一種多通道閥的製作方法

2023-07-11 06:40:41

本發明涉及油田產量的計量管理技術領域，尤其涉及一種多通道閥。

背景技術：

目前多數油田各井站對各自油井的產能管理大多為單線管理，通常一個井站有多個採油井，少則5～8個，多則10～20個。為了計量每個單井的產量，需要在每個單井上設置計量裝置，這就造成整個管理網點的管理成本較高。其不需計量的液體所需要的管線都是在腔外設置，導致整個系統龐大，容易損壞。在國內也有通過立式多通道閥進行油井產能管理的，但是現有立式多通道閥的分控閥操作均為外設管路，操作不方便且佔地面積大。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種多通道閥，以解決現有技術中需在每個單井上設置計量裝置造成的成本較高，以及球閥外設操作不方便佔地面積大的問題。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

一種多通道閥，包括呈封閉結構且設有若干第一進口管的分配器體，固接在所述分配器體內的分配盤，設置在分配盤一側的計量通道，以及轉動設置在分配盤另一側的分配轉臂，所述分配盤上設有與所述第一進口管一一對應連通的管孔，所述分配轉臂內設有u型通道，所述u型通道的一端動密封的連通於計量通道，另一端動密封的連通於其中一個管孔未連通第一進口管的一端。

當需要進行單井計量時，分配轉臂將其中一個第一進口管與計量通道相連通，以實現油井單井來液進入計量裝置計量的目的。所述分配器體封閉式設計可以保證腔體內的介質與外部空間完全隔離，且不出現滲漏外流等現象，避免影響計量管理結果的準確性。兩個動密封結構可確保被測管路介質與非測介質隔離，以此保證被測介質計量檢測的精確。

作為優選，所述的多通道閥還包括旋轉驅動機構，所述旋轉驅動機構輸出端密封穿過分配器體，且驅動連接於所述分配轉臂未連通管孔以及計量通道的一側。所述旋轉驅動機構包括電機及其相關配件，工作時電機為分配轉臂提供旋轉動力。

作為優選，所述的多通道閥還包括發訊裝置，所述發訊裝置包括固設在所述旋轉驅動機構上的光電連接座，設置在所述光電連接座上且與所述管孔一一對應的光電開關，以及固接於所述旋轉驅動機構的輸出端且隨其轉動的屏蔽盤，所述屏蔽盤上設有發訊口，在旋轉驅動機構驅動分配轉臂轉動且所述u型通道的一端動密封的連通其中一個管孔時，所述發訊口置於與所述u型通道的一端連通的管孔所對應的光電開關處。

所述屏蔽盤與分配轉臂同步旋轉且其上設有發訊口，能夠實現當所述u型通道的一端與其中一個管孔連通時，所述發訊口及時準確使與之對應的光電開關接點開路導通，此時電機停止工作，與計量通道連通的計量裝置開始進行單井計量。

作為優選，所述分配盤中心開設有通孔，所述u型通道的一端動密封的連通於所述通孔的一端，所述計量通道密封連通於所述通孔的另一端。這樣u型通道就通過所述通孔實現了與計量通道的對接。

作為優選，所述分配器體上設有第一出口管，所述分配盤與分配器體之間形成有連通第一出口管的工作腔，未連通所述u型通道的管孔連通於所述工作腔。在進行單井計量時，未連通所述u型通道的管孔來液流入到所述工作腔再經所述第一出口管流出。

作為優選，所述分配器體與分配盤之間還形成有旁通腔，所述旁通腔連通有設置在分配器體上的第二進口管以及第二出口管，所述第二進口管與第一進口管一一對應設置，所述計量通道位於所述旁通腔內且一端密封穿過所述分配器體。分配盤將封閉的分配器體分為互不相通的工作腔和旁通腔，且所述計量通道的結構可確保其內介質與其外非測介質隔離，保證了被測介質計量檢測的精確性。

作為優選，所述第一進口管、第一出口管、第二進口管以及第二出口管上均設有閥門。通過所述閥門可控制各油井管路與第一進口管、第二進口管的連通，以及第一出口管、第二出口管與出口支座的連通。

