新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體、閥座、閥瓣、轉(zhuǎn)軸、閥蓋、閥桿、細(xì)長桿、桿籠、桿帽。其中細(xì)長桿是壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口安全閥的觸發(fā)部件，其設(shè)計依據(jù)壓桿失穩(wěn)原理。細(xì)長桿壓桿失穩(wěn)后，閥瓣在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在流體的推動下關(guān)斷閥門。此閥門關(guān)斷精度高，閥門本身的結(jié)構(gòu)簡單，只有兩個運動部件，具有很高的可靠性，且閥門流通面積能夠?qū)崿F(xiàn)全通徑。
【專利說明】新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣采輸井場中用于保障場站設(shè)備或輸氣管道安全和保護的井口安全關(guān)斷閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣采輸井場地面安裝有控制天然氣輸出的安全關(guān)斷閥，當(dāng)井下節(jié)流器失效，輸出的天然氣超壓時，安全關(guān)斷閥可以在特定壓力點自動將天然氣管道關(guān)閉，從而避免過高的壓力對下游的管道或設(shè)備造成損害，起到保護下游管道和設(shè)備的作用。
[0003]目前大多數(shù)井口安全關(guān)斷閥由關(guān)斷閥和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成。通常情況下液壓控制系統(tǒng)的各個功能部件是分別獨立安裝的，部件與部件之間采用管線進行連接。這樣一來，就造成了各部件之間的連接管線長、連接接頭多的局面，使得潛在泄漏點明顯增多。另外，關(guān)斷閥本身的運動部件也較多。這些因素都會造成整個關(guān)斷閥系統(tǒng)的可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新型的井口關(guān)斷閥。此關(guān)斷閥的閥門本體借鑒了旋啟式止回閥的結(jié)構(gòu)，關(guān)斷觸發(fā)部件依據(jù)壓桿失穩(wěn)原理，由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門的關(guān)斷。關(guān)斷精度高，閥門流通面積能夠?qū)崿F(xiàn)全通徑，而且省去了整個閥門的液壓控制系統(tǒng)。同時，閥門本身的結(jié)構(gòu)簡單，只有兩個運動部件，具有很高的可靠性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體、閥座、閥瓣、轉(zhuǎn)軸、閥蓋、閥桿、細(xì)長桿、桿籠、桿帽，其中細(xì)長桿是壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口安全閥的觸發(fā)部件。細(xì)長桿在受到閥桿加載的載荷作用下發(fā)生壓桿失穩(wěn)后，閥瓣在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在流體的推動下關(guān)斷閥門。
[0007]閥門的工作原理如下:閥桿受到閥體內(nèi)外壓差的作用，會產(chǎn)生一個軸向力，此軸向力將在細(xì)長桿上。在正常工況下，管道內(nèi)壓力低于特定點，加載在細(xì)長桿上的軸向力小于細(xì)長桿的臨界載荷，壓桿穩(wěn)定，閥瓣上的擋片卡在閥桿的下端，閥門保持打開狀態(tài)，而且閥門在打開時能夠?qū)崿F(xiàn)全通徑，流阻小。在非正常工況下，管道內(nèi)的壓力升高至特定點之上，力口載在細(xì)長桿上的軸向力將聞于細(xì)長桿的臨界載荷，壓桿發(fā)生失穩(wěn)。細(xì)長桿的有效長度將在瞬間減小，由內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的軸向力將使閥桿產(chǎn)生軸向移動，此時閥瓣的擋片從閥桿的下端脫離，閥瓣在重力的作用下繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在流體的推動下關(guān)閉閥門。
[0008]細(xì)長桿是新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的觸發(fā)部件，其本身能夠感知管道壓力是否超過特定壓力點，管道壓力超過特定點時發(fā)生失穩(wěn)從而觸發(fā)閥門的關(guān)閉。細(xì)長桿在功能上代替了目前井口安全閥中使用的復(fù)雜的液壓控制系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的有益效果如下:
[0010]1.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥采用細(xì)長桿作為觸發(fā)部件，細(xì)長桿的失穩(wěn)遵循歐拉公式，本發(fā)明具有較高的觸發(fā)精度；[0011]2.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥借鑒了旋啟式止回閥的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)全通徑流通，流阻小且容易實現(xiàn)管道和閥門的清理；
[0012]3.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥結(jié)構(gòu)簡單，只有兩個運動部件一閥桿和閥瓣，運動可靠性和密封可靠性更高；
