專利名稱：低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天然氣采輸井場(chǎng)中用于保障場(chǎng)站設(shè)備或輸氣管安全的低壓觸發(fā)井口安全關(guān)斷閥。
背景技術(shù)：
在天然氣采輸井場(chǎng)地面安裝有控制天然氣輸出的低壓觸發(fā)型井口安全關(guān)斷閥。這是因?yàn)橄掠喂艿?、閥門或設(shè)備的失效或斷裂會(huì)引起管道內(nèi)壓力的降低，在這種情況下天然氣會(huì)排出到大氣中，既污染了大氣，又存在引起火災(zāi)和爆炸的隱患，并造成經(jīng)濟(jì)損失。此安全關(guān)斷閥的作用是當(dāng)管路壓力下降到一定值時(shí)關(guān)閉天然氣通路，從而減少天然氣的泄漏，減輕大氣污染，減小火災(zāi)隱患和經(jīng)濟(jì)損失。目前大多數(shù)井口安全關(guān)斷閥由關(guān)斷閥和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成。通常情況下液·壓控制系統(tǒng)的各個(gè)功能部件是分別獨(dú)立安裝的，部件與部件之間采用管線進(jìn)行連接。這樣一來(lái)，就造成了各部件之間的連接管線長(zhǎng)、連接接頭多的局面，使得潛在泄漏點(diǎn)明顯增多。另外，關(guān)斷閥本身的運(yùn)動(dòng)部件也較多。這些因素都會(huì)造成整個(gè)關(guān)斷閥系統(tǒng)的可靠性下降。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥。此閥門的觸發(fā)機(jī)構(gòu)依據(jù)壓桿失穩(wěn)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)管道壓力低于特定點(diǎn)時(shí)，在管道壓力和彈簧力的共同作用下壓桿發(fā)生失穩(wěn)，從而觸發(fā)閥門的關(guān)斷，關(guān)斷精度高，而且省去了傳統(tǒng)閥門的液壓控制系統(tǒng)。同時(shí)，閥門本身的結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，具有很高的可靠性。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥，其主要部件包括活塞、閥體、閥瓣、閥座、擋塊、閥桿、閥蓋、彈簧、彈簧擋片、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠、桿帽、復(fù)位螺栓等。閥門的工作原理描述如下閥桿受到三個(gè)力的共同作用，分別是細(xì)長(zhǎng)桿的支撐力、活塞的壓力和彈簧的推力。其中細(xì)長(zhǎng)桿的支撐力和活塞的壓力的方向均為向下，彈簧的推力方向向上，這三個(gè)力的平衡和失衡是觸發(fā)閥門打開(kāi)和關(guān)閉的因素。當(dāng)管道內(nèi)壓力高于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿承受的軸向力低于其壓桿失穩(wěn)臨界載荷，壓桿保持穩(wěn)定。細(xì)長(zhǎng)桿的支撐力和活塞的壓力這兩個(gè)向下的力與彈簧向上的推力達(dá)到平衡，流體可以流過(guò)閥瓣與閥桿之間的空腔，閥門處于打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)管道內(nèi)的壓力開(kāi)始下降時(shí)，活塞的壓力也會(huì)隨之下降，而彈簧力是不變的，故細(xì)長(zhǎng)桿的支撐力會(huì)隨著壓力的下降而增大。當(dāng)管道內(nèi)的壓力降至低于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿承受的載荷超過(guò)其壓桿失穩(wěn)臨界載荷，壓桿發(fā)生失穩(wěn)，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間減小。此時(shí)閥桿會(huì)在彈簧的推力作用下向上移動(dòng)，使閥瓣進(jìn)入閥座，形成密封從而關(guān)閉閥門切斷流體。細(xì)長(zhǎng)桿是低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥的觸發(fā)部件，其本身能夠感知管道壓力是否低于特定點(diǎn)，并在管路壓力低于特定點(diǎn)時(shí)發(fā)生失穩(wěn)從而觸發(fā)閥門的關(guān)閉。細(xì)長(zhǎng)桿和彈簧在功能上代替了目前井口安全閥中使用的復(fù)雜的液壓控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的有益效果如下[0009]I.低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥采用細(xì)長(zhǎng)桿作為觸發(fā)部件，細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)遵循歐拉公式，使得本實(shí)用新型具有較高的觸發(fā)精度；2.低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件-閥桿和彈簧，運(yùn)動(dòng)可靠性和密封可靠性更高；3.低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥關(guān)閉后的復(fù)位過(guò)程也就是細(xì)長(zhǎng)桿的更換過(guò)程，整個(gè)過(guò)程操作時(shí)間短，且無(wú)需特殊工具，簡(jiǎn)單易行。

附圖I為本實(shí)用新型涉及的低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥的主要結(jié)構(gòu)；附圖2為本實(shí)用新型涉及的低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥在壓力高于特定點(diǎn)時(shí)工作的示意圖；附圖3為本實(shí)用新型涉及的低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥在壓力低于特定點(diǎn)而觸發(fā)關(guān)斷時(shí)的不意圖；附圖4為本實(shí)用新型涉及的低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥復(fù)位過(guò)程的示意圖。
具體實(shí)施方式
