[实用新型]一种煤层气气井调节阀

说明书

技术领域

本实用新型属于煤层气、天然气测井技术领域，涉及一种用于煤层气井井口产气量调节及压力控制的仪器，尤其涉及一种高精度、宽范围气体流量调节阀。

技术背景

目前，多数煤层气井还在使用手动针阀，通过人工方式进行产气量调节和压力控制，这种方式需要定时到井场查看流量和压力等数据，效率很低，且工作量大；通常情况下煤层气井排采制度要求排采初期压力大，最大接近4MPA，流量控制较小，一般控制在100方/天以下；排采过程中要求平稳增产，每天最大增产量不超过40方/天；排采后期压力较小，最小0.2MPA左右，流量较大，要求最大能控制到2000方/天，

随着煤层气井开采工艺的不断完善，部分煤层气田已经在尝试使用电动调节阀进行智能排采，通过远程对电动调节阀进行控制，从而实现数据采集，该技术大大提高了对煤层气井的控制效率、减少了劳动强度、增加了对现场的管控力度。

但是，现在使用的电动调节阀的阀芯和阀座之间的配合问题，存在着排采初期小流量无法控制，后期产气量大时无法调节以及调节过程稳定性差等问题，严重影响煤层气智能排采工艺的推广。图1为现有调节阀的阀芯阀座配合的结构示意图，图4为采用现有调节阀时流量调节曲线图。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术难题，本实用新型提供了一种起始控制量小、精度高、调节范围大的煤层气气井调节阀。

本实用新型的技术解决方案是：

一种煤层气气井调节阀，包括阀芯和阀座，其特征在于：阀芯为分段式，包括依次连接的导流段、配合段以及控制段；所述导流段截面为锥形且外露在阀座的外部，所述配合段伸入阀座的通孔内，并与阀座的通孔为过盈配合；所述控制段伸入阀座内，所述控制段的截面为锥形，所述控制段的锥形大端和配合段连接。

上述阀座的通孔包括导流孔和配合孔；所述配合孔与配合段为过盈配合安装，所述导流孔为锥形且锥度为90°～120°。

上述导流段的锥度为60°～90°，所述控制段的锥度为1.8°～4.6°。

上述控制段的长度为20～40mm。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用的阀芯的配合段与阀座的通孔采用过盈量设计，充分保证了‘起控量’足够小。

2、本实用新型采用的阀芯整体长度的较现有的阀芯为冗余量设计，确保了了调节阀进行流量调节时的平稳性，

3、本实用新型的阀座导流孔和阀芯的导流段均采用锥面导流设计，保证了流场的稳定流入和流出。

4、本实用新型的阀芯采用分段式结构，针对大小流量可进行分段调节——即小流量时调整为短行程，大流量时调整为长行程，实现了流量的大范围调节。

附图说明

图1为现有调节阀的阀芯阀座配合的结构示意图；

图2是本实用新型所采用的调节阀阀座结构示意图；

图3是本实用新型所采用的调节阀阀芯结构示意图；

图4为现有调节阀的流量调节曲线图；

图5是本实用新型所采用的调节阀的流量调节曲线图。

图6为基于本实用新型的电动调节阀的整体结构简图。

1-阀杆、2-阀芯、21-导流段、22-配合段、23-控制段、3-阀座、31-导流孔、32-配合孔、4-阀体、5-聚四氟乙烯密封垫、6-阀盖、7-螺栓。

具体实施方式

本实用新型为了解决现有技术中，煤层气起控量小、步进量小、调节范围大等技术难题提出了一种煤层气气井调节阀。

图6为本实用新型的煤层气气井调节阀，该阀包括阀杆1、阀芯2、阀座3、阀体4、聚四氟乙烯密封垫5、阀盖6、螺栓7；阀芯2在阀座3上做上下运动，改变阀芯2阀座3之间的间隙，以达到调节流量压力的目的；严格控制阀芯2和阀座3之间的精密配合实现开度的精细调节。

另外本实用新型为到达如图5中的流量变化曲线特性，因此对阀芯2、阀座3进行了针对性设计，并配合精密加工和人工研磨，严格保证阀芯和阀座的精细配合，通过附图4和附图5提供的现有技术和本实用新型改进后的技术在流量特征曲线可以反映出，本实用新型的改进实现了起控量小、步进量小的调节，流量的特征曲线线型关系明确。

以下结合附图2和附图3对本实用新型的主要改进点进行描述：

该调节阀的阀芯2为分段式，包括依次连接的导流段21、配合段22以及控制段23；阀座3的通孔包括导流孔31和配合孔32；