專利名稱：一種石油天然氣采輸作業(yè)流量測(cè)量用閥式v錐節(jié)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油天然氣采輸作業(yè)流量測(cè)量，尤其涉及介質(zhì)復(fù)雜且同一管道不同流量的測(cè)量。
背景技術(shù)：
當(dāng)前用于石油天然氣采輸作業(yè)流量測(cè)量主要以孔板節(jié)流為主，其次有少量的V錐式節(jié)流裝置。由于采氣工藝的特殊要求，測(cè)量介質(zhì)較復(fù)雜，對(duì)節(jié)流元件的使用壽命要求高。 當(dāng)前使用的孔板節(jié)流元件，由于結(jié)構(gòu)原理的缺陷，孔板忍口容易損壞，使用壽命降低，流體在孔板節(jié)流口前后產(chǎn)生急劇收縮和擴(kuò)張，節(jié)流件前后易產(chǎn)生流體堆積，且高級(jí)閥式孔板節(jié)流裝置是將孔板裝在孔板座內(nèi)，用齒輪帶動(dòng)孔板座齒條通過兩組齒輪的傳動(dòng)，讓孔板座和孔板在閥門上下腔移動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)上的原因孔板座在第一組齒輪傳遞到第二組齒輪的過程中容易產(chǎn)生卡阻，且操作過程復(fù)雜，更換孔板時(shí)密封閥體上部采用的滑閥結(jié)構(gòu)硬密封，對(duì)輸送介質(zhì)相對(duì)要求較高；安裝時(shí)所要求直管段較長(zhǎng)，上游要求10D，下游要求5D。另外當(dāng)前所采用的少量V錐節(jié)流裝置，其V形錐焊接在閥體上，使得V形錐不可更換，導(dǎo)致測(cè)量范圍很窄，使用成本增高；其整體節(jié)流裝置兩端與天然氣管道同樣采用焊接連接，當(dāng)整個(gè)裝置出現(xiàn)故障或者達(dá)到使用壽命時(shí)，維修與更換都不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種石油天然氣采輸作業(yè)流量測(cè)量的閥式V錐節(jié)流裝置，解決上述問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本石油天然氣流量測(cè)量用閥式V形錐節(jié)流裝置具有V形錐、V形錐提升更換裝置、 閥體、全封閘板組、密封圈、平衡閥、放氣閥、截止閥和差壓變送器等，其中所述V形錐提升更換裝置包括閥桿螺母、閥桿、軸承蓋、軸承1、軸承座、定位塊、過渡接頭、上閥蓋、連接塊、支撐座；所述上閥蓋上端與過渡接頭下端緊固在一起；所述定位塊用螺釘固定于過渡接頭上端，保證定位塊上平面不得高于過渡接頭上端面，并且過渡接頭上端與軸承座下端緊固在一起；所述閥桿螺母的外周有一圈限位凸緣，通過軸承1支撐在軸承座上，并由軸承蓋限位，軸承蓋固定于軸承座上，并套于閥桿螺母上，使得整體形成一直筒體；在所述上閥蓋上端內(nèi)孔中設(shè)置密封圈，閥桿上端穿過上閥蓋上端內(nèi)孔、過渡接頭、定位塊、軸承座直至閥桿螺母，與閥桿螺母形成螺紋旋轉(zhuǎn)副；在所述閥桿中段兩側(cè)設(shè)置定位平面，與定位塊緊密配合，以防止閥桿旋轉(zhuǎn)；所述閥桿下端與支撐座連接。所述V形錐的最大外徑處設(shè)計(jì)有與最大外徑相等的圓柱過渡段，所述V形錐提升更換裝置上的上閥蓋與閥體采用法蘭式連接緊固結(jié)構(gòu)，之間用密封圈密封；所述V形錐提升更換裝置上的上閥蓋用螺栓裝在閥體上，并且上閥蓋與閥體之間設(shè)置一空腔，使得在提升過程中支撐座和V形錐在空腔內(nèi)滑動(dòng)，連接固定的閥桿、連接塊和支撐座伸進(jìn)所述空腔內(nèi)，支撐座裝在閥體的徑向定位通孔中，并用密封圈密封，支撐座的底部設(shè)置連接銷，連接銷下端焊接固定V形錐，將V形錐定位在閥體流體通孔的軸心位置。所述全封閘板組安裝在所述空腔的下部的兩側(cè)壁上，其具有全封閘板，工作時(shí)橫向關(guān)斷空腔。所述空腔的直徑大于V形錐的長(zhǎng)度，高度大于V形錐的最大直徑與全封閘板、 支撐座的厚度之和。