气井井口先导式自保持电磁阀制造技术

气井井口先导式自保持电磁阀，应用于天然气井场及输气管道上。特征是：在阀体内有圆筒状主阀芯。阀盖固定在阀体上部。在阀盖的侧壁上横向连接有销定电磁头、一级开启电磁头、二级开启电磁头。副阀芯为圆筒状，其下端在主阀芯内。副阀芯内有上、下压缩弹簧，在下压缩弹簧内有芯杆。在阀体及副阀芯内有平衡压力孔。阀体与阀盖内有连通孔。阀盖上有卸压孔。副阀芯外壁有环形凹槽。效果是：能适用于天然气井口管线，在不依赖外接气源驱动情况下，依靠微弱电磁力完成阀门开关。与远程控制系统协作，可实现远程控制开关单井、高低压自动保护等功能。通过阀芯两级传动使主阀芯完全开启，从而可以解决原结构电磁阀节流效应引起的冻堵及积砂导致的内漏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田采气
，特别涉及一种天然气井场及输气管道上的电磁气动开关阀。应用于天然气生产过程中的一种开启后不需要电力和前后压差来维持其状态的 电磁阀，具体地说，是一种新型先导式自保持电磁阀。
技术介绍
天然气井生产过程中，当采用井下节流工艺生产时，井筒及地面管线可采用中低 压设计。此时为防止井下节流器失效对下游中低压管线及相应设备的破坏，同时防止因下 游管线破裂造成天然气的大量泄露，井口需要安装高低压安全保护截断装置。此时开关井 工作只能在井场完成。当气田面积大、生产井数量多、井位分散时，气井生产后期转入间歇 生产时，开关井工作量大，无法实现人工开关井阀门，气井管理维护难度大；而当出现紧急 情况时，无法及时关闭井口气源，存在一定安全隐患。因此需要研制一种新型远程控制开关 井装置，以保证系统运行安全，减少人力物力消耗。而气井井位分散，无外接电源等，传统阀 门无法满足现场需要。 中国专利公开(公告)号CN101575958，提供了一种"天然气井电磁气动开关井 阀"，是最接近的开关井阀。 中国专利公开(公告)号CN2918908Y，提供了一种"天然气用的直通式防爆电磁 阀"，是用于压縮天然气为工作介质，在管路中实现开闭控制功能的天然气用的直角式防爆 电磁阀。由壳体、出口接管、主活门部件、防爆电磁铁、先导活门部件、连接螺母组成，壳体一 端经连接螺母与防爆电磁铁连接，壳体另一端与出口接管连接，主活门部件位于出口接管 与壳体形成的空间内，先导活门部件位于防爆电磁铁中，其一端在壳体内；防爆电磁铁由线 圈、衔铁、螺母、隔离套构成，衔铁内有阶梯轴向孔，阶梯轴向孔上有先导活门部件；有二个 活门，工作时先导活门打开，主活门再打开，是分二步实现的，气体通过出口接管排于阀门 的壳体内部，使用安全性提高。 目前，现场实用的电磁阀阀芯无法完全开启，应用中存在一定程度的节流效应。阀 芯提升稳定后，阀前后存在O. 1 0. 2MPa压差，并引起约rC左右温降，易造成电磁阀冬季 冻堵。同时，由于阀芯开启程度非常小，故密封接触面易积砂而导致电磁阀内漏。所以必须 对该电磁阀结构进行改进，才能适应现场实用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气井井口先导式自保持电磁阀，使阀芯能够完全开启。 能适用于天然气井口外输管线关闭，在不依赖外接高压气源驱动的情况下，在微弱电量控 制下实现天然气井井口远程控制开关井及超欠压关井，实现气井生产的安全高效管理。克 服目前气田井口电磁阀阀芯无法完全开启的不足。 本专利技术采用的技术方案是气井井口先导式自保持电磁阀，主要由阀盖、阀体、主 阀芯、副阀芯、销定电磁头、一级开启电磁头、二级开启电磁头、芯杆、下压縮弹簧和上压縮3弹簧组成，阀体两侧分别有连接管线的进气口与出气口 ，进气口内有进气通道，出气口内有 出气通道。