作為優選，所述第一進口管和第二進口管端部連接有過濾器，所述過濾器內的過濾網位於第一進口管和第二進口管之間。過濾器可過濾掉各油井來液中的殘渣。

作為優選，所述管孔呈弧形結構，其一端設置在所述分配盤的圓周面上，另一端設置在所述分配盤的端面並連接於所述u型通道的一端。

作為優選，所述分配盤端面周向均分個分區，所述管孔置於其中個分區內，另一個分區封閉設置。當需要計量各單井的總量時u型通道的一端旋轉至封閉設置的分區，各單井來液均經第一出口管匯總，並被計量總流出量。

與現有技術相比，本發明至少具有以下優點及有益效果：

⑴本發明通過一個裝置便可實現單井產量計量、多井產量匯總計量以及累計產量計量，降低了各油井單線管理計量裝置的高成本投入。

⑵本發明的操作閥均與分配器結合為一個整體，便於操作，便於安裝撬裝且佔地面積小。

⑶本發明發訊裝置中光電開關與屏蔽盤相配合，便可實現單井計量檢測的選通過程，這一結構縮減了整體結構簡化了組裝。

⑷本發明分配轉臂兩端形成的兩個動密封結構能夠確保單井計量管路的介質與其他管路介質隔離，保證被測介質計量檢測準確。

⑸本發明還可以獲取各油井產能季節變化規律，從而對油井生產價值的評估提供科學依據。

附圖說明

圖1是本發明所述多通道閥的主視圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是圖1的剖視圖；

圖4是本發明所述分配盤的主視圖；

圖5是本發明所述分配盤的側剖圖；

圖6是本發明所述發訊裝置結構示意圖；

圖7是本發明所述過濾器結構示意圖；

圖8是圖3中的e處局部放大視圖；

圖9是圖3中f處局部放大視圖；

圖10是圖6中h處局部放大視圖。

圖中：1、電機座；2、電機外罩；3、光電連接座；4、電機；5、光電開關；6、屏蔽盤；601、發訊口；7、定位備帽；8、聯接套；9、分配轉臂；10、壓蘭；11、端蓋；12、彈簧；13、密封套；14、分配器體；15、過濾器；151、過濾網1；16、進口閥門；17、出口閥門；18、出口支座；19、分配盤；191、管孔；192、通孔；193、停車位；20、計量通道；21、工作腔；22、旁通腔；23、第一進口管；24、第二進口管；25、第一出口管；26、第二出口管。

具體實施方式

下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

本實施例提供了一種多通道閥，如圖1-10所示，該多通道閥包括分配器體14、分配盤19、分配轉臂9、旋轉驅動機構、發訊裝置、閥門、過濾器15及出口支座18，其中：

上述分配器體14包括一個密閉腔體，具體的，分配器體14一端通過端蓋11密封連接，具體是將分配器體14一端通過封組焊焊接於端蓋11，或者分配器體14一端與端蓋11螺栓連接形成封閉結構，封閉式設計可以保證腔體內的介質與外部空間完全隔離，且不出現滲漏外流等影響計量管理結果準確性的現象。

上述密閉腔體內部固接有分配盤19，上述分配盤19將該密閉腔體分為互不連通的工作腔21和旁通腔22。該密閉腔體上方連通的設置有若干個第一進口管23和第二進口管24，下方設置有一個第一出口管25和一個第二出口管26。上述工作腔21與第一出口管25相連通，旁通腔22與第二進口管24及第二出口管26相連通，其中第二進口管24與第一進口管23一一對應設置，管路數量可以根據油田實際油井數量進行選擇，本實施例中設置為15個。在旁通腔22內部還設置有計量通道20，該計量通道20一端(圖3所示b端)密封的穿過旁通腔22並與計量裝置(圖中未示出)相連接。