所述閥體上安裝支撐座的徑向定位通孔的孔壁上設(shè)計(jì)有臺(tái)階和斜面，對(duì)應(yīng)在支撐座的外周也設(shè)計(jì)有臺(tái)階和斜面，兩者緊密配合；在所述閥體上靠近V形錐前端和后端的位置開設(shè)有左取壓孔、右取壓孔，在左取壓孔、右取壓孔外側(cè)分別密封地連接截止閥和壓差變送器。在所述閥體上密封地設(shè)置平衡閥與放氣閥，平衡閥氣孔一端與閥體流體管道相通，一端與所述空腔相通，與空腔相通的氣道位置在所述全封間板閥組位置之上；所述放氣閥的排氣孔位置也設(shè)置在全封間板閥組位置之上。根據(jù)石油天然氣的介質(zhì)復(fù)雜，且其測(cè)量精度要求越來越高，本實(shí)用新型采用了 V 形內(nèi)錐式節(jié)流；為了滿足石油天然氣流管道輸送時(shí)，同一管道不同工況的測(cè)量，并提高其測(cè)量范圍、使用壽命及使用維護(hù)便捷、成本低，本節(jié)流裝置設(shè)計(jì)V形錐提升更換裝置及輔助結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)V形錐的更換；并且與石油天然氣管道的連接設(shè)計(jì)為法蘭螺栓連接緊固。本實(shí)用新型的V形錐提升更換裝置的閥桿與螺母閥桿形成螺紋旋轉(zhuǎn)副傳動(dòng)，通過閥桿螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚y桿的上下直線運(yùn)動(dòng)提升和下降支撐座和V形錐，操作簡(jiǎn)單無卡阻；在閥體與V形錐提升更換裝置的上閥蓋之間設(shè)置一空腔，使得在提升過程中支撐座和 V形錐在空腔內(nèi)滑動(dòng)。為了能使石油天然氣管道在不停產(chǎn)的情況下更換V形錐，在空腔之下設(shè)置全密封閘板組，在閘板軸與絲桿上采用螺紋旋轉(zhuǎn)副傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)閘板的開啟與關(guān)閉，并且在閘板上硫化橡膠，提高其密封性能。為了平衡空腔與閥體流體管道的壓力，在閘板之上設(shè)置平衡閥與排氣閥，通過控制平衡閥開啟與關(guān)閉，平衡其兩端的壓力；排氣閥是在更換V形錐時(shí)，需要通過排氣閥排出空腔內(nèi)的氣體后，方可卸下V形錐提升更換裝置。當(dāng)退出支撐座和V形錐后，關(guān)閉閥體兩側(cè)全封閘板，關(guān)閉平衡閥，打開排氣閥，排完空腔內(nèi)的氣體后，再卸下V形錐提升更換裝置后更換V形錐。本實(shí)用新型在支撐座與閥體上設(shè)置有臺(tái)階與斜面定位機(jī)構(gòu)，當(dāng)更換好V形錐，裝配好V形錐提升更換裝置后，將關(guān)閉排氣閥，打開平衡閥，再打開間板，然后旋轉(zhuǎn)閥桿螺母，使得支撐座與V形錐下降至臺(tái)階與斜面位置，臺(tái)階與斜面與閥體流體管道設(shè)計(jì)精確尺寸，依靠所述臺(tái)階與斜面將V形錐精確定位到閥體流體管道的軸心位置，并且在支撐座上設(shè)置密封圈密封。并且在V形錐體外節(jié)流環(huán)上設(shè)計(jì)一過渡段，增加了 V形錐體的抗沖涮能力。本高級(jí)閥式V錐節(jié)流裝置的優(yōu)點(diǎn)如下1、V形錐可在不停產(chǎn)的情況下在線更換。2、由于本結(jié)構(gòu)在V形錐的外節(jié)流環(huán)設(shè)計(jì)過渡段，以增加V形錐體的抗沖涮能力，提高了使用壽命。3、由于閥體兩端采用法蘭結(jié)構(gòu)，使得在石油天然氣管道上維修更換此節(jié)流裝置更加方便快捷。[0020]4、由于V錐式節(jié)流件獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，與設(shè)計(jì)的精確定位結(jié)構(gòu)，使得本節(jié)流裝置具很高的重復(fù)性和測(cè)量精度，重復(fù)性優(yōu)于士0. 1%,測(cè)量精確度優(yōu)于士0. 5%。