，采油樹、管匯等鋪設(shè)在水下，設(shè)備要求壽命長，可靠性能好。然而又因底層參數(shù)各有不同，就導(dǎo)致油氣在開采過程中難度加大，采油樹和管匯為主要生產(chǎn)控制設(shè)備，依靠節(jié)流閥調(diào)定流量/壓力，水下節(jié)流閥在其中發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)有節(jié)流閥技術(shù)基本一致，都是通過控壓件調(diào)定流體進入閥腔下游的流量/壓力，但現(xiàn)況，國內(nèi)幾乎沒有廠家針對水下節(jié)流閥進行研制，偶有個別廠家研制，也存在一些問題，尺寸過大，控制精度偏低，可靠性能不高，這些問題都急需改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)流閥，可以解決尺寸過大，控制精度偏低，可靠性能不高，回收繁瑣等問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:

本發(fā)明是一種節(jié)流閥，節(jié)流閥本體包括閥體組件、閥芯組件、驅(qū)動組件、上蓋組件、指示組件、步進機構(gòu)和機架殼，閥芯組件下端安裝在流籠內(nèi)嵌入到閥體組件的閥體內(nèi)，閥芯組件上端與驅(qū)動組件連接，驅(qū)動組件下端與閥體組件通過螺柱連接，在驅(qū)動組件下端與閥體組件之間還設(shè)置有金屬密封環(huán)，驅(qū)動組件的上端為指示組件，指示組件安裝在機架殼內(nèi)部，指示組件的上端為上蓋組件，指示組件中的操作桿通過型面與上蓋組件中的接頭配合，在機架殼的側(cè)面設(shè)置有步進機構(gòu)。

本發(fā)明的進一步改進在于：閥芯組件包括閥桿和填料箱，在填料箱一端的內(nèi)側(cè)、填料箱與閥桿之間設(shè)置有填料壓蓋，在填料箱的另一端的外側(cè)設(shè)置有流籠，在流籠的內(nèi)側(cè)設(shè)置有襯套，在閥桿的一端通過柱塞設(shè)置有壓套，閥芯組件密封圈安裝于閥桿上，墊片安裝在填料箱上，墊片處安裝有一道唇形密封圈。

本發(fā)明的進一步改進在于：驅(qū)動組件包括閥蓋，在閥蓋上端安裝有第一齒輪和軸，在軸上安裝第二齒輪，第一軸承安裝在第二齒輪上，在第一齒輪和軸的上端安裝有壓蓋，壓蓋通過第一支架和螺釘連接在閥蓋上，機殼架的下端安裝在閥蓋的上端，通過螺釘連接，第一齒輪與發(fā)閥芯組件中的閥桿螺紋配合的。

本發(fā)明的進一步改進在于：指示組件包括第二支架，母齒安裝在第二支架的凹槽內(nèi)并用鍵連接，齒輪軸安裝在第二支架上，第三齒輪安裝在齒輪軸上，操作桿上安裝第二軸承，操作桿穿過第二支架下端安裝第四齒輪和圓螺母，行星架上安裝在齒輪軸，行星輪穿過第二支架開孔，上端用第一擋圈固定，行星輪與母齒、齒輪軸同時嚙合，指示組件以第二支架為支撐整體落座在機架殼內(nèi)部。

本發(fā)明的進一步改進在于：上蓋組件安裝在機架殼的上部，上蓋組件包括上缸蓋、ROV接口和接頭，上缸蓋與ROV接口之間通過螺釘、螺栓和螺母固定，在上缸蓋上還設(shè)置有指針和刻度。

本發(fā)明的進一步改進在于：步進機構(gòu)包括棘輪和棘爪，在棘輪外側(cè)的設(shè)置固定花盤，在固定花盤的外側(cè)設(shè)置有第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤，在第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤的外側(cè)均設(shè)置有擋圈，棘爪通過鉸鏈連接接桿，接桿連接上梁，上梁通過鎖緊螺母鎖緊在缸體的活塞桿上，在缸體的外側(cè)通過步進機構(gòu)密封圈設(shè)置上蓋。

