[发明专利]一种智能针阀电动控制装置

说明书

本发明属于天然气开采设备技术领域，涉及一种智能针阀电动控制装置，包括针阀，针阀的阀杆上安装有第一齿轮，阀体上安装电动执行机构，电动执行机构上安装有用于控制阀门开度的智能控制器，电动执行机构连接有编码器；电动执行机构包括第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮机械传动连接；针阀的两端管道上分别安装有压力传感器，压力传感器、编码器分别与智能控制器连接，智能控制器与电动执行机构连接。通过增加编码器的设计，达到对阀门的开度数据信息进行编制、转换以便传输至智能控制器的目的；通过增加智能控制器、电动执行机构的设计，智能控制器根据接收到的压力数值信息及阀门开度信息控制电动执行机构运动，实现对阀门开度调节的智能控制。

技术领域

本发明属于天然气开采设备技术领域，涉及一种电动控制装置，具体涉及一种智能针阀电动控制装置。

背景技术

现有的天然气井，井下压力参差不齐，为了保护天然气外输管线的安全，需要随时调节采气树上的流量调节针阀的开度，既要保证外输管线不超压运行，又要让井下压力保持在一个合理的范围内。

由于天然气井的产量会随季节的变化而变化，因此需要人为地控制气井的阀门开度。比如，冬季是天然气使用高峰期就需要提高产量；特别是天然气井开采到后期，井下压力不足，通常采用间歇开采的方式来提高气井的产量。

然而，目前采气树上的流量调节阀门为手动针阀，需要人工到现场实现针阀的开关，而成千上万口天然气井的手动针阀的开、关工作极大地浪费了人力；加之气井多处于偏远的山区、沙漠，道路不畅、路途较为遥远，人工开关手动针阀又需要浪费巨大的物力；并且遇到恶劣天气的时候，比如大雪、暴雨、沙尘等天气，人工开关天然气井的针阀不可能实现。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种智能针阀电动控制装置，可用于天然气井的全寿命生产周期使用，尤其是天然气井后期间歇开采智能控制，应用前景广阔。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种智能针阀电动控制装置，包括针阀，所述针阀的阀杆上安装有第一齿轮，阀体上安装有电动执行机构，所述电动执行机构上安装有用于控制阀门开度的智能控制器，所述电动执行机构连接有编码器；所述电动执行机构包括第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮机械传动连接；所述针阀的两端管道上分别安装有压力传感器，所述压力传感器、编码器分别与智能控制器连接，所述智能控制器与电动执行机构连接，用于控制电动执行机构运动实现对阀门开度的调节。

进一步地，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合。

进一步地，所述第一齿轮、第二齿轮的外部安装有一个齿轮防护壳，避免第一齿轮、第二齿轮及其他部件长期暴露在外部环境中从而影响其工作性能。

进一步地，所述电动执行机构通过U形螺栓固定安装于针阀的阀体上。

进一步地，所述电动执行机构包括防爆壳，所述防爆壳的内部安装有驱动电机，所述驱动电机的转轴通过离合器操作旋钮与离合器的一端连接，所述离合器的另一端连接有传动轴；所述第二齿轮安装于传动轴上，所述第二齿轮在驱动电机、离合器、传动轴的依次驱动下带动第一齿轮正反转旋转运动，且所述第二齿轮在第一齿轮的带动下可以沿着传动轴进行轴向运动。

进一步地，所述压力传感器、编码器分别与智能控制器的输入端电气连接，所述智能控制器的输出端与电动执行机构电气连接；所述压力传感器用于采集针阀所处管道内的气体压力的数值信息，所述编码器用于将阀门开度数据信息进行编制、转换成可以传输或存储的信号再传输至智能控制器，智能控制器根据接收到的压力数值信息及阀门开度信息控制电动执行机构运动，实现对阀门开度的调节。

进一步地，所述智能针阀电动控制装置，还包括手动操作轮，所述手动操作轮安装于针阀的阀杆端部；当离合器切断驱动电机和传动轴之间的动力扭矩传送后，可以使用手动操作轮进行手动机械操作，实现阀门开度的调节。