本實施例中，如圖4以及圖5所示，分配盤19端面周向均分16個分區，在其中15個分區內開設與上述第一進口管23一一對應連通的管孔191，另一個分區封閉設置，該封閉設置的分區可作為不進行單井測量時的停車位193。上述管孔191呈弧形結構，其一端設置在分配盤19的圓周面上並與第一進口管23相連通，另一端設置在分配盤19面向工作腔21一側的端面上，並連通於上述分配轉臂9。分配盤19中心還開設有通孔192，該通孔192面向旁通腔22的一側密封連接有計量通道20，具體的，上述分配盤19與計量通道20通過焊接的方式密封連接，進而能夠將計量通道20內的待測介質與非測介質隔離，保證了被測介質計量檢測的精確性。上述計量通道20的另一端密封穿過旁通腔22設置，可連接於計量裝置。

本實施例中，上述分配盤19可為鑄鋼件或機械加工件，本實施例中優先選用鑄鋼件，以使得弧形管孔191能夠平滑過度。

本實施例中，在上述分配盤19不與計量通道20相連通的另一側轉動設置有上述分配轉臂9，具體的，上述分配轉臂9一端穿過分配器體14的端蓋11，且連接於旋轉驅動機構並由其帶動旋轉，且分配轉臂9穿過端蓋11的一端通過壓蘭10密封連接。

在分配轉臂9內設有u型通道，該u型通道的一端動密封的通過分配盤19中心通孔192連通於上述計量通道20，另一端動密封的連通於其中一個管孔191未連通第一進口管23的一端，通過上述結構，能夠將與該管孔191連通的第一進口管23和u型通道相連通，u型通道又通過分配盤19中心通孔192實現了與計量通道20的對接連通。本實施例中，優選的，在u型通道連通管孔191的一端內部依次裝有彈簧12和密封套13，具體的，上述彈簧12可以為壓縮彈簧或碟形彈簧等能夠承受軸向壓力儲存變形能的彈性元件，本實施例中選用彈簧。通過上述彈簧12和密封套13，在分配轉臂9轉動時，該端通過彈簧12將密封套13抵至管孔191上，將u型通道與管孔191動密封(可參照圖9)。

通過上述兩個動密封結構可確保被檢測管路介質與其他管路非測介質隔離，以此保證被測介質計量檢測的精確。

本實施例中，如圖3以及圖8所示，旋轉驅動機構包括通過螺栓與分配器體14的端蓋11固定連接的電機座1，該電機座1上通過螺釘固定連接有電機外罩2，在電機外罩2內安裝有電機4，該電機4連接有控制器(圖中未示出)，且電機4的輸出端通過鍵連接有聯接套8，該聯接套8一端穿過電機座1連接於分配轉臂9的一端，具體的，是在端蓋11的中心孔內裝入軸承，用壓蘭10將軸承固定住，分配轉臂9未連通管孔191以及計量通道20的一端穿過軸承與聯接套8的鍵槽孔連接。

本實施例中，在電機座1靠近電機4的一側固定連接有發訊裝置，具體的，如圖6所示，該發訊裝置包括光電連接座3、設置在光電連接座3上的光電開關5以及屏蔽盤6。其中，上述光電連接座3通過內六角螺釘固定安裝在電機座1上，該光電連接座3套設在聯接套8上且與聯接套8之間設有推力軸承和滾動軸承，通過該推力軸承可防止聯接套8與光電連接座3接觸從而增大旋轉摩擦力，通過滾動軸承將聯接套8與光電連接座3滾動連接。上述光電開關5按均布方式用螺釘固定在光電連接座3右側的平面上，且與上述管孔191一一對應設置。

上述屏蔽盤6套設在聯接套8上並可隨其一起旋轉，具體是在聯接套8上設置凸臺以及定位備帽7，屏蔽盤6置於該凸臺處，並通過定位備帽7鎖緊在聯接套8上，使其能夠隨聯接套8一起旋轉。

