一種多通道分配閥的製作方法
2023-09-17 23:48:05
本發明涉及天然氣輸送技術領域，特別涉及一種多通道分配閥。
背景技術：
在天然氣採集領域，油井的產液量是油田開發生產和地質分析中必不可少的參數，油井產液量的準確與否直接影響到油田的開發、地質分析及開採工藝方案的調整。
傳統的油井單井產液量計量工藝是利用計量工藝管匯配套立式分離器計量的方法，在油井相對集中的區域布設計量站，同時，採用多套上、下排閥門組合形成管匯，與立式分離器相連。計量時，需要通過人工切換上下排閥門以分別將各油井的產液通入分離器，在分離器中，利用「U」型管原理進行單井產液量的計量。該管匯配套立式分離器計量單井產液量是傳統的計量技術，具有設備簡單的優點，同時，該計量技術比較成熟，操作人員對計量原理、操作流程較熟悉。
上述單井產液量計量技術雖然原理簡單，但是，所需的地面配套設施建設規模及投資較大，且計量過程中，每計量一口油井的產液量，需要人工操作十幾次閥門，當計量多口油井產液量時，其操作極為不便，且勞動強度巨大。同時，在完成一口油井的計量之後，必須將分離器中的來液排出，該操作同樣需要進行十幾次閥門操作。更重要的是，單井產液量通過計量特定時間段內產油量的方式來折算，上述計量過程難以實現連續，導致測量誤差高達10％～20％。
鑑於上述單井產液量計量裝置存在的缺陷，亟待提供一種能夠節省勞動強度，並有助於實現連續計量，從而提高計量精度的裝置。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本發明的目的為提供一種多通道分配閥，包括閥體及位於所述閥體內腔的閥芯，所述閥體開設有若干進口和兩個出口，所述閥芯內部具有內通道，外部具有外通道，所述內通道與一個所述進口、兩所述出口中的第一出口連通，並與第二出口斷開，所述外通道與其餘各所述進口、所述第二出口連通，並與所述第一出口斷開；
還包括用於驅動所述閥芯動作的驅動部件，且各所述進口均位於所述閥芯的運動路徑，以使所述閥芯運動過程中，各所述進口能夠與所述內通道連通。
因此，上述內通道與外通道相互隔離，經選定進口進入該多通道分配閥的介質在內通道內流通，並從第一出口排出，經其它進口進入多通道分配閥的介質在外通道內流通，並經第二出口排出，從而實現經多個進口進入的介質在多通道分配閥內的重新分配。同時，通過設置驅動部件，使得每個進口均能夠作為選定進口，當其工作時，僅需通過驅動裝置控制閥芯的運動即可實現介質的重新分配。
另外，上述多通道分配閥用於單井產液量的計量時，各進口分別與各油井連通，第一出口與立式分離器連通，相較於現有技術，本發明中的多通道分配閥計量單井產液量時，僅需通過控制驅動部件即可實現將單井來液通入分離器的作用，操作方便，並能夠大大降低勞動強度，同時，驅動部件能夠驅動閥芯連續運動，因此，有助於實現連續計量，從而提高計量結果的準確性，降低誤差。
可選地，所述閥芯具有驅動軸，且所述驅動軸能夠在電動執行器的驅動下轉動，各所述進口位於所述閥芯的同一旋轉面內，所述電動執行器為所述驅動部件。
可選地，所述閥體還具有基準口，所述基準口與各所述進口均勻分布於所述閥體外周，且為盲孔；
所述基準口對應所述閥芯的初始位置，且所述閥芯相對於所述基準口轉過預定角度後，能夠與對應的所述進口連通，所述預定角度包括：其中，α：第一角度，N：所述進口的個數。
可選地，所述預定角度還包括：其中，β：第二角度，N：所述進口的個數，n：2～N的正整數。
可選地，所述閥體兩端通過底座和閥蓋封閉，所述閥體、所述底座、所述閥蓋和所述閥芯圍成所述外通道；
所述第一進口開設於所述底座，各所述進口和出口均開設於所述閥體，且所述第二出口高於所述進口。
可選地，所述閥芯具有輸入端、輸出端及位於二者之間的連接端，所述輸入端開設有輸入通道，所述輸出端開設有輸出通道，所述連接端開設有連接通道，所述輸入通道、所述連接通道與所述輸出通道形成所述內通道；
所述輸入端與所述輸出端均與所述閥體和所述底座密封連接。
可選地，所述輸入端與所述閥體連接處設置有密封環和彈簧，且所述彈簧將所述密封環壓緊於所述輸入端與所述閥體之間。
可選地，所述輸入通道與所述輸出通道平行；
所述連接端開設有便於加工所述連接通道的加工工藝孔，所述加工工藝孔通過堵頭封堵。
可選地，所述閥體與所述底座之間形成與各所述進口連通的過渡通道，用於將待分離介質通入所述內通道或所述外通道。