5、由于V錐式節(jié)流件獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，能通過更復(fù)雜的流體介質(zhì)，其流體介質(zhì)在管道內(nèi)不產(chǎn)生急劇收縮和擴(kuò)張，在V錐式節(jié)流件下游只會(huì)產(chǎn)生高頻低幅值的喘流，壓差信號(hào)更穩(wěn)定，高速流體直接沖刷V錐式節(jié)流件和管道內(nèi)壁，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)清掃，V錐前后不產(chǎn)生流體堆積，具有較寬的流量測(cè)量范圍，典型值為15:1，至少有10:1的量程比；6、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，加工工藝性互換性好，拆裝方便，維修簡(jiǎn)單。


圖1是閥式V錐節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A向視圖。圖3是圖2的B-B剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝置作進(jìn)一步說明參見圖1、圖2、圖3，石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置具有V形錐、V形錐提升更換裝置、閥體、全封間板組、密封圈、平衡閥、放氣閥、截止閥、差壓變送器等。參見圖1，其中V形錐提升更換裝置包括閥桿螺母1、閥桿2、軸承蓋3、軸承1 4、 軸承座5、定位塊6、過渡接頭7、上閥蓋9、連接塊12、支撐座14 ；上閥蓋9上端與過渡接頭 7下端緊固在一起；所述定位塊6用螺釘固定于過渡接頭7上端，保證定位塊6上平面不得高于過渡接頭7上端面，并且過渡接頭7上端與軸承座5下端緊固在一起；閥桿螺母1的外周有一圈限位凸緣，通過軸承1 4支撐在軸承座5上，并由軸承蓋3限位，軸承蓋3固定于軸承座5上，并套于閥桿螺母1上，使得整體形成一直筒體；在所述上閥蓋9上端內(nèi)孔中設(shè)置密封圈8，閥桿2上端穿過上閥蓋9上端內(nèi)孔、過渡接頭7、定位塊6、軸承座5直至閥桿螺母1，使閥桿2與閥桿螺母1形成螺紋旋轉(zhuǎn)副傳動(dòng)，通過閥桿螺母1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚y桿 2的上下直線運(yùn)動(dòng)提升和下降支撐座14和V形錐16 ；在所述閥桿2中段兩側(cè)設(shè)置定位平面 25，使其與定位塊6緊密配合，以防止閥桿2旋轉(zhuǎn)；所述閥桿2下端與連接塊12焊接固定， 并且連接塊12與支撐座14用螺栓13連接緊固；V形錐提升更換裝置上的上閥蓋9用螺栓 23裝在閥體19上，并且上閥蓋9與閥體19之間設(shè)置一空腔M，所述空腔M的直徑大于V 形錐16的長(zhǎng)度，高度大于V形錐16的最大直徑與全封閘板35、連接塊12、支撐座14的厚度之和。連接固定在一起的閥桿2、連接塊12和支撐座14伸進(jìn)所述空腔M內(nèi)，使其提升過程中在空腔M中滑動(dòng)。支撐座14裝在閥體19上的徑向定位通孔中，并用密封圈20密封，支撐座14的底部通過連接銷17連接固定V形錐16，其中V形錐16與連接銷17焊接固定，連接銷17穿過支撐座14中心孔，用螺帽22固定于支撐座14上，且在支撐座14上設(shè)置方形孔27，與連接銷17中部的方形結(jié)構(gòu)精密配合，防止V形錐16與連接銷17旋轉(zhuǎn)，在V 形錐16與連接銷17之間設(shè)置徑向密封圈18。參見圖3，在所述閥體19上靠近V形錐16前端和后端的位置開設(shè)有左取壓孔15、 右取壓孔觀，在左取壓孔15、右取壓孔觀外側(cè)分別密封地連接截止閥四和壓差變送器30。參見圖2，閘板組包括全封閘板35、閘板軸33、絲桿31、螺母36、軸承2 32和側(cè)門38，其用側(cè)門螺栓37將側(cè)門38連接于閥體19前后兩側(cè)的開口處，之間設(shè)置密封圈39。所述全封間板35非密封端與間板軸33的一端采用T形槽41活動(dòng)連接，間板軸33的另一端與絲桿31采用螺紋連接，絲桿31的外周有一圈限位凸緣，通過軸承2 32支撐在閘板軸 33上，并周向限位于側(cè)門38，軸承2 32上端由螺母36限位，螺母36用螺紋形式固定于側(cè)門38外側(cè)，并套在絲桿31上。在所述側(cè)門38與間板軸33設(shè)置密封圈39，徑向密封間板軸 33。