本發(fā)明的有益效果是：所述節(jié)流閥主要用于深海油氣田開采設(shè)備，如水下采油樹，水下管匯等。節(jié)流閥本體主要由閥體組件、閥芯組件、驅(qū)動組件、上蓋組件、指示組件、步進機構(gòu)和接頭組件等組成。閥芯組件下端安裝在籠套內(nèi)，嵌入閥體，上端與驅(qū)動組件連接；驅(qū)動組件下端與閥體組件固連，上端連接上蓋組件和指示組件。所述節(jié)流閥可由三種操作方式進行操作：ROV（遙控潛水器）操作、液壓操作、人工操作（淺海使用時）。所述節(jié)流閥安裝有ROV接口，可通過ROV進行操作；閥門可以通過液壓缸總成進行操作，液壓力作用于活塞桿，使之直動，活塞桿推動棘爪棘輪機構(gòu)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，軸上齒輪傳動開啟/關(guān)閉閥門；節(jié)流閥做淺海使用時可以人工改進行操作，通過手動操作工具即可完成。本發(fā)明的節(jié)流閥，能夠精確控制操作量，無論是ROV操作，液壓操作亦或人工操作，都可通過指示機構(gòu)精確顯示控制量，提高控制精度，確保油氣開采的調(diào)定參數(shù)恒定在預(yù)期范圍內(nèi)。

本發(fā)明一種節(jié)流閥，實現(xiàn)了現(xiàn)在國內(nèi)幾乎沒有廠家研制水下節(jié)流閥的突破，對于推動國內(nèi)水下節(jié)流閥甚至水下技術(shù)研究有重要推動作用。同時，本發(fā)明也解決了現(xiàn)有的一些問題，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，整體尺寸較小，控制精度較高，通過調(diào)控，可使調(diào)控參數(shù)基本恒定在預(yù)期值。本發(fā)明一種水下節(jié)流閥，通過相關(guān)實驗證明，其具有較高的可靠性。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 是本發(fā)明閥體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 是本發(fā)明閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4 是本發(fā)明驅(qū)動組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5 是本發(fā)明指示組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6 是本發(fā)明上蓋結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7 是本發(fā)明上蓋結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。

圖8是本發(fā)明步進組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9 是本發(fā)明圖8的部分俯視圖。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成限定。

