一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置

本发明涉及一种油气开采及储气库自动化设备领域，特别涉及一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置。

背景技术：

1、在油气开采及储气库注采等生产作业过程中，通常使用节流管汇来实现节流降压和求产配产的功能。节流阀作为管汇的关键组件，不仅在油气开采中起到控制油气流量和稳定井口压力，防止过度生产而导致油井损坏，确保油井的产量和生产效率预防事故发生作用，同样在储气库的运营中扮演重要角色。在储气库的注采气作业中，控制天然气的流量是确保生产过程稳定性和效率的关键。节流阀在这一过程中扮演着核心角色，它可以根据生产需求精确调节流量，确保天然气供应符合生产要求。由于天然气储层压力各异，为了防止过高或过低的压力对生产系统造成损害，节流阀的调节功能尤为重要，它能够维持系统在安全的工作范围内。节流阀的精确控制可优化天然气从储层到生产设备的输送流程，提升注采气的效率。此外，在注采过程中，若压力发生骤变，可能会引发安全事故，威胁人员和设备安全，而以通过节流阀的控制，可以平缓地释放压力，有效降低事故发生的风险。

2、现有节流阀按照是否能够调节开度来分类，可以分为固定式节流阀和可调式节流阀两类。可调式节流阀可以根据工况变化及工艺需求来调整阀门的开度或节流孔的大小，从而改变通过节流阀的气液的流量和压降，具有灵活性高，可调范围广的优点。但可调式节流阀的阀门的开度变化与气液流量和压降并非呈现稳定的线性关系，以至于其存无法精确控制气液流量和压降的问题。固定式节流阀设计简单，结构稳定，成本较低，具有固定的流量设定，适用于需要固定流量的场合，具备一定的可预测性和可控性，但在使用中，固定式节流阀还存在如下几方面的不足。

3、(1)现有固定式节流阀只能安装一个固定油咀，无法根据工况变化和作业要求来快速地进行调节。

4、(2)现有固定式节流阀承受井下高压气液时，会产生显著的噪音和振动，这种现象在高压差工况尤其明显。

5、(3)现有固定式节流阀在处理含有固体颗粒的流体时，节流部分极易磨损。这种情况会缩短阀门的使用寿命，同时增加维护成本和频率。

6、(4)现有固定式节流阀只能进行单级调节，无法实现多级节流。这使得单次的节流很难达到预期的降压效果。而在需要精确控制流量的情况下，固定节流阀的能力十分有限，无法满足复杂工艺或应用中对不同流量范围的细致调节需求。

7、为了有效解决现有节流装置存在的不足，亟需发明一种新型节流装置，以满足油气井生产及储气库高强度注采过程中，产量和压力等因素会随时间变化，需要灵活快速地调节节流阀的过流通道尺寸以及解决单个固定油咀在使用时很难达到预期的压降效果的问题

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，本发明通过电机驱动转杆使旋转阀芯转动，从而达到切换固定油咀的目的，由于旋转阀芯内装有多组固定油咀，可以根据工况需要切换适合的固定油咀控制流量，以满足不同工况下的流量要求，解决了传统固定节流阀只能安装一个固定油咀，以及无法根据不同工况灵活调节流量，导致流量不匹配和生产效率下降的问题，以及更换不同规格的固定油咀时需要关闭上下游阀门而导致生产效率下降的问题；本发明采用双级多规格节流，双级节流可以将系统压力逐级降低，逐级减缓流体流速变化，减小了流体流动时产生的噪音和振动，提高了系统的工作环境，并且双级节流有效降低单个节流阀的负荷和磨损，减小单点故障的风险，提高系统的可靠性和稳定性，解决了传统节流阀当井下高压气液通过时会产生噪音和振动，并且处理含有固体颗粒的流体时容易发生磨损的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，其特征在于：它包括上转换接头、安装上盖、固定油咀、旋转阀芯、阀体、电机、下传动安装盒、深沟球轴承、转杆、齿轮、推力圆柱滚子轴承、平键、密封圈、上传动安装盒，所述上转换接头上设有通孔ⅰ、通孔ⅱ，所述安装上盖上设有通孔ⅲ、通孔ⅳ、台阶ⅰ，所述阀体上设有通孔ⅴ、通孔ⅵ、凸台ⅰ、螺纹孔ⅲ，所述电机安装在下传动安装盒下方，所述下传动安装盒安装于阀体中部下端，所述深沟球轴承安装于下传动安装盒内，所述齿轮分别安装在电机和转杆上，所述推力圆柱滚子轴承安装在凸台ⅰ上，所述旋转阀芯安装在推力圆柱滚子轴承上，所述固定油咀安装在旋转阀芯外圈，所述转杆安装在旋转阀芯中部并通过平键连接，所述电机、深沟球轴承、齿轮、推力圆柱滚子轴承、旋转阀芯、固定油咀、转杆、平键在阀体中上下对称放置，两旋转阀芯中部放置有推力圆柱滚子轴承与密封圈，所述安装上盖上通孔ⅳ与阀体上通孔ⅴ通过螺栓连接，所述上传动安装盒安装于安装上盖上，所诉上转换接头上通孔ⅱ与安装上盖上通孔ⅲ通过螺栓连接固定。

