井下排水采气机器人及其截断阀制造技术

本实用新型专利技术涉及井下排水采气机器人所使用的变径柱塞或变径截断阀，公开了一种井下排水采气机器人及其截断阀，所述截断阀包括阀体，阀杆、滑块和活塞连接而成的刚性体与阀体滑动连接，弹性胶套与阀体之间套接有扩张套，扩张套的固定端与阀体固定配合，弹性胶套的一端固定在扩张套的固定端，弹性胶套的另一端越过扩张套的另一端后固定在阀体外侧的滑套上，阀体与滑套之间设置弹簧，阀体上设有与滑块配合的导向槽，突出于阀体的滑块与扩张套的活动端配合，扩张套的活动端由多条弹片组成，所述滑块的滑动作用于所述弹片进而作用于所述的弹性胶套。本实用新型专利技术改善了井下排水采气机器人的使用稳定性与可靠性。人的使用稳定性与可靠性。人的使用稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
井下排水采气机器人及其截断阀


[0001]本技术涉及一种井下排水采气工具领域，尤其是一种井下排水采气机器人所使用的变径柱塞或变径截断阀。

技术介绍

[0002]目前，随着气田的开发，许多天然气气井已进入低压低产阶段，常因地层能量不足、水侵加剧，井管内部液体聚集产生积液，气井无法依靠自身能量将井管内部积液完全排除，积液使得气体井井口压力和产气量不断下降，排水采气是挖掘气井生产潜力，提高天然气采收率的重要措施之一，因此，需要一种适用于低压低产气井的排水采气工具将井内的积液排出气井，以提高低压低产气井的经济效益。
[0003]公开号为CN213540351U的中国技术专利“井下智能采气排水机器人”中公开的一种用于井下智能采气排水机器人的截调变径柱塞，通过控制是否将流体导入柱塞内部及内部流体压力调节，使得变径胶囊在加压状态下可形成灵活可调的密封面，更灵活地调节胶囊与井壁之间摩阻。然而实际应用过程中发现，该种变径柱塞在碰到不规则的局部变形卡阻时，需要调节压力才能顺利通过，不利于生产效率的提高，同时，变径胶囊靠近引导缓冲器的一端在长期使用后其外圆周可能出现褶皱或过度隆起，而使之与井管内壁之间产生不可控接触，影响了机器人的操控性。
[0004]为改善调控便利性，本申请人于2021年6月提出了一种申请号为CN2021212289183的井下排水采气机器人及其智能调控截断滑阀，以变径机构配合阀体、阀芯、变径体和中心流道孔的组合结构，以变径机构作用于变径体的力使其变径段发生形变，取代液压作用于变径胶囊发生形变的方式，则阀芯与阀体的配合精度和密封要求降低，生产和维护成本降低，然而该种结构下变径体的变径段的径向形变仍是同步同幅控制的，有进一步改进的必要。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是提供一种改善机器人在井管内壁局部变形部位通过性的井下排水采气机器人及其截断阀。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：井下排水采气机器人的截断阀，包括同轴布置的阀体、阀杆、弹性胶套、滑块和活塞，弹性胶套套接在阀体的外部，通流孔设于阀体上并与弹性胶套在轴向保持有间隔，阀杆上连接滑块与活塞，活塞与阀体滑动配合而滑块同步移动，通过活塞的滑动可封闭或打开所述的通流孔，通过滑块的滑动可致弹性胶套胀开或收缩，所述阀体与弹性胶套之间还套接有扩张套，扩张套的固定端与阀体固定配合，弹性胶套的一端通过第一锁紧机构固定在扩张套的固定端，弹性胶套的另一端越过扩张套的另一端后由第二锁紧机构固定在阀体的外侧，阀体上设有与滑块配合的导向槽，突出于阀体的滑块与扩张套的活动端配合，扩张套的活动端设N条沿圆周方向均布的轴向缝隙而形成N片弹片，N≥2，所述滑块的滑动作用于所述弹片进而作用于所述的弹性胶
套。
[0007]其工作原理是：机器人随重力下降时，截断阀的弹性胶套不扩张，其外径小于井管内壁内径，顺利下行，当需要机器人上行时，通过控制截断阀内外流道关闭，截断阀的弹性胶套扩张与井管内壁贴合，可使井管中流体截断为上下两部分，截断阀以上的气体压力降低后，截断处上下流体产生压差，从而推动井下排水采气机器人与截断处以上的气体和积液向井管出口移动，这样就能将井管内积液排出井口。
[0008]其控制原理是：通过活塞控制阀体上的通流孔的启闭从而控制截断阀的内流道启闭，阀体的外圆周装配有扩张套与弹性胶套，驱动机构推动活塞将阀体的通流孔关闭后，截断阀的内流道即关闭，随着滑块与活塞同步移动，滑块外圆周面逐渐与扩张套的内壁形成滑动配合面，并产生接触挤压导致扩张套扩张，扩张套扩张后，各弹片同时挤压弹性胶套内壁，使弹性胶套被挤压处的直径变大，从而关闭截断阀的外流道，当活塞反向移动将阀体上的通流孔打开时，滑块同步反向移动，滑块逐渐失去对扩张套的挤压力，扩张套恢复初始状态，不再对弹性胶套产生挤压，弹性胶套恢复至初始状态，截断阀的内外流道均打开。
