水下防砂用平板閘閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平板閘閥，尤其是一種水下防砂用平板閘閥。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋石油工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和海上油田水深的增加，水下生產(chǎn)系統(tǒng)因其自身優(yōu)勢:開發(fā)成本低、建設(shè)周期短、開發(fā)效益高和安全性較高等，已越來越受到世界各國的青睞。水下平板閘閥是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的通用部件，也是水下井口裝置、水下采油樹和水下管匯系統(tǒng)中控制海底油氣開關(guān)的關(guān)鍵單元設(shè)備。其閥座密封的可靠性和穩(wěn)定性直接影響水下平板閘閥的壽命和開關(guān)力矩。
[0003]與傳統(tǒng)陸用閥門不同，水下平板閘閥設(shè)計(jì)壽命一般是20年以上，需要滿足API6A、API 17D性能測試要求，目前水下平板閘閥對稱結(jié)構(gòu)，一般包括閥體、兩個(gè)閥座以及閘板，閥板在兩個(gè)閥座間上下滑動(dòng)以打開或關(guān)閉平板閘閥。但是油氣中經(jīng)常含有砂礫，沙礫容易進(jìn)入閥體與閥座之間的間隙，沙礫積累過多時(shí)，會(huì)造成閥座不能浮動(dòng)，增大平板閘閥開啟與關(guān)閉扭矩力，加快閥座與閥板間的磨損，縮短平板閘閥的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種水下防砂用平板閘閥，其能夠有效阻止油氣中的砂礫進(jìn)入閥座與閥體間隙中，具有很長的使用壽命。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種水下防砂用平板閘閥，包括:
[0007]閥體，其左端形成介質(zhì)上游流道，所述閥體的右端形成介質(zhì)下游流道，所述介質(zhì)上游流道沿介質(zhì)的流向內(nèi)徑依次呈階梯狀增大，形成多個(gè)環(huán)形的第一臺(tái)階，所述介質(zhì)下游流道的內(nèi)徑沿介質(zhì)的流向的反方向依次呈階梯狀增大，依次形成多個(gè)環(huán)形的第二臺(tái)階；
[0008]第一閥座和第二閥座，所述第一閥座與多個(gè)第一臺(tái)階配合設(shè)置，所述第二閥座與多個(gè)第二臺(tái)階配合設(shè)置。
[0009]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，第一臺(tái)階的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，第二臺(tái)階的個(gè)數(shù)也為兩個(gè)；
[0010]所述第一閥座上形成環(huán)形的第一凸臺(tái)和第二凸臺(tái)，所述第一凸臺(tái)外徑大于所述第二凸臺(tái)的外徑，所述第一凸臺(tái)和所述第二凸臺(tái)分別與兩個(gè)第一臺(tái)階間隙配合；所述第二閥座上形成環(huán)形的第三凸臺(tái)和第四凸臺(tái)，所述第三凸臺(tái)的外徑大于所述第四凸臺(tái)的外徑，所述第三凸臺(tái)和所述第四凸臺(tái)分別與兩個(gè)第二臺(tái)階間隙配合；所述第一凸臺(tái)的高度面設(shè)置有環(huán)形的第一凹槽，所述第一凹槽中設(shè)置有第一彈性組件，所述第三凸臺(tái)的高度面上設(shè)置有環(huán)形的第二凹槽，所述第二凹槽中設(shè)置有第二彈性組件，所述第一閥座上中部設(shè)置有第一通孔并與所述介質(zhì)上游流道連通，所述第二閥座中部設(shè)置有第二通孔并與所述介質(zhì)下游流道連通；
[0011 ] 所述第一閥座和所述第二閥座之間還插設(shè)一閥板，所述閥板表面與所述第一閥座和所述第二閥座均貼合，所述第一彈性組件和所述第二彈性組件分別向所述第一閥座和所述第二閥座施加壓迫力，以使所述第一閥座和所述第二閥座均抵壓所述閥板，所述閥板中部設(shè)置有第三通孔，所述閥板在所述閥體內(nèi)上下方向滑動(dòng)以使所述第三通孔與第一通孔和第二通孔同時(shí)連通或同時(shí)不連通。