3、所述的旋转阀芯上设有螺纹孔ⅰ，台阶ⅱ、螺纹孔ⅱ、凹槽ⅰ，所述固定油咀通过螺纹安装于螺纹孔ⅱ中，所述凹槽ⅰ用于安装密封圈。

4、所述的下传动安装盒上设有台阶ⅲ、通孔ⅶ、台阶ⅳ、螺纹孔ⅳ，所述深沟球轴承分别安装于台阶ⅲ与台阶ⅳ上，所述通孔ⅶ与阀体(5)上螺纹孔ⅲ通过螺钉连接，所述电机与螺纹孔ⅳ通过螺钉连接。

5、所述的转杆上设有通孔ⅷ、键槽ⅰ、键槽ⅱ，所述的通孔ⅷ与旋转阀芯上螺纹孔ⅰ通过螺钉连接，所述键槽ⅰ用于安装平键与旋转阀芯连接，所述键槽ⅱ用于安装平键与齿轮连接。

6、所述的上传动安装盒上设有螺纹孔ⅴ、通孔ⅸ、台阶ⅴ、台阶ⅵ，所述螺纹孔ⅴ与电机通过螺钉连接，所述通孔ⅸ与安装上盖上通孔ⅳ通过螺栓连接，所述深沟球轴承安装在台阶ⅴ和台阶ⅵ上。