如圖1-9所示，本發(fā)明是一種節(jié)流閥，所述節(jié)流閥本體包括閥體組件、閥芯組件、驅(qū)動組件、上蓋組件、指示組件、步進機構(gòu)和機架殼16，所述閥芯組件下端安裝在流籠4內(nèi)嵌入到所述閥體組件的閥體1內(nèi)，所述閥芯組件上端與所述驅(qū)動組件連接，所述驅(qū)動組件下端與所述閥體組件通過螺柱2連接，在所述驅(qū)動組件下端與所述閥體組件之間還設(shè)置有金屬密封環(huán)3，可承受通道內(nèi)高壓流體，所述驅(qū)動組件的上端為指示組件，所述指示組件安裝在所述機架殼16內(nèi)部，所述指示組件的上端為上蓋組件，所述指示組件中的操作桿29通過型面與上蓋組件中的接頭42配合，在所述機架殼16的側(cè)面設(shè)置有步進機構(gòu)，所述閥芯組件包括閥桿10和填料箱6，在所述填料箱6一端的內(nèi)側(cè)、所述填料箱6與所述閥桿10之間設(shè)置有填料壓蓋7，在所述填料箱6的另一端的外側(cè)設(shè)置有流籠4，在所述流籠4的內(nèi)側(cè)設(shè)置有襯套5，在所述閥桿10的一端通過柱塞11設(shè)置有壓套12，閥芯組件密封圈13安裝于所述閥桿10上，墊片8安裝在所述填料箱6上，所述墊片8處安裝有一道唇形密封圈，所述驅(qū)動組件包括閥蓋14，在所述閥蓋14上端安裝有第一齒輪15和軸18，第一齒輪15與所述發(fā)閥芯組件中的閥桿10螺紋配合的，在所述軸18上安裝第二齒輪19，也就是說所述第二齒輪19安裝于軸18上，采用六方型面配合，第一軸承20安裝在所述第二齒輪19上，在所述第一齒輪15和軸18的上端安裝有壓蓋22，所述壓蓋22通過第一支架17和螺釘連接在所述閥蓋14上，所述機殼架16的下端安裝在所述閥蓋14的上端，通過螺釘連接，小齒輪21通過圓螺母在此安裝在軸18頂端，但是需要在指示組件安裝在所述機架殼16上之后才可進行安裝，所述指示組件包括第二支架26，母齒35安裝在所述第二支架26的凹槽內(nèi)并用鍵連接，齒輪軸30安裝在所述第二支架26上，第三齒輪31安裝在所述齒輪軸30上，操作桿29上安裝第二軸承27，所述操作桿29穿過所述第二支架26下端安裝第四齒輪28和圓螺母36，行星架32上安裝在齒輪軸30，所述行星架32上安裝軸承，行星輪33穿過第二支架26開孔，上端用第一擋圈34固定，行星輪33與母齒35、齒輪軸30同時嚙合，所述指示組件，在完成部件裝配后，以第二支架26為支撐，整體落座在機架殼內(nèi)部，所述指示組件以第二支架26為支撐整體落座在所述機架殼16內(nèi)部，所述上蓋組件安裝在所述機架殼16的上部，第四齒輪28與驅(qū)動組件中第二齒輪19互相嚙合，第三齒輪31驅(qū)動組件中小齒輪21互相嚙合，所述上蓋組件包括上缸蓋37、ROV接口41和接頭42，所述上缸蓋37與所述ROV接口41之間通過螺釘、螺栓和螺母固定，在所述上缸蓋37上還設(shè)置有指針和刻度39，所述步進機構(gòu)包括棘輪49和棘爪48，在所述棘輪49外側(cè)的設(shè)置固定花盤50，在所述固定花盤50的外側(cè)設(shè)置有第一轉(zhuǎn)盤47和第二轉(zhuǎn)盤52，在所述第一轉(zhuǎn)盤47和第二轉(zhuǎn)盤52的外側(cè)均設(shè)置有擋圈51，所述棘爪48通過鉸鏈53連接接桿54，所述接桿54連接上梁56，所述上梁56通過鎖緊螺母鎖緊在缸體55的活塞桿57上，在所述缸體55的外側(cè)通過步進機構(gòu)密封圈60設(shè)置上蓋58。

圖3閥芯組件通過流籠4與閥體中腔配合，軸向有墊片8及密封圈密封，閥桿10穿過圖4驅(qū)動組件中的閥蓋14中孔，對正螺栓孔，閥桿10螺紋與第一齒輪15螺紋旋合直至閥蓋14下端與閥體1上端完全貼合，上緊螺母，圖8步進機構(gòu)，拆開操作桿54與鉸鏈53的定位銷，將所述步進機構(gòu)分為兩部分：液壓部分和回轉(zhuǎn)部分，回轉(zhuǎn)部分安裝在圖4驅(qū)動組件中的軸18，以鍵連接，液壓部分安裝在所述機架殼16側(cè)面凹槽處，用螺釘固定在所述機架殼16上，重新安裝所述操作桿54和鉸鏈53的定位銷，圖5所示指示機構(gòu)，直接落入所述圖4驅(qū)動機構(gòu)中的機架殼16內(nèi)部，上端以臺肩面定位，軸18穿過第二支架26通孔，確保第四齒輪28與第二齒輪19嚙合，安裝小齒輪21確保與第三齒輪31嚙合，上緊圓螺母，如圖6上蓋組件，所述行星架32與操作桿29穿過上缸蓋37通孔，操作桿29通過型面與接頭42配合，對正螺栓孔，上緊螺栓，最后安裝刻度牌38和指針39即可。