在所述全封間板35上硫化密封橡膠40，實(shí)現(xiàn)間板軟密封。參見圖1，為了平衡空腔M與閥體流體管道的壓力，在所述閥體19上密封地設(shè)置平衡閥21與放氣閥11 ；平衡閥21的氣孔一端與閥體流體管道相通，一端與空腔M相通，與空腔M相通的氣道位置在全封間板35的位置之上，通過控制平衡閥21開啟與關(guān)閉，平衡其兩端的壓力。所述放氣閥8的排氣孔的位置在全封間板35位置之上，放氣閥8是在更換 V形錐16時(shí)，需要通過放氣閥8排出空腔內(nèi)的氣體后，方可卸下V形錐16提升更換裝置。 當(dāng)退出支撐座14和V形錐16后，關(guān)閉閥體兩側(cè)全封閘板35，關(guān)閉平衡閥21，打開放氣閥 8，排完空腔M內(nèi)的氣體后，再卸下V形錐提升更換裝置后更換V形錐16 ；當(dāng)更換好V形錐 16，裝配好V形錐提升更換裝置后，將關(guān)閉放氣閥8，打開平衡閥21，再打開全封閘板35， 然后旋轉(zhuǎn)閥桿螺母1，使得支撐座14與V形錐16下降至臺(tái)階與斜面沈位置，臺(tái)階與斜面 26與閥體流體管道設(shè)計(jì)精確尺寸，依靠所述臺(tái)階與斜面沈?qū)形錐16精確定位到閥體流體管道的軸心位置，因此可以在石油天然氣管道輸送不停產(chǎn)的情況下，更換V形錐16 ；并且在V形錐16體外節(jié)流環(huán)上設(shè)計(jì)一過渡段42，增加了 V形錐體16的抗沖涮能力。另外，為了整體裝置出現(xiàn)故障或者達(dá)到使用壽命時(shí)，維修與更換方便快捷，在閥體 19上兩端設(shè)置法蘭結(jié)構(gòu)，用螺栓與石油天然氣管道連接緊固。
權(quán)利要求1.石油天然氣流量測(cè)量用閥式V形錐節(jié)流裝置，其具有V形錐、V形錐提升更換裝置、 閥體、全封間板組、密封圈、平衡閥、放氣閥、截止閥和差壓變送器，其特征在于，所述V形錐提升更換裝置包括閥桿螺母(1)、閥桿(2)、軸承蓋(3)、軸承1 (4)、軸承座 (5)、定位塊(6)、過渡接頭(7)、上閥蓋(9)、連接塊(12)、支撐座(14)；所述上閥蓋(9)上端與過渡接頭(7)下端緊固在一起；所述定位塊(6)用螺釘固定于過渡接頭(7)上端，定位塊 (6 )上平面不高于過渡接頭(7 )上端面，并且過渡接頭(7 )上端與軸承座(5 )下端緊固在一起；所述閥桿螺母(1)的外周有一圈限位凸緣，通過軸承1 (4)支撐在軸承座(5)上，并由軸承蓋(3)限位，軸承蓋(3)固定于軸承座(5)上，并套于閥桿螺母(1)上，使得整體形成一直筒體；在所述上閥蓋(9)上端內(nèi)孔中設(shè)置密封圈(8)，閥桿(2)上端穿過上閥蓋(9)上端內(nèi)孔、過渡接頭(7)、定位塊(6)、軸承座(5)直至閥桿螺母(1)，與閥桿螺母(1)形成螺紋旋轉(zhuǎn)副；在所述閥桿(2)中段兩側(cè)設(shè)置定位平面(25)，與定位塊(6)緊密配合，以防止閥桿(2) 旋轉(zhuǎn)；所述閥桿(2)下端與支撐座(14)連接；所述V形錐提升更換裝置上的上閥蓋(9)用螺栓(23)裝在閥體(19)上，并且上閥蓋 (9)與閥體(19)之間設(shè)置一空腔(24)，連接固定在一起的閥桿(2)和支撐座(14)伸進(jìn)所述空腔(24)內(nèi)，支撐座(14)裝進(jìn)閥體(19)的徑向定位通孔中，并用密封圈(20)密封，支撐座 (14)的底部設(shè)置連接銷(17)，連接銷(17)下端焊接固定V形錐(16)，V形錐(16)被定位在閥體(19)流體通孔的軸心位置；在所述閥體(19)的壁上靠近V形錐(16)前端和后端的位置開設(shè)有左取壓孔(15)和右取壓孔(28 )，在左取壓孔(15 )和右取壓孔(28 )外側(cè)分別連接截止閥(29 )和壓差變送器 (30)；所述全封閘板組安裝在所述空腔(24)的下部的兩側(cè)壁上，其具有全封閘板(35)，工作時(shí)橫向關(guān)斷空腔(24);在所述閥體(19)上設(shè)置平衡閥(21)與放氣閥(11)，平衡閥(21)氣孔一端與閥體流體管道相通，一端與所述空腔(24)相通，與空腔(24)相通的氣道位置在所述全封閘板閥組位置之上；所述放氣閥(11)的排氣孔位置也設(shè)置在全封間板閥組位置之上；所述空腔(24)的直徑大于V形錐(16)的長(zhǎng)度，高度大于V形錐(16)的最大直徑與全封閘板(35)和支撐座(14)的厚度之和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述全封閘板組還包括閘板軸(33)、絲桿(31)、螺母(36)、軸承2 (32)和側(cè)門(38)，由側(cè)門螺栓(37)將側(cè)門(38)連接于閥體(19)前后兩側(cè)的開口處，之間用密封圈(39)密封；所述全封閘板(35)的非密封端與閘板軸(33)的一端采用T形槽(41)活動(dòng)連接，閘板軸(33)的另一端與絲桿(31)采用螺紋連接，絲桿(31)的外周有一圈限位凸緣，通過軸承2 (32)支撐在側(cè)門(38)上，并伸出于側(cè)門(38)外螺母(36)用螺紋形式固定于側(cè)門(38)外側(cè)，并套在絲桿(31)上，對(duì)絲桿(31)限位；在所述側(cè)門(38)與閘板軸(33)之間設(shè)置密封圈(39)，徑向密封閘板軸(33)；在所述全封閘板(35)上硫化密封橡膠(40)，實(shí)現(xiàn)閘板軟密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述V形錐(16 )的最大外徑處設(shè)計(jì)有與最大外徑相等的圓柱過渡段(42 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述閥桿(2)下端通過連接塊(12)連接支撐座(14)，閥桿(2)與連接塊(12)焊接固定，連接塊(12)與支撐座(14)用螺栓(13)連接緊固。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述連接銷(17)穿過支撐座(14)中心孔用螺帽(22)固定于支撐座(14)上，連接銷(17)中部為方形，與支撐座(14)上的方形孔配合，V形錐(16)與連接銷(17)焊接，并在V形錐(16) 與連接銷(17)之間設(shè)置徑向密封圈(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述V形錐提升更換裝置上的上閥蓋(9)與閥體(19)采用法蘭式連接緊固結(jié)構(gòu)，之間用密封圈(10)密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述閥體(19)上安裝支撐座(14)的徑向定位通孔的孔壁上設(shè)計(jì)有臺(tái)階和斜面(26)，對(duì)應(yīng)在支撐座(14)的外周也設(shè)計(jì)有臺(tái)階和斜面，兩者緊密配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，其特征在于所述閥體(19)兩端采用法蘭與石油天然氣管道用螺栓連接緊固。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種石油天然氣流量測(cè)量用閥式V錐節(jié)流裝置，具有V形錐、V形錐提升更換裝置、閥體、閘板組、密封圈、平衡閥、放氣閥、截止閥、差壓變送器。石油天然氣流體由介質(zhì)進(jìn)口B進(jìn)入、介質(zhì)出口C流出。充滿管道的流體經(jīng)管道節(jié)流件(V形錐)在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓差,通過測(cè)量此壓差可以衡量流體流過節(jié)流件的大小;同時(shí)本實(shí)用新型根據(jù)石油天然氣采輸作業(yè)時(shí)，所測(cè)量介質(zhì)的流量不同，需要更換測(cè)量不同流量的V形錐，而設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的V形錐提升更換裝置，可以根據(jù)所測(cè)流量的大小在線方便快捷更換V形錐，不影響介質(zhì)輸送。
文檔編號(hào)G01F1/40GK201983812SQ20102065727
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者周華安, 周鄭華 申請(qǐng)人:重慶市正華鉆采設(shè)備有限公司