7、本发明的有益效果是：

8、(1)内部安装了多组不同规格的固定油咀，通过切换这些油咀，可以灵活地调节流量和压力，以适应各种工况的需求变化。

9、(2)采用双级节流设计，使得流体速度逐步减少，从而降低了流动过程中产生的噪音和振动，改善了系统的工作环境。

10、(3)有效减少了单个节流阀的负荷和磨损，降低了单点故障的风险，从而提升了系统的可靠性和稳定性。

11、(4)通过将流量分散至多个节流阀进行控制，可以实现精确的流量调节，并提供更灵活的流量管理能力，以满足不同工况的需求。

技术特征：

1.一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，其特征在于：它包括上转换接头(1)、安装上盖(2)、固定油咀(3)、旋转阀芯(4)、阀体(5)、电机(6)、下传动安装盒(7)、深沟球轴承(8)、转杆(9)、齿轮(10)、推力圆柱滚子轴承(11)、平键(12)、密封圈(13)、上传动安装盒(14)，所述上转换接头(1)上设有通孔ⅰ(101)、通孔ⅱ(102)，所述安装上盖(2)上设有通孔ⅲ(201)、通孔ⅳ(202)、台阶ⅰ(203)，所述阀体(5)上设有通孔ⅴ(501)、通孔ⅵ(502)、凸台ⅰ(503)、螺纹孔ⅲ(504)，所述电机(6)安装在下传动安装盒(7)下方，所述下传动安装盒(7)安装于阀体(5)中部下端，所述深沟球轴承(8)安装于下传动安装盒(7)内，所述齿轮(10)分别安装在电机(6)和转杆(9)上，所述推力圆柱滚子轴承(11)安装在凸台ⅰ(503)上，所述旋转阀芯(4)安装在推力圆柱滚子轴承(11)上，所述固定油咀(3)安装在旋转阀芯(4)外圈，所述转杆(9)安装在旋转阀芯(4)中部并通过平键(12)连接，所述电机(6)、深沟球轴承(8)、齿轮(10)、推力圆柱滚子轴承(11)、旋转阀芯(4)、固定油咀(3)、转杆(9)、平键(12)在阀体(5)中上下对称放置，两旋转阀芯(4)中部放置有推力圆柱滚子轴承(11)与密封圈(13)，所述安装上盖(2)上通孔ⅳ(202)与阀体(5)上通孔ⅴ(501)通过螺栓连接，所述上传动安装盒(14)安装于安装上盖(2)上，所诉上转换接头(1)上通孔ⅱ(102)与安装上盖(2)上通孔ⅲ(201)通过螺栓连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，其特征在于：所述的旋转阀芯(4)上设有螺纹孔ⅰ(401)，台阶ⅱ(402)、螺纹孔ⅱ(403)、凹槽ⅰ(404)，所述固定油咀(3)通过螺纹安装于螺纹孔ⅱ(403)中，所述凹槽ⅰ(404)用于安装密封圈(13)。

3.根据权利要求1所述的一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，其特征在于：所述的下传动安装盒(7)上设有台阶ⅲ(701)、通孔ⅶ(702)、台阶ⅳ(703)、螺纹孔ⅳ(704)，所述深沟球轴承(8)分别安装于台阶ⅲ(701)与台阶ⅳ(703)上，所述通孔ⅶ(702)与阀体(5)上螺纹孔ⅲ(504)通过螺钉连接，所述电机(6)与螺纹孔ⅳ(704)通过螺钉连接。

4.根据权利要求1所述的一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，其特征在于：所述的转杆(9)上设有通孔ⅷ(901)、键槽ⅰ(902)、键槽ⅱ(903)，所述的通孔ⅷ(901)与旋转阀芯(4)上螺纹孔ⅰ(401)通过螺钉连接，所述键槽ⅰ(902)用于安装平键(12)与旋转阀芯(4)连接，所述键槽ⅱ(903)用于安装平键(12)与齿轮(10)连接。

5.根据权利要求1所述的一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，其特征在于：所述的上传动安装盒(14)上设有螺纹孔ⅴ(1401)、通孔ⅸ(1402)、台阶ⅴ(1403)、台阶ⅵ(1404)，所述螺纹孔ⅴ(1401)与电机(6)通过螺钉连接，所述通孔ⅸ(1402)与安装上盖(2)上通孔ⅳ(202)通过螺栓连接，所述深沟球轴承(8)安装在台阶ⅴ(1403)和台阶ⅵ(1404)上。

技术总结本发明公开了一种多规格固定油嘴自动切换组合双级节流装置，属于油气开采及储气库自动化设备领域。它包括上转换接头、上传动安装盒、安装上盖、固定油咀、阀体、旋转阀芯、电机、齿轮、转杆、平键、推力球轴承、深沟球轴承、下传动安装盒等零部件。本发明实现了双级多规格固定油咀的自动快速切换，能根据工况所需切换不同规格的固定油咀，解决了现有固定式节流阀仅能装配一个固定油咀无法适应油气开采及储气库注采中工况突然变化需要快速更换油咀的问题；本发明实现了多级节流，可有效降低单个节流阀的负荷和磨损，减小单点故障的风险，解决了现有固定式节流阀内固定油咀易损坏且仅能进行一次节流降压调节，难以达到预期节流降压目的的问题。技术研发人员：朱舒帝,王国荣,唐洋,魏剑飞,高科超,谭振兴,吴立伟,王金忠,刘伟,高广亮,周岩,袁光杰,刘奕衫,高翔,袁国海受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10