一種低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥，其主要部件包括活塞I、閥體2、閥瓣3、閥座4、擋塊5、閥桿6、閥蓋7、彈簧8、彈簧擋片9、細(xì)長(zhǎng)桿10、桿籠11、桿帽12、復(fù)位螺栓13。如圖I所示。其中細(xì)長(zhǎng)桿10是低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥的觸發(fā)部件，它和彈簧8的共同作用在功能上代替了傳統(tǒng)井口關(guān)斷閥的液壓控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
是閥桿6的上端與細(xì)長(zhǎng)桿10連接，同時(shí)閥桿6穿過(guò)彈簧8、擋塊5和閥瓣3，并在下端與活塞I連接?；钊鸌的上表面承受閥體2腔內(nèi)的介質(zhì)壓力，活塞I的下表面與外界環(huán)境連通。因?yàn)殚y體2腔內(nèi)的壓力大于腔外的環(huán)境壓力，活塞I受到的壓力的合力向下，對(duì)閥桿6產(chǎn)生向下的拉力作用。彈簧8對(duì)閥桿6有向上的推力作用。細(xì)長(zhǎng)桿10對(duì)閥桿6有向下的支撐力作用。當(dāng)管道內(nèi)壓力高于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿10承受的支撐力低于其壓桿失穩(wěn)臨界載荷，壓桿保持穩(wěn)定，細(xì)長(zhǎng)桿10的支撐力和活塞I受到的壓力這兩個(gè)向下的力與彈簧8向上的推力達(dá)到平衡，流體可以流過(guò)閥瓣3與閥桿6之間的空腔而流向下游管道，閥門處于打開(kāi)狀態(tài)。如圖2所示。當(dāng)管道內(nèi)的壓力開(kāi)始下降時(shí)，活塞I受到的向下的壓力也會(huì)隨之下降，而彈簧8的力是不變的，故細(xì)長(zhǎng)桿10的支撐力會(huì)隨著壓力的下降而增大。當(dāng)管道內(nèi)的壓力降至低于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿10承受的軸向載荷超過(guò)其壓桿失穩(wěn)臨界載荷時(shí)，壓桿發(fā)生失穩(wěn)，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間減小。此時(shí)閥桿6會(huì)在彈簧8的推力作用下向上移動(dòng)，使閥瓣3進(jìn)入閥座4，形成密封而切斷流體，從而關(guān)閉閥門。如圖3所示。當(dāng)系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常后，可按如下步驟對(duì)低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥進(jìn)行復(fù)位(1)關(guān)閉上游管道的閥門；(2)將復(fù)位螺栓13從掛鉤上取下，經(jīng)過(guò)閥體2下面的通氣孔插入閥桿6下端的螺紋孔，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到閥桿6向下移動(dòng)到可以更換細(xì)長(zhǎng)桿10的位置，如圖4所示；(3)擰下桿帽12，取下已經(jīng)失穩(wěn)的細(xì)長(zhǎng)桿10并更換新的細(xì)長(zhǎng)桿，擰緊桿帽12 ；
(4)檢查無(wú)誤后，首先打開(kāi)上游管道閥門，然后再將復(fù)位螺栓13逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并取下，掛回掛鉤，此時(shí)低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥就復(fù)位到開(kāi)啟狀態(tài)了。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求1.一種低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥，其主要部件包括活塞(I)、閥體(2)、閥瓣(3)、閥座(4)、擋塊(5)、閥桿(6)、閥蓋(7)、彈簧(8)、彈簧擋片(9)、細(xì)長(zhǎng)桿(10)、桿籠(11)、桿帽(12)、復(fù)位螺栓(13)，其特征在于控制關(guān)斷閥是否關(guān)斷的部件是細(xì)長(zhǎng)桿(10)和彈簧(8)，由細(xì)長(zhǎng)桿(10)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥，其中閥桿￠)的上端與細(xì)長(zhǎng)桿(10)連接，同時(shí)閥桿(6)穿過(guò)彈簧(8)、擋塊(5)和閥瓣(3)，并在下端與活塞⑴連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥，其中活塞(I)的上表面在閥體(2)腔內(nèi)承受介質(zhì)壓力，下表面與外界大氣連通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低壓觸發(fā)型壓桿失穩(wěn)井口關(guān)斷閥，其主要部件包括活塞、閥體、閥瓣、閥座、擋塊、閥桿、閥蓋、彈簧、彈簧擋片、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠、桿帽、復(fù)位螺栓等。此關(guān)斷閥具有一個(gè)與外界連通的活塞結(jié)構(gòu)，其關(guān)斷觸發(fā)機(jī)構(gòu)依據(jù)壓桿失穩(wěn)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)管道內(nèi)壓力高于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿承受的軸向力低于其壓桿失穩(wěn)臨界載荷，壓桿保持穩(wěn)定，流體可以流過(guò)閥瓣與閥桿之間的空腔，閥門處于打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)管道內(nèi)的壓力降至低于特定點(diǎn)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿承受的載荷超過(guò)其壓桿失穩(wěn)臨界載荷，壓桿發(fā)生失穩(wěn)，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間減小，閥桿會(huì)在彈簧的推力作用下向上移動(dòng)，使閥瓣進(jìn)入閥座而關(guān)閉閥門切斷流體。閥門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，具有很高的可靠性。
文檔編號(hào)E21B34/02GK202731837SQ201220274959
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者劉海亮, 王磊, 王福凱 申請(qǐng)人:劉海亮, 王磊, 王福凱