[0013]4.新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥觸發(fā)后的復(fù)位過程即為細(xì)長桿的更換過程，整個過程操作時間短，且無需特殊工具，簡單易行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明涉及的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的主要結(jié)構(gòu)；
[0015]附圖2為本發(fā)明涉及的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥在壓力低于特定點時工作的示意圖；
[0016]附圖3為本發(fā)明涉及的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥在壓力高于特定點而觸發(fā)關(guān)斷時的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體1、閥座2、閥瓣3、轉(zhuǎn)軸4、擋片5、閥蓋6、閥桿7、細(xì)長桿8、桿籠9、桿帽10,如圖1所不。其中細(xì)長桿8是壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥的觸發(fā)部件。
[0018]本發(fā)明的【具體實施方式】是:閥桿7的上端與細(xì)長桿8連接，閥桿7的下端位于閥體I腔內(nèi)。閥體I內(nèi)外的壓差會對閥桿7產(chǎn)生一個向上的軸向力，此軸向力加載在細(xì)長桿8上，并通過細(xì)長桿8傳遞到桿帽10上。
[0019]在正常工況下，閥體I內(nèi)的壓力低于特定點，閥桿7加載在細(xì)長桿8上的軸向載荷小于細(xì)長桿8的失穩(wěn)臨界載荷,細(xì)長桿8壓桿穩(wěn)定，細(xì)長桿8的支撐力將與閥桿7受到的軸向力相互平衡。此時閥瓣擋片5倚靠在閥桿7的下端，支撐閥瓣3懸起，介質(zhì)可以全通徑流過閥門，閥門處于開啟位置。如圖2所示。
[0020]在非正常工況下，當(dāng)管道內(nèi)的壓力升高到閥門的臨界壓力時，閥桿7加載在細(xì)長桿8上的載荷將超過細(xì)長桿8的失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長桿8將失穩(wěn)，有效長度在瞬間變短，閥桿7在閥體內(nèi)外壓差的作用下向上運動，閥桿7與閥瓣擋片5脫離，使閥瓣3失去支撐，導(dǎo)致閥瓣3在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸4運動，同時在流體的推動下關(guān)斷閥門。如圖3所示。
[0021]新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥可按如下步驟進行復(fù)位:(I)關(guān)閉上游管道的閥門，卸除閥門內(nèi)部的壓力；(2)擰下桿帽10，取下已經(jīng)失穩(wěn)的細(xì)長桿8 ; (3)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸4使閥瓣3懸起，將閥桿7推回至細(xì)長桿失穩(wěn)前的位置；(4)將閥桿7向下推，確認(rèn)擋片5已經(jīng)倚靠在閥桿7上，使閥瓣3處在懸起狀態(tài)；(5)更換新的細(xì)長桿7，擰緊桿帽10 ； (6)檢查無誤后，開啟上游管道閥門，此時壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口安全閥就復(fù)位到開啟狀態(tài)了。
[0022]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟之外，均可以以任何方式組合。
[0023]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。[0024]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體(I)、閥座(2)、閥瓣(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、擋片(5)、閥蓋(6)、閥桿(7)、細(xì)長桿(8)、桿籠(9)、桿帽(10)，其特征在于:控制關(guān)斷閥是否關(guān)斷的部件是細(xì)長桿(8)，由細(xì)長桿(8)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其中閥瓣(3)的運動是繞轉(zhuǎn)軸(4)的旋轉(zhuǎn)運動，此旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)了閥門的開啟與關(guān)斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其中當(dāng)閥門內(nèi)壓力低于特定點時，細(xì)長桿(8)承受的載荷小于臨界載荷而保持壓桿穩(wěn)定，閥瓣擋片(5)倚靠在閥桿(7)的下端，使閥瓣(3)懸起，閥門處于開啟狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型井口關(guān)斷閥，其中當(dāng)閥門內(nèi)壓力高于特定點時，細(xì)長桿(7)承受的載荷超過臨界載荷而發(fā)生壓桿失穩(wěn)，其有效長度瞬間減小，閥桿(7)在閥體內(nèi)外壓差的作用下向上運動，閥桿(7)與閥瓣擋片(5)脫離，閥瓣(3)失去支撐，導(dǎo)致閥瓣(3)在重力的作用下繞轉(zhuǎn)軸(4)運動，同時在流體的推動下關(guān)斷閥門。
【文檔編號】E21B34/02GK103470216SQ201210186576
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】劉海亮, 王磊, 王福凱 申請人:劉海亮, 王磊, 王福凱