电动节流阀的制作方法

电动节流阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动节流阀，具体来说，涉及一种在石油开采过程中能实现高压降的电动节流阀。
【背景技术】
[0002]在石油开采设备中，电动节流阀通常安装在采油树生产翼或是管汇系统中，用于对油气井的生产流量及压力进行控制。
[0003]不同的油气井具有不同的工况，对于井况条件恶劣的生产井来说，为了实现70MPa的高压降(例如从85Mpa?15MPa)，若采用现有技术的常规的节流阀，往往需要将4?6个节流阀串联连接。
[0004]例如，在专利文献I (CN102168764A)中，公开了一种用于石油钻井节流管汇的节流阀阀芯，如图1、图2所示，该节流阀阀芯10采用圆筒式结构，在阀芯10的侧壁上均布地设有四组呈螺旋排列的节流孔20，每组螺旋排列的节流孔20的孔径按从下至上的方向依次减小。
[0005]另外，专利文献I的阀芯I是在阀杆内运动，以实现通、截流切换的构件，因而，上述阀芯10通常使用在常规的嵌入式的节流阀中。
[0006]例如，如图3所示，常规的嵌入式的节流阀100由于阀座120的限制(与阀座过盈配合，并且与阀座螺纹连接)，使得阀芯I1无法设置得过大，在外周面IlOa上开设的节流孔130的数量及大小也会受到限制。
[0007]因此，若使用具有上述阀芯的节流阀来实现高压降，则需要串联很多个节流阀，使得制造成本增高。另外，由于在阀芯的外圆上开设有节流孔，使得阀芯的强度降低，当高压的流体经过上述节流阀时，存在节流阀的阀芯(节流孔)磨损，结构不可靠、阀芯寿命短这样的问题。同时，对很多个串联的节流阀进行控制的控制精度较低，安装困难大。
[0008]因此，如何设计一种能以较少的节流级数(或是节流阀个数)实现高压降并能提高阀芯的使用寿命的电动节流阀便成为亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种以较少的节流级数实现高压降并能提高阀芯的使用寿命的电动节流阀。
[0010]为了实现上述技术问题，本实用新型的电动节流阀包括阀体、阀座、阀芯及阀杆体，其特征是，所述阀杆体设置在阀杆轴套内，并与所述阀杆轴套一起被压紧设置在所述阀芯内，在所述阀芯的外周面上彼此错开地开设有多个大小不等的节流孔。
[0011]较佳地，所述节流孔沿周向以等角度间隔、沿长度方向相互错开地设置在所述电动节流阀的所述阀芯的外周面上。
[0012]较佳地，在所述阀杆体与所述阀杆轴套之间设置有减振环。
[0013]较佳地，所述阀杆体与所述阀杆轴套通过固定件连接。
[0014]较佳地，通过紧固件对所述阀杆体与所述阀杆轴套进行二次紧固。
[0015]较佳地，在所述固定件与所述阀杆轴套之间设置有阀杆侧垫片。
[0016]较佳地，在所述阀体的一侧面上形成有流体入口，在所述阀体的端面上形成有流体出口，流体从所述流体入口流入，并在流经所述电动节流阀的所述阀芯和所述阀杆体后，从所述流体出口流出。
[0017]较佳地，所述阀座设置在比所述阀芯更靠所述流体出口一侧，在相对于所述阀芯位于与所述阀座相反的一侧的位置处，设置有阀杆导向套筒。
[0018]较佳地，在所述阀芯的靠所述流体出口一侧形成有朝所述流体出口一侧突出的凸缘，在所述阀座的与所述阀芯配合的部位处形成有朝所述流体出口凹进的台阶部，所述阀芯的所述凸缘的内周面与所述阀座的台阶部的外周面压靠。
[0019]较佳地，在彼此相对的所述阀芯的凸缘的端面与所述阀座的台阶部的凹进面之间，设置有阀芯侧垫片。
[0020]根据本实用新型的电动节流阀，能使进入电动节流阀ETV的流体的流通面积局部缩小、压力和速度产生巨大变化，并使流速保持在可接受的合理水平，起到节流降压的效果O
[0021]另外，在具体使用中，例如，为了实现70MPa的高压降(例如从85Mpa?15MPa)，与以往需要将4?6个常规的嵌入式节流阀的情况相比，只需要将2个本实施方式的电动节流阀串联使用，其中，第一个节流阀实现35?40MPa的压力降，第二个节流阀实现30?35MPa的压力降，藉此，能大幅减少节流级数。由于每增加一个节流级数就意味着压头损失，因此，上述节流级数的减少能够大幅提高采油效率。