出气通道与进气通道之间有主阀芯座，阀体内有圆筒状主阀芯，主阀芯能在阀体 的中心孔内上下滑动，主阀芯的底平面在主阀芯座上。其特征在于阀盖为圆柱状，阀盖端 部有中心孔，阀盖固定在阀体上部，阀盖中心孔与阀体上部中心孔相对；在阀盖的侧壁上横 向连接有销定电磁头、一级开启电磁头、二级开启电磁头；副阀芯为圆筒状，副阀芯中心孔 内有横隔板，副阀芯下端在主阀芯内，并且副阀芯的底部压在主阀芯的内底部，副阀芯上端 在阀盖中心孔，副阀芯能在阀盖及阀体的中心孔内上下滑动；芯杆在副阀芯内，副阀芯的横 隔板上部有上压縮弹簧，阀盖中心孔上平面压在上压縮弹簧的顶部；在副阀芯的横隔板下 部有下压縮弹簧，下压縮弹簧的下端压在副阀芯下端内丝堵上部，在下压縮弹簧内有一个T 形圆柱状芯杆，芯杆顶部凸出的下平面压在下压縮弹簧顶部，芯杆的下端与主阀芯螺纹连 接；副阀芯下端内丝堵有中心孔，副阀芯下端内丝堵套在芯杆上，副阀芯下端内丝堵能沿芯 杆上下滑动；在阀体进气通道内侧上部钻有平衡压力孔一，平衡压力孔一的另一端开口处 在阀体的中心孔内，并在主阀芯的上部，衡压力孔一连通阀体的进气通道与阀体的中心孔， 副阀芯中部横隔板有平衡压力孔二，平衡压力孔二将副阀芯上下两部分连通，副阀芯外壁 中上部有环形凹槽，当副阀芯开启后，销定电磁头内部弹簧可推动销定电磁头磁芯，销定电 磁头磁芯的端部能嵌入副阀芯的环形凹槽内；阀体与阀盖上有主连通孔，主连通孔的下端 开口处位于阀体的出气通道内，主连通孔的上端与一级连通孔及二级连通孔的下端相接， 一级连通孔上端开口位于阀盖外壁用于固定一级开启电磁头的带外螺纹的圆柱体的中心 孔内，二级连通孔与一级连通孔对称，二级连通孔上端开口位于阀盖外壁用于固定二级开 启电磁头的带外螺纹的圆柱体的中心孔内；阀盖上有一级卸压孔和二级卸压孔，一级卸压 孔联通阀盖的中心孔和位于阀盖外壁用于固定一级开启电磁头的带外螺纹的圆柱体的中 心孔内；二级卸压孔一端开口位于阀盖外壁用于固定二级开启电磁头的带外螺纹的圆柱体 的中心孔内，二级卸压孔的另一端在阀盖的底部，并联通阀体的中心孔；一级卸压孔能将副 阀芯内的高压气体导入主连通孔，从而实现副阀芯的提升，二级卸压孔能将主阀芯内的高 压气体导入主连通孔从而实现主阀芯的提升； 销定电磁头内部弹簧可推动销定电磁头磁芯水平运动，该销定电磁头磁芯的圆柱 型端部能在弹簧推动下嵌入副阀芯的环形凹槽内；一级开启电磁头和二级开启电磁头内有 各自弹簧及磁芯， 一级开启电磁头和二级开启电磁头的磁芯顶端分别位于一级连通孔、二 级连通孔开口处，并且磁芯顶端均固定有密封盖， 一级开启电磁头水平运动能打开或关闭 一级连通孔；二级开启电磁头水平运动能打开或关闭二级连通孔。 所述的销定电磁头、一级开启电磁头、二级开启电磁头均为直流电控制的电磁头，内有线圈及电磁铁，此非本专利技术的创新，本领域技术人员能完成，不再详述。 本专利技术的有益效果本专利技术气井井口先导式自保持电磁阀，通过阀芯两级传动使主阀芯完全开启，从而可以解决原结构电磁阀节流效应引起的冻堵及积砂导致的内漏。 天然气井井口电磁阀本身不需要外来气源驱动，可在较小电力驱动下实现阀门开关，与远程控制系统协作，可实现远程控制开关单井、高低压自动保护等功能，能够提高单井信息化管理水平，保证生产运行的安全平 。其在气田具有广阔的应用前景。附图说明 图la是本专利技术气井井口先导式自保持电磁阀剖面正视图。 图lb是本专利技术气井井口先导式自保持电磁阀剖面左视图。 图2a是阀盖1剖面正视图。 图2b是阀盖l剖面左视图。 图3是阀体2示意图。 图4是主阀芯3示意图。 