可選地，所述所通道分配閥用於油井單井產液量計量，各所述進口分別連接各油井，所述第一出口連接計量裝置，用於單井採液量的計量，所述第二出口連接集輸裝置。
附圖說明
圖1為本發明所提供多通道分配閥在一種具體實施例中的剖視圖；
圖2為圖1中去掉電動執行器的剖視圖；
圖3為圖1中閥芯的軸測圖；
圖4為圖3的側視圖；
圖5為圖3的另一視角的側視圖；
圖6為圖3的俯視圖；
圖7為圖3的剖視圖。
圖1-7中：
1閥體、11進口、12第二出口、13外通道、14過渡通道；
2閥芯、21驅動軸、22內通道、23輸入端、231輸入通道、24輸出端、241輸出通道、25連接端、251連接通道、252加工工藝孔、26堵頭；
3底座、31第一出口、4閥座、41彈簧、5閥蓋、6電動執行器。
具體實施方式
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
請參考附圖1，圖1為本發明所提供多通道分配閥在一種具體實施例中的剖視圖。
在一種具體實施例中，本發明提供一種多通道分配閥，如圖1所示，該多通道分配閥包括閥體1及位於閥體1內腔的閥芯2，其中，閥體1開設有若干進口11和兩個出口，其中，各進口11用於通入待分離的介質，並從不同的出口排出，從而實現分離。
其中，閥芯2具有內通道22，外部具有外通道13，內通道22和外通道13均用於待分離介質通過。具體地，內通道22與一個進口11、各出口中的第一出口31連通，並與第二出口12斷開，定義與內通道22連通的進口11為選定進口，即內通道22的進口為該選定進口11，出口為第一出口31；外通道13與除選定進口11之外的各進口11和第二出口12連通，與第一出口31斷開，即外通道13的進口為除選定進口11之外的所有進口11，出口為第二出口12。
同時，如圖1所示，該多通道分配閥還包括用於驅動閥芯2動作的驅動部件，且各進口11均位於閥芯2的運動路徑上，以使閥芯2運動過程中，內通道22隨之運動，並使得各進口11能夠分別與該內通道22連通。
因此，上述內通道22與外通道13相互隔離，經選定進口11進入該多通道分配閥的介質在內通道22內流通，並從第一出口31排出，經其它進口11進入多通道分配閥的介質在外通道13內流通，並經第二出口12排出，從而實現經多個進口11進入的介質在多通道分配閥內的重新分配。同時，通過設置驅動部件，使得每個進口11均能夠作為選定進口11，當其工作時，僅需通過驅動裝置控制閥芯2的運動即可實現介質的重新分配。
另外，上述多通道分配閥用於單井產液量的計量時，各進口11分別與各油井連通，第一出口31與立式分離器連通，相較於現有技術，本實施例中的多通道分配閥計量單井產液量時，僅需通過控制驅動部件實現將單井來液通入分離器的作用，操作方便，並能夠大大降低勞動強度，同時，驅動部件能夠驅動閥芯2連續運動，因此，有助於實現連續計量，從而提高計量結果的準確性，降低誤差。
具體地，如圖1所示，閥芯2具有驅動軸21，驅動軸21能夠在電動執行器6的驅動下轉動，從而帶動內通道22轉動，且各進口11位於閥芯2的同一旋轉面內，因此，該電動執行器6為上述驅動部件。
電動執行器6是一種能夠提供旋轉運動的驅動裝置，其原理為利用某種驅動能源、並在某種控制信號的作用下提供旋轉運動，因此，本實施例中，採用電動執行器6能夠實現閥芯2的自動旋轉，不需手動驅動，從而進一步降低勞動強度，且該電動執行器6驅動的精度比手動驅動高。
可以理解，上述閥芯2的運動並不是必須為轉動，也可為直線運動或曲線運動，例如，閥芯2通過直線運動執行機構驅動豎向直線運動，同時，各進口11位於同一直線上，從而使得閥芯2直線運動過程中，內通道22能夠與各進口11連通。但是，當各進口11均位於同一直線時，閥體1沿該方向所需的尺寸較大，不利於空間布置和結構緊湊。另外，當閥芯2運動軌跡為曲線時，其運動軌跡不易精確控制，難以保證各進口11均位於閥芯2的運動軌跡，且驅動部件結構複雜。
進一步地，閥體1外周還具有基準口，該基準口與各進口11均勻分布於閥體1外周，且該基準口為盲孔，因此，不能作為介質入口。設定基準口所在的位置對應閥芯2的初始位置，同時，閥芯2相對於基準口轉過預定角度後，能夠與對應的進口11連通，其中，預定角度的具體數值可在電子執行器6的控制裝置中設置。
上述預定角度包括：其中，α：第一角度，N：進口11的總數。
如此設置，基準口與各進口11之間的夾角相等，且均為因此，從基準口開始，閥芯2每轉過內通道22均能夠與一進口11連通，從而使得內通道22依次與各進口11連通，此時，該多通道分配閥依次分離各進口11的介質。