[0022]同时，通过固定件的一次固定和紧固件的二次紧固，能确保安装到位，并能使阀杆轴套在高压降的工况下牢固可靠、防止振动脱落。
[0023]另外，由于从流体入口经由设置于阀芯的节流孔实现压降的流体直接作用在阀杆轴套上，通过在阀杆体与阀杆轴套之间设置减振环，能一定程度减少流体冲击所带来的振动，因此，能提高阀芯的使用寿命，并能将噪声控制到理想的水平(85dB以下)。
[0024]藉此，能提供一种以较少的节流级数实现高压降并能提高阀芯的使用寿命的电动节流阀。
【附图说明】
[0025]图1是表示专利文献I的石油钻井节流阀的阀芯的剖视图。
[0026]图2是将专利文献I的石油钻井节流阀的阀芯的外周面展开的展开图。
[0027]图3是表示现有技术的电动节流阀的阀芯与阀座的配合关系的示意剖视图。
[0028]图4是表示本实用新型的电动节流阀的示意结构图。
[0029]图5是表示本实用新型的电动节流阀的阀座、阀芯及阀杆导向套筒间的连接状态的示意结构图。
[0030]图6是表示本实用新型的电动节流阀的阀杆及阀杆轴套间的紧固状态的示意结构图。
[0031]图7是表示本实用新型的电动节流阀的阀芯的局部示意图，其中，图7(a)示出设置在阀芯上的多个不同尺寸的节流孔，图7 (b)是沿图7 (a)的A — A线或C 一 C线进行剖切的剖视图，图7(c)是沿图7(a)的B — B线或D — D线进行剖切的剖视图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图，对本实用新型的电动节流阀进行详细说明。
[0033]图4是表示本实用新型的电动节流阀ETV的示意图。
[0034]如图4所示，本实用新型的电动节流阀ETV主要包括阀体1、阀座2、阀芯4、阀杆体
5、阀杆衬套6、阀杆导向套筒7。另外，上述电动节流阀ETV与另设的电动执行机构(致动机构)9连接。在阀体I的一侧面(图4中的右侧面)上形成有流体入口，而在阀体I的端面(图4中的下端面)上形成有流体出口。
[0035]阀体I将阀座2、阀芯4、阀杆体5、阀杆衬套6及阀杆导向套筒7收纳在其中，在阀体I与阀座2之间设置有O形密封圈15，用于防止流体进入阀体I与阀座2的接合面。上述阀座2、阀芯4及阀杆衬套6均是由硬质合金制成。
[0036]结合图3和图4可知，在图3所示的现有技术中，阀芯110被嵌入到阀座120中，接着阀芯110(连同阀座120)设置在未图示的阀杆体内，因此，阀芯110的尺寸受到阀座120(及阀杆体)的限制，相反，在图4所示的本实施方式中，阀杆体5(及阀杆衬套6)被压紧设置在阀芯4内，因此，阀杆体5不会对阀芯4的尺寸构成限制。在阀杆衬套6与阀芯4之间设置有导向环12，藉此，阀杆体5及阀杆衬套6能够经由导向环12的引导而在阀芯4内滑动(在图4中为上下滑动)，以实现电流节流阀ETV的开阀及闭阀。
[0037]另外，在图4中，沿点划线将电动节流阀ETV分为左右两个部分，并且表示电动节流阀ETV的开阀及闭阀状态，其中，图4的左侧表示的是闭阀状态，图4的右侧表示的是开阀状态。在开阀状态下，流体(例如，石油)从上述流体入口流入电动节流阀ETV中，在利用设置在阀芯4的外周面上的节流孔OP实现压降后，从上述流体出口流出。
[0038]图5是表示本实用新型的电动节流阀ETV的阀座2、阀芯4及阀杆导向套筒7间的连接状态的示意结构图。
[0039]如图5所示，阀座2设置在比阀 芯4更靠流体出口一侧。在阀芯4的靠流体出口一侧形成有朝流体出口一侧突出的凸缘4a，相应地，在阀座2的与阀芯4配合的部位处形成有朝流体出口一侧凹进的台阶部2a。阀芯4的凸缘4a的内周面与阀座2的台阶部2a的外周面压靠，在压靠面之间设置有密封圈。另外，在彼此相对的阀芯4的凸缘4a的端面与阀座2的台阶部2a的凹进面之间设置有阀芯侧垫片3。上述阀芯侧垫片3例如是PTFE垫片O