图5是副阀芯4示意图。 图6是芯杆8示意图。 图7a是一级开启阀门时销定电磁头磁芯18与副阀芯4之间的锁定位置关系。 图7b是关闭阀门时销定电磁头磁芯18与副阀芯4之间的锁定位置关系。 图中，l.阀盖，2.阀体，3.主阀芯，4.副阀芯，5.销定电磁头，6. —级开启电磁头， 7. 二级开启电磁头，8.芯杆，9.下压縮弹簧，IO.上压縮弹簧，ll. 一级卸压孔，12. —级连 通孔，13. 二级卸压孔，14. 二级连通孔，15.主连通孔，16.平衡压力孔一，17.平衡压力孔 二，18.销定电磁头磁芯。具体实施例方式实施例1 :以一个气井井口先导式自保持电磁阀为例，对本专利技术作进一步详细说明。 参阅图la、图lb。气井井口先导式自保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气井井口先导式自保持电磁阀，主要由阀盖（１）、阀体（２）、主阀芯（３）、副阀芯（４）、销定电磁头（５）、一级开启电磁头（６）、二级开启电磁头（７）、芯杆（８）、下压缩弹簧（９）和上压缩弹簧（１０）组成，阀体（２）两侧分别有连接管线的进气口与出气口，进气口内有进气通道，出气口内有出气通道，出气通道与进气通道之间有主阀芯座，阀体（２）内有圆筒状主阀芯（３），主阀芯（３）能在阀体（２）的中心孔内上下滑动，主阀芯（３）的底平面在主阀芯座上；其特征在于：阀盖（１）为圆柱状，阀盖（１磁头（６）的带外螺纹的圆柱体的中心孔内；二级卸压孔（１３）一端开口位于阀盖（１）外壁用于固定二级开启电磁头（７）的带外螺纹的圆柱体的中心孔内，二级卸压孔（１３）的另一端在阀盖（１）的底部，并联通阀体（２）的中心孔；一级卸压孔（１１）能将副阀芯（４）内的高压气体导入主连通孔（１５），二级卸压孔（１３）能将主阀芯（３）内的高压气体导入主连通孔（１５）；　　销定电磁头（５）内部弹簧能推动销定电磁头磁芯（１８）水平运动，该销定电磁头磁芯（１８）的圆柱型端部能在弹簧推动下嵌入副阀芯（４）的环形凹槽内；一级开启电磁头（６）和二级开启电磁头（７）内有各自弹簧及磁芯，一级开启电磁头（６）和二级开启电磁头（７）的磁芯顶端分别位于一级连通孔（１２）、二级连通孔（１４）开口处，并且磁芯顶端均固定有密封盖，一级开启电磁头（６）水平运动能打开或关闭一级连通孔（１２）；二级开启电磁头（７）水平运动能打开或关闭二级连通孔（１３）。）下端部有中心孔，阀盖（１）固定在阀体（２）上部，阀盖（１）中心孔与阀体（２）上部中心孔相对；在阀盖（１）的侧壁上横向连接有销定电磁头（５）、一级开启电磁头（６）、二级开启电磁头（７）；副阀芯（４）为圆筒状，副阀芯（４）中心孔内有横隔板，副阀芯（４）下端在主阀芯（３）内，并且副阀芯（４）的底部压在主阀芯（３）的内底部，副阀芯（４）上端在阀盖（１）中心孔，副阀芯（４）能在阀盖（１）及阀体（２）的中心孔内上下滑动；芯杆（８）在副阀芯（４）内，副阀芯（４）的横隔板上部有上压缩弹簧（１０），阀盖（１）中心孔上平面压在上压缩弹簧（１０）的顶部；在副阀芯（４）的横隔板下部有下压缩弹簧（９），下压缩弹簧（９）的下端压在副阀芯（４）下端内丝堵上部，在下压缩弹簧（９）内有一个Ｔ形圆柱状芯杆（８），芯杆（８）顶部凸出的下平面压在下压缩弹簧（９）顶部，芯杆（８）的下...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，杨华，徐永高，张书平，吴革生，程小莉，肖述琴，贾友亮，刘双全，于志刚，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]