一种可计量出油量的井口密封阀门

技术领域

本发明涉及一种用于井口密封领域，尤其是一种用于液压抽油机与油井井口连接的一种可计量出油量的井口密封阀门。

背景技术

目前液压抽油机领域的井口连接方式有两种，一是将油缸架起，油缸推杆与光杆连接，推杆在井外工作，光杆靠盘根密封，使用过程中需要经常更换盘根盒中的盘根条，尤其对于偏远地区的油田操作十分困难。同时，油缸的安装高度至少要大于油缸长度的一倍。二是油缸直接安装在油井井口上，油缸法兰与井口法兰连接，靠密封圈密封，虽然安装高度可减少一半，但由于井下高压石油直接与油缸下密封接触，石油会逐渐腐蚀密封系统并污染油缸内的液压油，使油缸密封失效，降低油缸和液压油的使用寿命，因此需要频繁停井修理油缸及更换液压油，造成成本增加，并影响油井产量。

另外，单井计量是所有油田面临的难题，目前唯一可行的方法是翻斗计量。但设备自动化程度低，体积大，安装复杂，成本高，无法大规模推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决液压抽油机的安装高度及井口连接的密封问题，同时提供一种可计量出油量的井口密封阀门。

本发明的技术方案：一种可计量出油量的井口密封阀门，包括油缸（1）、油缸活塞（2）、活塞推杆（3）、油缸排油口（4）、弹簧（5）、阀芯（6）、出油口（7）、油管（8）、井口法兰（9）、阀体（10）、钢圈（11）、石油排油口（12）、压力传感器（13）、压盖（14）、调节螺栓（15）、接箍（16）、抽油杆（17）、储油槽（18），阀体（1）的下部与井口法兰（9）通过螺栓固定连接，阀体（1）上部与油缸（1）底部法兰连接，通过螺栓固定连接，油缸（1）内设置油缸活塞（2）及活塞推杆（3），活塞推杆（3）与油缸活塞（2）固定连接，活塞推杆（3）带动油缸活塞（2）运动，阀体（10）的阀腔内安装阀芯（6），阀芯（6）与活塞推杆（3）之间安装密封圈，阀芯（6）上部安装弹簧（5），压盖（14）固定在阀体（1）上部，压盖（14）与弹簧之间连接压力传感器（13），压力传感器（13）一端连接弹簧（5），压力传感器（13）一端与外侧计算机相连，弹簧调节螺栓（15）安装在油缸（1）法兰上，弹簧调节螺栓（15）前端与压盖（14）接触，阀体（10）下部设置有出油口（7），出油口（7）外壁上安装电子压力表（71），活塞推杆（3）穿过阀体（10）进入油井的油管（8），油管（8）与活塞推杆（3）之间有间隙，间隙里充满石油，活塞推杆（3）与油井抽油杆（17）通过接箍（16）连接。所述油缸（1）上还设置有油缸排油口（4），油缸下密封泄露的微量液压油可通过油缸排油口4排出，储油槽18可以储存从油缸活塞推杆带出的微量的石油，并通过石油排油口12排出，排除的石油可以通过外接管路统一收集。排除的石油可以通过外接管路统一收集。所述阀体与井口法兰（9）连接，用钢圈（11）密封。阀芯可在阀体内上下运动。弹簧调节螺栓改变压盖的位置，从而调节弹簧的预设压力，使之与井下压力相匹配。

油缸活塞推杆在阀芯中通过并上下运动，带动抽油杆运动，实现抽油。 石油的密封靠阀芯密封圈实现。

阀芯安装在阀体中，阀芯在阀体中可上下运动，阀芯的运动行程由弹簧的弹力系数，油井油压，出油管压力所决定，弹簧的弹力系数是已知数，油井油压可由压力传感器实时测定，出油管压力可通过电子压力表实时测定。通过阀芯的即时行程，阀芯直径计算出阀体下阀腔的动态实时体积，以此计量出油量。

微量的石油和液压油泄露可通过专设的储油腔及排油口分别回收到输油管路及液压系统的油箱中。

本发明的有益效果：通过压力传感器输出的压力信号和计时信号以及弹簧的参数及电子压力表输出的压力信号可以计算出阀芯的即时行程，从而确定阀体的储油腔的实时体积，再根据这些数据可以计算出出油量。

可以通过调节螺栓改变压盖的位置，从而调节弹簧的预设压力，使之与井下压力相匹配，提高出油效率。

储油槽可以储存从油缸活塞推杆带出的微量的石油，并通过排油口排出。排除的石油可以通过外接管路统一收集。

油缸下密封泄露的微量液压油可通过管路流回液压系统的油箱。

密封组合及防尘盖采用聚四氟乙烯材料，耐磨耐蚀性好，使用寿命达三年以上。

阀体及阀芯采用球墨铸铁材料加工而成，内表面涂聚四氟乙烯涂层，可永久使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的出油口关闭状态示意图。