[0040]另外，如图5所示，阀杆导向套筒7相对于阀芯4设置在与阀座2相反的一侧的位置处，并且该阀杆导向套筒7通过锁紧螺钉13而紧固在阀芯4上。
[0041]图6是表示本实用新型的电动节流阀ETV的阀杆体5及阀杆轴套6间的紧固状态的示意结构图。
[0042]如图6所示，阀杆体5设置在阀杆轴套6内，在阀杆体5与阀杆轴套6之间设置有减振环14。从流体入口经由设置于阀芯4的节流孔OP实现压降的流体直接作用在阀杆轴套6上，通过设置减振环14，能一定程度减少流体冲击所带来的振动。
[0043]此外，如图6所示，通过例如圆螺母11将阀杆体5与阀杆轴套6连接。在上述圆螺母11与阀杆轴套6之间设置有阀杆侧垫片8。上述阀杆侧垫片8例如是PTFE垫片
[0044]在安装圆螺母11时，若圆螺母11与阀杆轴套6间的上述阀杆侧垫片8被压紧变形，则可认为是圆螺母安装到位。此时，可通过锁紧螺钉10进行二次紧固，藉此，能使阀杆轴套6在高压降的工况下牢固可靠、防止振动脱落。
[0045]图7是表示本实用新型的电动节流阀ETV的阀芯4的局部示意图，其中，图7 (a)示出设置在阀芯4上的多个不同尺寸的节流孔OP，图7 (b)是沿图7 (a)的A — A线或C —C线进行剖切的剖视图，图7(c)是沿图7(a)的B — B线或D — D线进行剖切的剖视图。
[0046]如图7(a)所示，在电动节流阀ETV的阀芯4的外周面上沿周向以等角度间隔(30° )、沿长度方向相互错开地开设有多个(在本实施方式中为48个，图7(a)中仅示出正面的20个和两侧面的8个，背面的20个未图示)大小不等的节流孔OP。
[0047]更具体来说，如图7(b)和图7(c)所示，在沿A — A及C 一 C线剖切的阀芯4的截面上，各节流孔OP以等角度间隔(60° )设置，同样地，在沿B — B及D — D线剖切的阀芯4的截面上，各节流孔OP以等角度间隔￠0° )设置。另外，图7(b)所示的各节流孔OP与图7 (c)所示的各节流孔OP相互错开30°。
[0048]通过这样设置，能使进入电动节流阀ETV的流体的流通面积局部缩小、压力和速度产生巨大变化，并使流速保持在可接受的合理水平，起到节流降压、控制噪声的效果。
[0049]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型的具体实现并不受上述实施方式的限制。熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的方面上来说，本实用新型不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，可以在不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的本总体发明概念的精神或范围的前提下作出各种修改。
[0050]例如，在上述实施方式(及附图)中，示出了节流孔OP的数量为48个，但本实用新型不局限于此，能够在考虑阀芯尺寸并确保阀芯强度的前提下，适当地调节节流孔OP的数量及尺寸，以满足实际生产中高压降的控制要求。
[0051]例如，在上述实施方式(及附图)中，示出了大小不等的节流孔OP沿周向以等角度间隔(30° )、沿长度方向相互错开地设置在电动节流阀ETV的阀芯4的外周面上的情况，但本实用新型不局限于此，上述等角度间隔也可以是30°之外的其它任意适当的角度，同时，上述大小不等的节流阀也能不以等角度间隔地、但彼此错开地设置在电动节流阀的阀芯的外周面上。
[0052]例如，在上述实施方式(及附图)中，示出了阀杆体5与阀杆轴套6通过圆螺母11连接的情况，但本实用新型不局限于此，也可以通过除圆螺母之外的、例如压片、锁定爪、卡定钩等其它的固定件连接。
[0053]另外，在上述实施方式(及附图)中，示出了通过锁紧螺钉10进行二次紧固的情况，但本实用新型不局限于此，也可以通过除锁紧螺钉之外的、例如紧固螺栓、铆钉、紧固销等其它的紧固件来进行二次紧固。