[0012]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，所述第一凸臺(tái)的曲面上設(shè)置有環(huán)形的第三凹槽，所述第三凹槽內(nèi)設(shè)置有第一密封件，所述第一密封件包括依次設(shè)置的第一環(huán)狀金屬墊片、第一環(huán)狀U型組件和第一環(huán)狀凸型組件，所述第一環(huán)狀金屬墊片與所述第一環(huán)狀U型組件的封閉一端緊貼，所述第一環(huán)狀凸型組件的凸出部伸入所述第一環(huán)狀U型組件的開放端，且使所述第一環(huán)狀U型組件的兩個(gè)側(cè)面分別壓迫所述第一臺(tái)階的曲面和所述第一凸臺(tái)；
[0013]所述第三凸臺(tái)的曲面上設(shè)置有環(huán)形的第四凹槽，所述第四凹槽內(nèi)設(shè)置有第二密封件，所述第二密封件包括依次設(shè)置的第二環(huán)狀金屬墊片、第二環(huán)狀U型組件和第二環(huán)狀凸型組件，所述第二環(huán)狀金屬墊片與所述第二環(huán)狀U型組件的封閉一端緊貼，所述第二環(huán)狀凸型組件的凸出部伸入所述第二環(huán)狀U型組件的開放端，且使所述第二環(huán)狀U型組件的兩個(gè)側(cè)面分別壓迫所述第二臺(tái)階曲面和所述第三凸臺(tái)。
[0014]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，所述第一環(huán)狀U型組件和所述第二環(huán)狀U型組件的材質(zhì)均為聚醚醚酮。
[0015]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，所述第一彈性組件和所述第二彈性組件均為波形彈簧。
[0016]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔的內(nèi)徑均相等。
[0017]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，所述間隙配合中的間隙為1-2毫米。
[0018]優(yōu)選的是，所述的水下防砂用平板閘閥，還包括:
[0019]第一氣孔和第二氣孔，所述第一氣孔開設(shè)在所述閥體的上端，所述第二氣孔開設(shè)在所述閥體的下端，所述第一氣孔通過第一軟管連通至一充滿空氣的氣囊和所述第二氣孔通過第二軟管連通至所述氣囊所述第一軟管和第二軟管上均設(shè)置有電磁閥；
[0020]控制器，其與所電磁閥相連，所述控制器控制所述電磁閥每天開啟一次，以使所述氣囊向所述閥體內(nèi)吹氣，每次開啟5-10秒。
[0021]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0022]本發(fā)明可提高閥座與閥體、閥座與閥板間的密封性，減少砂進(jìn)入閥座與閥體、閥座與閥板的間隙中，降低水下平板閘閥的啟閉扭矩力，極大改善了平板閘閥在含砂油氣井的性能，增加了水下平板閘閥的使用壽命。
[0023]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研宄和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的第一閥座結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的第二閥座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的第一密封件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0030]圖1、圖2、圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式，其中包括:
[0031]閥體1，其左端形成介質(zhì)上游流道，所述閥體I的右端形成介質(zhì)下游流道，所述介質(zhì)上游流道沿介質(zhì)的流向內(nèi)徑依次呈階梯狀增大，形成多個(gè)環(huán)形的第一臺(tái)階11，所述介質(zhì)下游流道的內(nèi)徑沿介質(zhì)的流向的反方向依次呈階梯狀增大，依次形成多個(gè)環(huán)形的第二臺(tái)階12 ；
[0032]第一閥座2和第二閥座3，所述第一閥座2與多個(gè)第一臺(tái)階11配合設(shè)置，所述第二閥座3與多個(gè)第二臺(tái)階12配合設(shè)置。
[0033]在上述技術(shù)方案中，平板閥的閥體I內(nèi)部一般形成一個(gè)類十字形的腔體，具有上端、下端、左端和右端四個(gè)端，介質(zhì)如油氣從閥體I的左端向閥體I的右端移動(dòng)，這里將閥體I的左端稱為介質(zhì)上游流道，將閥體I的右端稱為介質(zhì)下游流道。在平板閥閘中，閥座與閥體I的密封性和閥座與閥板4的密封性均很重要。在這里，介質(zhì)上游流道的內(nèi)徑增大，形成多個(gè)第一臺(tái)階11，介質(zhì)下游流道中形成多個(gè)第二臺(tái)階12，這里的第一臺(tái)階11和第二臺(tái)階12均為環(huán)形，具有一個(gè)環(huán)形的高度面和一個(gè)曲面，第一閥座2插入介質(zhì)上游流道與多個(gè)第一臺(tái)階11配合，第二閥座3插入介質(zhì)下游流道與多個(gè)第二臺(tái)階12配合，這里的配合可以是無間隙配合或小間隙配合，小間隙配合即間隙為0-2毫米。由于具有多個(gè)臺(tái)階，閥體I與第一閥座2和第二閥座3配合的路徑很長，提高了閥座與閥體I間的密封性，油氣中的沙礫不容易進(jìn)入閥座與閥體I的間隙，也不容易在間隙中積累，這使第一閥座2和第二閥座3始終可以浮動(dòng)，降低了水下平板閘閥的啟閉扭矩力。
[0034]在另一種實(shí)例中，所述的水下防砂用平板閘閥，第一臺(tái)階11的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，第二臺(tái)階12的個(gè)數(shù)也為兩個(gè)；
[0035]所述第一閥座2上形成環(huán)形的第一凸臺(tái)22和第二凸臺(tái)21，所述第一凸臺(tái)22外徑大于所述第二凸臺(tái)21的外徑，所述第一凸臺(tái)22和所述第二凸臺(tái)21分別與兩個(gè)第一臺(tái)階11間隙配合；所述第二閥座3上形成環(huán)形的第三凸臺(tái)32和第四凸臺(tái)31，所述第三凸臺(tái)32的外徑大于所述第四凸臺(tái)31的外徑，所述第三凸臺(tái)32和所述第四凸臺(tái)31分別與兩個(gè)第二臺(tái)階12間隙配合；所述第一凸臺(tái)22的高度面設(shè)置有環(huán)形的第一凹槽23，所述第一凹槽23中設(shè)置有第一彈性組件231，所述第三凸臺(tái)32的高度面上設(shè)置有環(huán)形的第二凹槽33，所述第二凹槽33中設(shè)置有第二彈性組件331，所述第一閥座2上中部設(shè)置有第一通孔24并與所述介質(zhì)上游流道連通，所述第二閥座3中部設(shè)置有第二通孔34并與所述介質(zhì)下游流道連通；
[0036]所述第一閥座2和所述第二閥座3之間還插設(shè)一閥板4，所述閥板4表面與所述第一閥座2和所述第二閥座3均貼合，所述第一彈性組件231和所述第二彈性組件331分別向所述第一閥座2和所述第二閥座3施加壓迫力，以使所述第一閥座2和所述第二閥座3均抵壓所述閥板4，所述閥板4中部設(shè)置有第三通孔，所述閥板4在所述閥體I內(nèi)上下方向滑動(dòng)以使所述第三通孔與第一通孔24和第二通孔34同時(shí)連通或同時(shí)不連通。
[0037]在上述技術(shù)方案中，提供了第一臺(tái)階11和第二臺(tái)階12優(yōu)選的個(gè)數(shù)，即兩個(gè)第一臺(tái)階11和兩個(gè)第二臺(tái)階12即可提供良好的防沙礫效果。為了與兩個(gè)第一臺(tái)階11和兩個(gè)第二臺(tái)階12配合，第一閥座2上設(shè)第一凸臺(tái)22和第二凸臺(tái)21，第二閥座3上設(shè)第三凸臺(tái)32和第四凸臺(tái)31，并在第一凸臺(tái)22與閥體I間設(shè)第一彈性組件231，在第三凸臺(tái)3