图3是本发明的出油口半开启状态示意图。

图4是本发明的出油口开启状态示意图。

图中1是油缸、2是油缸活塞、3是活塞推杆、4是油缸排油口、5是弹簧、6是阀芯、7是出油口、8是油管、9是井口法兰、10是阀体、11是钢圈、12是石油排油口、13是压力传感器、14是压盖、15是弹簧调节螺栓、16是接箍、17是抽油杆、18是储油槽。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种可计量出油量的井口密封阀门，包括油缸1、油缸活塞2、活塞推杆3、油缸排油口4、弹簧5、阀芯6、出油口7、油管8、井口法兰9、阀体10、钢圈11、石油排油口12、压力传感器13、压盖14、调节螺栓15、接箍16、抽油杆17、储油槽18，阀体1的下部与井口法兰9通过螺栓固定连接，阀体1上部与油缸1底部法兰连接，通过螺栓固定连接，油缸1内设置油缸活塞2及活塞推杆3，活塞推杆3与油缸活塞2固定连接，活塞推杆3带动油缸活塞2运动，阀体10的阀腔内安装空心阀芯6，阀芯6与活塞推杆3之间安装密封圈，阀芯6上部安装弹簧5，压盖14固定在阀体1上部，压盖14与弹簧之间连接压力传感器13，压力传感器13一端连接弹簧5，压力传感器13一端与外侧计算机相连，弹簧调节螺栓15安装在油缸1法兰上，弹簧调节螺栓15前端与压盖14接触，阀芯6一侧设置石油排油口12，阀体（10）下部设置有出油口（7），出油口（7）外壁上安装电子压力表（71），活塞推杆（3）穿过阀体（10）进入油井的油管（8），油管（8）与活塞推杆（3）之间有间隙，间隙里充满石油，活塞推杆（3）与油井抽油杆（17）通过接箍（16）连接，

所述油缸1上还设置有油缸排油口4，所述阀体与井口法兰9连接，用钢圈11密封。

如图1，本阀门与液压抽油机油缸和油井井口的连接方式：

1.将安装了密封圈的阀芯6，弹簧5、安装了压力传感器13和密封圈的压盖14先按顺序依次安装再阀体的阀腔内。

2.将油缸1的活塞推杆3插入阀芯6。

3.将阀体10与油缸1法兰用螺栓连接。

4.油缸1内活塞推杆3与油井抽油杆17通过接箍16连接。

5.将阀体法兰与井口法兰9连接，并靠钢圈11密封。

6.将弹簧调节螺栓15安装在油缸1法兰上并调节弹力预设弹力。

6.紧固所有连接螺栓，安装完毕，液压抽油机可以开始工作。

图2、图3、图4本阀门的不同工作状态：

油井抽油杆17连接油缸1内的活塞推杆3，油井抽油杆17带动油缸1内的活塞推杆3下行时，油压减小，阀体10内的弹簧5受压，弹簧5连接压力传感器13，弹簧调节螺栓15安装在油缸1法兰上，弹簧调节螺栓15前端与压盖14接触，通过弹簧调节螺栓15改变压盖14的位置，从而调节弹簧的预设压力，使之与井下压力相匹配，出油口7上安装电子压力表71，当弹簧5压力大于油压后，阀芯6在弹簧5压力下作用下下行，阀芯6堵住出油口7，出油口7呈现关闭状态，通过压力传感器13输出的压力信号和计时信号以及弹簧5的参数,及电子压力表71输出的压力信号可以计算出阀芯6的即时行程，从而确定阀体的储油腔的实时体积，再根据这些数据可以计算出出油量。

阀芯6的运动行程由弹簧5的弹力系数，油井油压，出油管压力所决定，弹簧的弹力系数是已知数，油井油压可由压力传感器实时测定，出油口压力可通过电子压力表实时测定。

当活塞推杆3带动油井抽油杆17上行时，油压升高，当油压大于弹簧5压力时，油缸活塞2上行，阀芯6向上运行，出油口打开，石油进入出油口7，,通过出油口7排出石油，出油多，则油压高，阀芯6位移大，出油口7开口开度大。这样活塞推杆3上行时，带出的多余石油会从出油口7排出，所述阀芯6一侧设置储油槽18，储油槽18可以储存从油缸活塞推杆带出的微量的石油，阀芯6运行时，储油槽18与阀体的石油排油口12相通，通过石油排油口12排油。油缸下密封泄露的微量液压油可通过油管流回液压系统的油箱。这样的结构，使油井的石油无法进入油缸内部，增加油缸和液压油的使用寿命，排除石油腐蚀密封系统并污染油缸内的液压油的问题。