[发明专利]一种节流阀自动控制装置

说明书

本发明公开了一种节流阀自动控制装置，涉及石油天然气井控技术领域，本发明包括PLC控制器、用于检测压力的压力检测机构和设在节流阀上的机架，还包括设在机架上的用于驱动阀杆升降的升降机构和用于检测阀杆位置变化的位置检测装置，所述升降机构、压力检测机构和位置检测装置均与PLC控制器电连接，所述机架上下两端设有用于阀杆穿过的通孔，所述通孔的内径大于阀杆的外径；本发明具有结构简单，便于对阀位进行精确调整，便于检测阀位极限位置避免阀杆损坏的优点。

技术领域

本发明涉及节流阀技术领域，更具体地涉及一种节流阀自动控制装置。

背景技术

在已有技术中，没有能适用于固相、液相、气相混合节流的大通径的电动节流精确全自动控制装置，目前已有的电动调节阀多适用于低压、单一介质的节流控制，不能满足对井口返出多相流体的节流。

在石油天然气工程作业中常采用人工手动控制节流装置或者油嘴，该装置存在下面几个主要问题：1、人工手动操作劳动强度大，容易疲劳导致误操作，增大了操作风险。2、开度不易控制，造成井口压力过低或过高，造成井筒憋漏或造成大量油气流外溢，不能满足石油天然气井筒工程要求。3、响应时间慢，一旦出现紧急情况不能立即按要求控制，存在井筒压力控制风险。

另外，在已有电控节流装置中，要么响应速度快，但压力波动大，压力过冲情况突出，要么速度响应慢，但又不能满足突然停泵等特殊作业工况的快速响应和压力精确控制需求。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有手动控制节流装置存在劳动强度大、开度不易控制、响应时间慢，现有电动控制节流阀要么响应速度快，压力波动大，要么响应速度慢，不能满足突然停泵等特殊作业工况的快速响应和压力精确控制需求的问题，本发明提供一种节流阀自动控制装置。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种节流阀自动控制装置，包括PLC控制器、用于检测压力的压力检测机构和设在节流阀上的机架，还包括设在机架上的用于驱动阀杆升降的升降机构和用于检测阀杆位置变化的位置检测装置，所述升降机构、压力检测机构和位置检测装置均与PLC控制器电连接，所述机架上下两端设有用于阀杆穿过的通孔，所述通孔的内径大于阀杆的外径，具体的，PLC控制器实时采集压力检测机构检测到的压力信号，当采集压力Pci<设定压力Pct-控压精度ΔPc，PLC控制器给升降机构发出指令，升降机构带动阀杆下降，阀杆带动阀芯接近阀口，减小阀位；当采集压力Pci>设定压力Pct+控压精度ΔPc给升降机构发出指令，升降机构带动阀杆上升，阀杆带动阀芯远离阀口，增大阀位；当实测压力Pci在设定压力Pct±控压精度ΔPc范围时，停止节流阀开关不动作，但可以通过PLC控制器控制驱动器对升降机构进行点动控制，让实测压力和目标压力无限逼近，PLC控制器给升降机构一个信号，每一个信号，带动阀杆上升或下降一下；当位置检测装置检测到阀杆处于起始或终止位置时，位置检测装置给PLC控制器一个信号，PLC控制器控制升降机构，使得升降机构不再动作，阀杆停止动作，并提示已经节流阀全开或者全关。

进一步地，所述升降机构包括连接有驱动器的伺服电机，所述驱动器和PLC控制器电连接，所述伺服电机输出端连接有减速机构，所述减速机构输出端连接有蜗杆，所述蜗杆啮合有蜗轮，所述蜗轮螺纹连接在阀杆外侧，所述节流阀本体上设有限制蜗轮轴向运动的限位机构，蜗轮只能水平旋转，具体的，PLC控制器给驱动器发出指令，驱动器驱动伺服电机旋转，伺服电机依次通过减速机构和蜗轮蜗杆带动阀杆升降，此时，阀杆相当于丝杆，蜗轮相当于螺母，蜗轮旋转，实现阀杆和阀芯的升降。