[0009]其改善性体现在：滑块与扩张套选择以金属材料制成，弹性胶套选择以橡胶材料制成，弹性胶套通过滑块作用于扩张套，扩张套形变扩张后，再通过扩张套作用于弹性胶套，弹性胶套的外径变化即可通过移动滑块挤压扩张套进行控制，控制弹性胶套的外径变化易于井下排水采气机器人在井管中移动。由于滑块经由具有多个弹片的扩张套对弹性胶套施予压力，当通过局部有变形、结垢、腐蚀等的井管内壁时，该局部位置对应的弹片及局部弹性胶套可发生弹性变形即可消除井管内壁局部变形的影响，通常无须滑块动作即可轻松通过绝大部分卡阻位置，有效改善了机器人的通过性。此外，滑块与扩张套之间为金属滑动摩擦，摩擦系数小，这样驱动机构的推力也相应的小，井下排水采气机器人的能量消耗就相应地减小。扩张套控制弹性胶套的扩张与收缩，扩张套与弹性胶套均具有弹性，在外流道关闭时，扩张套加上弹性胶套的弹性可大大降低因井管内壁圆周不规则或凹坑、凸点对弹性胶套与井管内壁之间的挤压压力产生的影响，避免弹性胶套与井管内壁之间的挤压力及摩擦力产生骤增，从而延长弹性胶套的使用寿命，同时保证了井下排水采气机器人的使用稳定性与可靠性。
[0010]相较于申请人之前的同类技术，本专利技术创造增加了扩张套结构，因此需要对弹性胶套在阀体的固定结构作相应的改变。所述第一锁紧机构包括第一锁紧螺母和第一压紧盖帽，所述扩张套的固定端设有尾槽，所述弹性胶套的端部由第一压紧盖帽锁定于所述尾槽内，第一锁紧螺母与阀体螺纹连接。利用尾槽结构配合锁紧螺母和压紧盖帽将弹性胶套及扩张套固定在阀体上，同时，阀体的外圆周上设置作用于扩张套的固定端的定位轴肩。
[0011]所述第二锁紧机构包括第二锁紧螺母、第二压紧盖帽和与阀体滑动配合的滑套，滑套位于阀体的外侧，滑套与阀体之间设置有第一密封圈，第二锁紧螺母、第二压紧盖帽装配于滑套的外侧，所述弹性胶套的端部由第二压紧盖帽和滑套压紧固定，第二锁紧螺母与滑套螺纹连接；滑套与阀体之间设置有套接于阀体外侧的弹簧。如此，弹性胶套一端固定，另一端可随滑块移动。井下排水采气机器人在井管内的受到环境压力与温度是交变的，这样容易引起弹性胶套的膨胀或者收缩，当弹性胶套收缩时，弹性胶套的一端随滑块向轴向收缩方向移动，避免胶套因拉力过大而使其端部固定配合处拉脱；当弹性胶套膨胀时，弹性胶套的一端随滑块向轴向伸张方向移动，避免弹性胶套因膨胀导致外圆周出现褶皱或过度
隆起而使弹性胶套与井管内壁之间产生不可控接触，从而进一步地保证井下排水采气机器人在使用中的稳定性和可靠性。
[0012]进一步的是，所述弹簧位于设置于阀体上的外圆凸台与滑套之间，所述外圆凸台作为滑块的限位止点，从而有效控制整个阀的设计长度。
[0013]所述第二锁紧螺母通过定位销钉固定在滑套上，保证利用第二压紧盖帽和第二锁紧螺母可靠地将弹性胶套固定在滑套上。
[0014]所述活塞与阀体之间设置有第二密封圈，第二密封圈和滑块分别位于所述通流孔的两侧，可避免泄压，提高可靠性。
[0015]具体地，为便于零件加工或组装，设计所述活塞为圆柱形回转体形状并开设有连接槽与平衡孔，所述滑块的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.井下排水采气机器人的截断阀，包括同轴布置的阀体（21）、阀杆（26）、弹性胶套（24）、滑块（27）和活塞（32），弹性胶套（24）套接在阀体的外部，通流孔（212）设于阀体（21）上并与弹性胶套（24）在轴向保持有间隔，阀杆（26）上连接滑块（27）与活塞（32），活塞（32）与阀体（21）滑动配合而滑块（27）同步移动，通过活塞（32）的滑动可封闭或打开所述的通流孔（212），通过滑块（27）的滑动可致弹性胶套（24）胀开或收缩，其特征是：所述阀体（21）与弹性胶套（24）之间还套接有扩张套（25），扩张套（25）的固定端与阀体（21）固定配合，弹性胶套（24）的一端通过第一锁紧机构固定在扩张套（25）的固定端，弹性胶套（24）的另一端越过扩张套（25）的另一端后由第二锁紧机构固定在阀体（21）的外侧，阀体（21）上设有与滑块（27）配合的导向槽（210），突出于阀体（21）的滑块（27）与扩张套（25）的活动端配合，扩张套（25）的活动端设N条沿圆周方向均布的轴向缝隙而形成N片弹片（251），N≥2，所述滑块（27）的滑动作用于所述弹片（251）进而作用于所述的弹性胶套（24）。2.如权利要求1所述的井下排水采气机器人的截断阀，其特征是：所述第一锁紧机构包括第一锁紧螺母（22）和第一压紧盖帽（23），所述扩张套（25）的固定端设有尾槽（250），所述弹性胶套（24）的端部由第一压紧盖帽（23）锁定于所述尾槽（250）内，第一锁紧螺母（22）与阀体（21）螺纹连接。3.如权利要求1或2所述的井下排水采气机器人的截断阀，其特征是：所述第二锁紧机构包括第二锁紧螺母（34）、第二压紧盖帽（29）和与阀体（21）滑动配合的滑套（31），滑套（31）位于阀体（21）的外侧，滑套（31）与阀体（21）之间设置有第一密封圈（35），第二锁紧螺母（34）、第二压紧盖帽（29）装配于滑套（31）的外侧，所述弹性胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：补正伟，
申请(专利权)人：成都万基石油机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：