可參照圖10，在該屏蔽盤6上設有發訊口601，當發訊口601位於其中一個光電開關5處時，該光電開關5可導通並發送信號給控制器，由控制器控制電機4停止。

本發明工作時屏蔽盤6與分配轉臂9同步被電機4帶動旋轉，在分配轉臂9轉動且所述u型通道的一端動密封的連通其中一個管孔191時，所述屏蔽盤6上的發訊口601置於與所述u型通道的一端連通的管孔191所對應的光電開關5處，及時準確使之導通，此時控制器接收到該光電開關5的信號，並控制電機4停止工作，開始進行所述其中一個管孔191相對應的第一進口管23連接的油井管路的單井產量計量。在本實施例中，上述電機4選取單相100w電機。上述光電開關5可以為常用型紅外線光電開關或者霍爾元件的磁感應傳感器，本實施例中選用常用型紅外線光電開關。

本實施例中，上述過濾器15連通於第一進口管23和第二進口管24未與分配器體14相連的一端，且過濾器15的一端(圖3所示的a端)連通於各油井管路，該過濾器15內的過濾網151位於第一進口管23和第二進口管24之間，過濾器15結構如圖7所示。上述第一進口管23、第一出口管25、第二進口管24以及第二出口管26上均設有閥門。其中第一進口管23和第二進口管24未與分配器體14相連的一端連接有進口閥門16，另一端與過濾器15連接。上述第一出口管25與第二出口管26通過出口閥門17與出口支座18相連接，該出口支座18的一端(圖3中所述c端)連通於總匯管路。上述方式能夠保證連接的密封性，確保來自各油井的液體能夠完全通過所述進口閥門16進入第一進口管23，從而保證最終計量結果的準確性。具體的，所述閥門可以為旋塞閥、閘閥、截止閥、蝶閥、球閥等類型，本實施中進口閥門16及出口閥門17均選用球閥，其中進口閥門16為dn40球閥，出口閥門17為dn100球閥。

下面對本發明的上述多通道閥的工作原理加以說明：

首先，先將各油井管路連通於過濾器15，隨後將過濾器15通過進口閥門16連通第一進口管23和第二進口管24。當需要計量某一油井的產量時，控制旋轉驅動機構的電機4轉動並帶動屏蔽盤6和分配轉臂9同步轉動，當分配轉臂9中的u型通道轉至與待測油井連通的第一進口管23相對應的管孔191處時，屏蔽盤6的發訊口601也轉至與該管孔191相對應的光電開關5處，此時該位置的光電開關5導通發送信號給控制器，控制器控制電機4停止轉動，開始進行該管孔191相對應的第一進口管23連接的油井管路的單井產量計量。各油井來液自過濾器15的a端流經過濾器15後流入第一進口管23，通過分配盤19上的管孔191後，需要計量的一路液體通過u型通道流入計量通道20，最終進入計量裝置進行計量檢測；其餘不需計量的管路液體匯入工作腔21後從第一出口管25流出，流經出口支座18的c端後匯入總匯管路，圖3中箭頭所示即為該工作過程。如需計量另一口油井的油量，方法同上。如不需要對某一油井的產量計量，則將所有第一進口管23上的進口閥門16和第一出口管25上的出口閥門17關閉，同時打開第二進口管24上的進口閥門16及第二出口管26上的出口閥門17，各油井來液直接通過第二進口管24流入旁通腔22，並流經第二出口管26流入到出口支座18中，最終匯入總匯管路。本發明不僅能夠實現單井產量計量、多井產量匯總計量以及累計產量計量，還可以獲取各油井產能季節變化規律，從而對油井生產價值的評估提供科學依據。

當需要反衝過濾網151時，第一進口管23和第一出口管25上的閥門均打開，而第二進口管24與第二出口管26上的閥門均關閉，此時分配轉臂9內的u型通道可旋轉的一端置於分配盤19端面上的停車位193，衝洗介質從總匯管路經由出口支座18的c端自下而上流入工作腔21中，然後經分配盤19上的管孔191流入第一進口管23，然後流經第一進口管23進口閥門16衝入過濾器15中對過濾網151進行衝洗。而當要衝洗過濾器15中的殘渣時，第一進口管23和第一出口管25上的閥門均關閉，第二進口管24與第二出口管26上的閥門均打開，衝洗的介質從總匯管路經由出口支座18的c端流入第二出口管26，自下而上將殘渣經由過濾器15的a端從各油井的入口處衝出。反洗後再將各閥置於常態，即完成反洗工作。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。