本發(fā)明節(jié)流閥閥門操作過程如下：

閥門操作：逆時針轉(zhuǎn)動開閥，順時針轉(zhuǎn)動關(guān)閥。

ROV或人工操作方式：步進機構(gòu)缸體55內(nèi)未施加壓力，棘爪48與棘輪49脫離，軸18可自由轉(zhuǎn)動。將ROV工具（或人工操作工具）插入ROV接口41，連接接頭42，進行扭轉(zhuǎn)，操作桿29驅(qū)動第四齒輪28，進一步驅(qū)動之嚙合第二齒輪19，實現(xiàn)軸18的轉(zhuǎn)動，一方面，所述軸18下端與低于齒輪15嚙合，使之轉(zhuǎn)動，所述第一齒輪15與閥桿10通過螺紋連接，閥桿10上下直動，閥門實現(xiàn)啟閉；另一方面，所述軸18上端小齒輪21與第三齒輪31嚙合，從而驅(qū)動齒輪軸30，進一步驅(qū)動行星輪33，行星輪33與母齒35內(nèi)嚙合，自傳的同時進行公轉(zhuǎn)，驅(qū)動行星架32轉(zhuǎn)動，安裝在行星架32上的指針39，在刻度牌38上指示開度。

本發(fā)明節(jié)流閥液壓操作過程如下：

液壓操作方式：步進機構(gòu)缸體55內(nèi)施加壓力，活塞57推動操作桿54前進，從而推動鉸鏈53，并使與鉸鏈53相連接的第二轉(zhuǎn)盤52繞軸18轉(zhuǎn)動，安裝在第二轉(zhuǎn)盤52上的棘爪48與棘輪49輪嚙合，棘輪49跟隨第二轉(zhuǎn)盤52轉(zhuǎn)動，棘輪49與軸18之間有鍵連接，因此軸18轉(zhuǎn)動一個行程，泄放液壓，在彈簧作用下，操作桿54被退回，鉸鏈53回拉，轉(zhuǎn)盤52反向轉(zhuǎn)動，棘輪49與棘爪48無法嚙合，棘爪48空轉(zhuǎn)回到初始位置，閥桿10運動與指針39運動與閥門操作相同，如此重復(fù)，即可實現(xiàn)單向持續(xù)運動，直至閥門開啟（或關(guān)閉），反向操作閥門對另一只缸體進行同樣操作即可。

閥體組件通過兩端法蘭與采油樹或管匯連接；閥芯組件下端安裝在流籠內(nèi)，嵌入閥體，上端與驅(qū)動組件連接；驅(qū)動組件下端與閥體組件采用螺柱連接，中間放置金屬密封環(huán)，可承受通道內(nèi)高壓流體，驅(qū)動組件內(nèi)裝有傳動齒輪、齒輪軸等，傳動齒輪與閥芯組件中閥桿螺紋配合，通過傳動齒輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動閥桿上下直線運動，以實現(xiàn)開啟/關(guān)閉閥門，齒輪軸預(yù)留空間，安裝步進機構(gòu)固定花盤，并安裝棘輪棘爪步進機構(gòu)，機架殼側(cè)面安裝步進機構(gòu)的液壓驅(qū)動機構(gòu)；指示機構(gòu)作為部件，安裝在機架殼內(nèi)部，并通過操作桿上傳動齒輪與齒輪軸配合，形成傳動，其內(nèi)部行星輪機構(gòu)降低速比，通過指針指示開度；上蓋組件安裝在機架殼上部，通過螺釘栓緊。所述節(jié)流閥可由三種操作方式進行操作：ROV（遙控潛水器）操作、液壓操作、人工操作（淺海使用時）。所述節(jié)流閥安裝有ROV接口，可通過ROV進行操作；閥門可以通過液壓缸總成進行操作，液壓力作用于活塞桿，使之直動，活塞桿推動棘爪棘輪機構(gòu)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，軸上齒輪傳動開啟/關(guān)閉閥門；節(jié)流閥做淺海使用時可以人工改進行操作，通過手動操作工具即可完成。本發(fā)明的節(jié)流閥，能夠精確控制操作量，無論是ROV操作，液壓操作亦或人工操作，都可通過指示機構(gòu)精確顯示控制量，提高控制精度，確保油氣開采的調(diào)定參數(shù)恒定在預(yù)期范圍內(nèi)。