[0054]例如，在上述实施方式中，示出了阀芯侧垫片3和阀杆侧垫片8是PTFE (聚四氟乙烯)垫片，但本实用新型不局限于此，垫片的材质只要是能适用于石油开采，则可以是任意的材质。
[0055]例如，在上述说明中，以实现70MPa的高压降为例进行了说明，但本实用新型不局限于此，使用本实用新型的电动节流阀，与常规的电动节流阀相比，能够更理想地适用于更大的压降。
【主权项】
1.一种电动节流阀(ETV)，包括阀体(1)、阀座(2)、阀芯(4)及阀杆体(5)，其特征在于， 所述阀杆体(5)设置在阀杆轴套￠)内，并与所述阀杆轴套(6) —起被压紧设置在所述阀芯(4)内， 在所述阀芯(4)的外周面上彼此错开地开设有多个大小不等的节流孔(OP)。
2.如权利要求1所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 所述节流孔(OP)沿周向以等角度间隔、沿长度方向相互错开地设置在所述电动节流阀(ETV)的所述阀芯⑷的外周面上。
3.如权利要求1所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 在所述阀杆体(5)与所述阀杆轴套(6)之间设置有减振环。
4.如权利要求1所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 所述阀杆体(5)与所述阀杆轴套(6)通过固定件(11)连接。
5.如权利要求4所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 通过紧固件(10)对所述阀杆体(5)与所述阀杆轴套(6)进行二次紧固。
6.如权利要求4所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 在所述固定件(11)与所述阀杆轴套(6)之间设置有阀杆侧垫片(8)。
7.如权利要求1所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 在所述阀体(I)的一侧面上形成有流体入口， 在所述阀体(I)的端面上形成有流体出口， 流体从所述流体入口流入，并在流经所述电动节流阀(ETV)的所述阀芯(4)和所述阀杆体(5)后，从所述流体出口流出。
8.如权利要求7所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 所述阀座⑵设置在比所述阀芯⑷更靠所述流体出口一侧， 在相对于所述阀芯(4)位于与所述阀座(2)相反的一侧的位置处，设置有阀杆导向套筒⑵。
9.如权利要求8所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 在所述阀芯(4)的靠所述流体出口一侧形成有朝所述流体出口一侧突出的凸缘(4a)，在所述阀座(2)的与所述阀芯(4)配合的部位处形成有朝所述流体出口凹进的台阶部(2a)， 所述阀芯(4)的所述凸缘(4)的内周面与所述阀座(2)的台阶部(2a)的外周面压靠。
10.如权利要求9所述的电动节流阀(ETV)，其特征在于， 在彼此相对的所述阀芯⑷的凸缘(4a)的端面与所述阀座(2)的台阶部(2a)的凹进面之间，设置有阀芯侧垫片(3)。
【专利摘要】一种电动节流阀，能以较少的节流级数实现高压降并能提高阀芯的使用寿命。本实用新型的电动节流阀(ETV)包括阀体(1)、阀座(2)、阀芯(4)及阀杆体(5)，其中，所述阀杆体(5)设置在阀杆轴套(6)内，并与所述阀杆轴套(6)一起被压紧设置在所述阀芯(4)内，在所述阀芯(4)的外周面上彼此错开地开设有多个大小不等的节流孔(OP)。
【IPC分类】F16K1-36, F16K1-52
【公开号】CN204610897
【申请号】CN201420871906
【发明人】黄河
【申请人】美钻石油钻采系统工程（上海）有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年12月31日