[发明专利]天然气井电磁气动开关井阀

说明书

技术领域

本发明涉及油田采气技术领域，特别涉及一种天然气井场及输气 管道上的电磁气动开关阀。

背景技术

天然气井生产过程中，当采用井下节流工艺生产时，井筒及地面管 线可采用中低压设计。此时为防止井下节流器失效对下游中低压管线 及相应设备的破坏，同时防止因下游管线破裂造成天然气的大量泄露， 井口需要安装高低压安全保护截断装置。此时开关井工作只能在井场 完成。当气田面积大、生产井数量多、井位分散时，气井生产后期转 入间歇生产时，开关井工作量大，无法实现人工开关井阀门，气井 管理维护难度大；而当出现紧急情况时，无法及时关闭井口气源，存 在一定安全隐患。因此需要研制一种新型远程控制开关井装置，以保 证系统运行安全，减少人力物力消耗。而气井井位分散，无外接电源 等，传统阀门无法满足现场需要。在这种背景条件下开发了一种维护 工作量小，适用于天然气井的无线远控电磁气动开关井装置，能够实 现远程控制紧急截断和开关井。

中国专利公开(公告)号：CN2918908Y，提供了一种“天然气用的直 通式防爆电磁阀”，是用于压缩天然气为工作介质，在管路中实现开 闭控制功能的天然气用的直角式防爆电磁阀。由壳体、出口接管、主 活门部件、防爆电磁铁、先导活门部件、连接螺母组成，壳体一端经 连接螺母与防爆电磁铁连接，壳体另一端与出口接管连接，主活门部 件位于出口接管与壳体形成的空间内，先导活门部件位于防爆电磁铁 中，其一端在壳体内；防爆电磁铁由线圈、衔铁、螺母、隔离套构成， 衔铁内有阶梯轴向孔，阶梯轴向孔上有先导活门部件；有二个活门， 工作时先导活门打开，主活门再打开，是分二步实现的，气体通过出 口接管排于阀门的壳体内部，使用安全性提高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种天然气井电磁气动开关井阀，能适用 于天然气井口外输管线关闭，在不依赖外接高压气源驱动的情况下， 在微弱电量控制下实现天然气井井口远程控制开关井及超欠压关井， 实现气井生产的安全高效管理。该天然气井电磁气动开关井阀安装在 采气井口外输管线上，当压力不在设定范围内时，通过RTU电路远程 控制与设定压力比对，对电磁头供电实现阀门紧急关闭；在超欠压时 自动截断气源实现保护。

本发明采用的技术方案是：天然气井电磁气动开关井阀，主要由 阀体、横向电磁头、横向弹簧、横向磁芯、纵向电磁头、纵向弹簧、 纵向磁芯、磁头固定座、阀盖、弹簧、主阀芯组成。阀体两侧有进气 口和出气口，进气口和出气口能连接管线。阀体的进气口内有进气通 道，出气口内有出气通道。在进气通道和出气通道之间有阀芯座。在 阀体内有圆筒状主阀芯，主阀芯能在阀体的中心孔内上下滑动，主阀 芯底平面在进气通道与出气通道之间的阀芯座上。其特征在于：在主 阀芯上部固定有阀盖。主阀芯内有弹簧，阀盖压在弹簧的顶部。在主 阀芯壁上有平衡压力孔，平衡压力孔与阀体的进气通道连通。在阀体 与阀盖上有连通孔，连通孔的开口处一端在阀体的出气通道内；连通 孔的开口处另一端在阀盖的顶部中心位置。在阀盖的顶部位置有凸起 的圆柱体，圆柱体外壁有螺纹，圆柱体外壁螺纹上连接有磁头固定座。 在圆柱体上平面有环形凹槽。阀盖上有卸压孔，卸压孔一端的开口在 阀盖圆柱体的顶部环形凹槽内，卸压孔的另一端开口在阀盖的底部。 卸压孔能将主阀芯内的高压气体导入连通孔。

在磁头固定座上通过由壬帽固定有横向电磁头和纵向电磁头。在 纵向电磁头内有纵向弹簧和纵向磁芯，纵向磁芯为圆柱形。纵向弹簧 能推动纵向磁芯，纵向磁芯的下端部在连通孔的开口处。纵向磁芯往 复运动能打开或关闭连通孔。在横向电磁头内有横向弹簧和横向磁芯， 横向磁芯为圆柱形，横向弹簧能推动横向磁芯。在纵向磁芯的外壁上 有环形凹槽，环形凹槽的位置是当纵向磁芯上提完全打开连通孔时， 横向磁芯的端部能嵌入纵向磁芯的环形凹槽内，横向磁芯能锁定纵向 磁芯。

所述的横向电磁头和纵向电磁头是直流电控制的电磁头，内部有 线圈和电磁铁，本领域的技术人员能完成，不是本发明的关键，不详 细叙述。

为了减少或避免污物进入主阀芯内，在主阀芯壁上套有丝网，丝 网盖在平衡压力孔上。

为了减低主阀芯滑动阻力，在阀体与主阀芯之间固定有环形内衬 套。

为了纵向磁芯往复运动打开或关闭连通孔。在纵向磁芯的端部固 定有密封盖。