進一步地，該預定角度還可包括其中，β：第二角度，N：進口11的個數，n：2～N的正整數。
因此，從基準口開始，閥芯2轉過時，內通道22與第n個進口11連通，從而使得內通道22可根據實際需要與指定的進口11連通，此時，該指定的第n個進口11為選定進口11，實現該指定進口11的介質與其餘進口11介質的分離。
例如，圖1所示的實施例中，閥體1外周均勻設有6個進口11和1個基準口，其中，第一角度第二角度β＝n×51.43°。因此，該多通道分配閥能夠實現至少6個通道介質的分離。
更進一步地，如圖1所示的實施例中，閥體1底部通過底座3封閉，頂部通過閥蓋5封閉，上述外通道13由閥體1內壁、閥蓋5、底座3和閥芯2圍成。
當然，閥體1內腔內也可另外設置外通道13，但是會造成閥體1內部結構更加複雜，並減小外通道13的面積。
同時，本實施例中，第一出口31開設於底座3，各進口11、基準口及第二出口12均開設於閥體1，即位於多通道分配閥的側面，第二出口12高於進口11，並位於相鄰兩進口11之間或進口11與基準口之間。
如上所述，該多通道分配閥的進口11和出口數量較多，且均需設置法蘭盤，因此，可能存在法蘭盤幹涉的問題。本實施例中，各進口11和出口的布置方式如圖1所示，在避免幹涉的前提下，能夠儘量使各部件緊湊。
另外，由於第一出口31設於底座3，其方向豎直向下，因此，內通道22內的介質在重力作用下更加容易從內通道22排出，從而降低介質在內通道22內滯留的風險。同時，當進口11低於第二出口12時，外通道13內的介質耗能較低。
如背景技術所述，單井產液量計量通常採用立式分離器，而圖1所示的多通道分配閥的第一出口31豎直向下分布，因此，能夠適用於立式分離器。
請繼續參考附圖2-7，其中，圖2為圖1中去掉電動執行器的剖視圖；圖3為圖1中閥芯的軸測圖；圖4為圖3的側視圖；圖5為圖3的另一視角的側視圖；圖6為圖3的俯視圖；圖7為圖3的剖視圖。
具體地，如圖3-6所示，閥芯2還具有輸入端22、輸出端23及連接於二者之間的連接端24。其中，輸入端22開設有輸入通道221，用於與進口11連通，輸出端23開設有輸出通道231，用於與第一出口31連通，連接端24開設有連接通道241，該輸入通道221、連接通道241與輸出通道231形成上述內通道22。同時，如圖2所示，輸入端22和輸出端23均與閥體1和底座3密封連接。
可以理解，上述閥芯2的具體結構是根據進口11和出口的位置關係設計的，當二者位置關係改變時，閥芯2的具體結構也可能隨之改變，因此，由於進出口位置關係改變而產生的閥芯2的各技術方案均在本發明的保護範圍內。
具體地，輸入端22與閥體1和底座3之間通過閥座4連接，該閥座4底部固定於閥體1，頂部與輸入端22之間具有密封環和彈簧41，且在彈簧41的預緊力作用下，將密封環壓緊於閥體1與輸入端22之間，從而起到密封的作用。
具體地，如圖3-7所示，輸入通道221與輸出通道231平行，當第一出口31設於底座3時，輸出端23沿豎直方向，因此，輸入端22也沿豎直方向，連接端24沿水平方向，且上述驅動軸21固定於連接端24頂部，並向上延伸，與電動執行器6連接。
如此設置，該閥芯2為彎折形結構，導致連接端24的連接通道241難以加工，因此，本實施例中，連接端24開設有便於加工連接通道241的加工工藝孔242，且加工完成後，該加工工藝孔242通過堵頭26封堵，以封閉內通道22與外通道13。
如上所述，由於輸入通道221沿豎向延伸，而各進口11均沿水平方向，因此，為了實現輸入通道221與進口11的連通，閥體1與底座3之間形成與各進口11連通的過渡通道14，該過渡通道14用於與輸入通道221或外通道13連通。
另外，如圖3和圖7所示，該閥芯2的輸入端23與連接端25之間形成階梯結構，該結構使得內通道22的體積減小而外通道13的體積增大，由於外通道13用於流通從N-1個進口11進入的介質，因此，應儘量增大外通道13的面積。
以上各實施例中的多通道分配閥用於單井產液量計量時，其各進口11與油井連通，第一出口31連接計量裝置，用於單井採液量的計量，第二出口12連通集輸裝置，用於收集除選定進口11外其餘各進口11的油。
需要說明的是，本發明中的多通道分配閥能夠用於單井產液量計量領域，也可用於其它需要分配介質的領域。
以上對本發明所提供的一種多通道分配閥進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。