CN209195610U - 一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，包括气缸、活塞和活塞杆，还包括气动开关和隔离套筒，气动开关设于气缸内且与活塞连接，活塞杆与活塞底端连接，活塞杆穿过气缸下盖，隔离套筒与活塞底端连接且设于活塞杆外；气缸分为上下两部分，两部分之间设有中空隔挡板，中空隔挡板的内径小于上部分气缸，隔离套筒的下部穿过中空隔挡板且两者密封连接，隔离套筒的上部与气缸上部分之间形成环形密封空间，中空隔挡板上设有进气口，进气口与环形密封空间连通，气缸下盖上设有排气口。该换向装置采用内换向方式，使气系统的外部流向不变，内部活塞顶部设计由机械运动和位置切换进出气门的关闭和打开，保证了对外零泄漏、零排放问题。

Description

一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置

技术领域

本实用新型属于石油行业丛式气井注剂技术领域，具体涉及一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置。

背景技术

在天然气开采过程中，随着气田地层能量逐渐降低，气体携液能力减弱，井筒积液逐渐增多，传统的排出积液方法主要是通过流动车在井口加注起泡剂或投放泡排棒等措施，存在效率低、加注不及时等问题，严重影响了丛式气井的正常生产和天然气采出程度。

目前，长庆油田大部分丛式气井采用了井口电动注剂装置，减少了劳动强度，提高了注剂效率。但电动注剂装置需要外接电源或者采用太阳能面板和风力发电机为其供电，该方式投资较高，适用范围小，且太阳能面板和风力发电不能为装置提供稳定的电源。

换向装置是丛式气井气动注剂装置不可缺少的关键部件。丛式气井气动注剂装置只有通过该部件的换向功能，才能实现往复运动，将药剂增压后注入气井。

目前，大部分设备的换向均采用换向阀来完成，但是换向阀结构复杂，需附设驱动和冷却系统，对于介质的清洁度要求比较高，适用介质受限，且生产过程中一旦换向阀发生泄漏容易造成环境污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，针对现有的换向阀存在结构复杂，需附设驱动和冷却系统，对于介质的清洁度要求比较高，适用介质受限，且生产过程中一旦换向阀发生泄漏容易造成环境污染等问题。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，包括气缸、设于气缸内的活塞和活塞杆，还包括气动开关和隔离套筒，所述气动开关设于气缸内且与活塞连接，所述活塞杆与活塞底端连接，所述活塞杆穿过气缸下盖，所述隔离套筒与活塞底端连接且设于活塞杆外；

所述气缸分为上下两部分，两部分之间设有中空隔挡板，所述中空隔挡板的内径小于上部分气缸的内径，所述隔离套筒的下部穿过中空隔挡板且两者密封连接，所述隔离套筒的上部与气缸上部分之间形成环形密封空间，所述中空隔挡板上设有进气口，所述进气口与环形密封空间连通，所述气缸下盖上设有排气口，所述排气口与下部分气缸相通。

所述气动开关包括圆盘、联动杆、排气门堵头、进气门和限位结构，所述圆盘设于活塞上方，所述联动杆至少为两个，分别按圆盘中心对称设置，联动杆连接圆盘和活塞，所述联动杆上套设有弹簧，所述联动杆穿过活塞后连接有进气门，所述排气门堵头固设在圆盘下端面，所述活塞对应位置上设有与排气门堵头匹配的凹槽；

所述活塞内设有限位块，该限位块横向设置且与联动杆一一对应，所述限位结构纵向设置，该限位结构用于控制限位块运动方向。

所述限位结构包括限位杆和限位通道，所述限位通道由两部分组成，一部分为穿过活塞中部的通道，另一部分为设于活塞杆内的通道，所述限位通道底端封闭；

所述限位杆由从上至下依次连接的上端块、连接杆和下端块组成，所述上端块固设在气缸上盖，所述连接杆依次穿过圆盘和限位通道，所述连接杆的外径小于限位通道的内径，所述连接杆的外径小于下端块的外径。

所述气缸上部分的直径大于气缸下部分的直径。

所述气缸下盖和气缸上盖之间通过固定杆和固定螺帽连接，所述固定杆穿过中空隔挡板。

所述活塞外套设有活塞密封圈，所述中空隔挡板与隔离套筒之间设有密封圈。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的这种换向装置，采用内换向方式，使气系统的外部流向不变，内部活塞顶部设计由机械运动和位置切换进出气门的关闭和打开。保证了对外零泄漏、零排放问题。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施方式结构示意图；

图2是本实用新型换向装置的上行示意图；

图3是本实用新型换向装置的下行示意图。

图中：1、气缸上盖；2、排气门堵头；3、弹簧；4、活塞密封圈；5、活塞；6、限位杆；7、进气口；8、气缸上部分；9、固定杆；10、固定螺帽；11、限位块；12、联动杆；13、钢珠；14、进气门；15、气缸下部分；16、密封圈；17、活塞杆；18、排气口；19、中空隔挡板；20、隔离套筒；21、圆盘；22、凹槽；23、限位通道；24、上端块；25、连接杆；26、下端块。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，包括气缸、设于气缸内的活塞5和活塞杆17，还包括气动开关和隔离套筒20，所述气动开关设于气缸内且与活塞5连接，所述活塞杆17与活塞5底端连接，所述活塞杆17穿过气缸下盖，所述隔离套筒20与活塞5底端连接且设于活塞杆17外；

所述气缸分为上下两部分，两部分之间设有中空隔挡板19，所述中空隔挡板19的内径小于上部分气缸的内径，所述隔离套筒20的下部穿过中空隔挡板19且两者密封连接，所述隔离套筒20的上部与气缸上部分8之间形成环形密封空间，所述中空隔挡板19上设有进气口7，所述进气口7与环形密封空间连通，所述气缸下盖上设有排气口18，所述排气口18与下部分气缸相通。

气体通过进气口7进入气缸上部分8，由于气压差气体推动活塞5上行，直至气缸顶部，使气动开关启动打开，随着气体进入气缸顶部，在压差作用下，活塞5开始下行，完成下行的换向；在此过程中，气体从排气口18排出。

本装置能够应用于气田丛式气井气动注剂装置的气动泵，用于气动泵的活塞换向装置。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，所述气动开关包括圆盘21、联动杆12、排气门堵头2、进气门14和限位结构，所述圆盘21设于活塞5上方，所述联动杆12至少为两个，分别按圆盘21中心对称设置，联动杆12连接圆盘21和活塞5，所述联动杆12上套设有弹簧3，所述联动杆12穿过活塞5后连接有进气门14，所述排气门堵头2固设在圆盘21下端面，所述活塞5对应位置上设有与排气门堵头2匹配的凹槽22；

所述活塞5内设有限位块11，该限位块11横向设置且与联动杆12一一对应，所述限位结构纵向设置，该限位结构用于控制限位块11运动方向。

如图1、图2所示，所述限位结构包括限位杆6和限位通道23，所述限位通道23由两部分组成，一部分为穿过活塞5中部的通道，另一部分为设于活塞杆17内的通道，所述限位通道23底端封闭；

所述限位杆6由从上至下依次连接的上端块24、连接杆25和下端块26组成，所述上端块24固设在气缸上盖1，所述连接杆25依次穿过圆盘21和限位通道23，所述连接杆25的外径小于限位通道23的内径，所述连接杆25的外径小于下端块26的外径。

工作过程如下：

套管气通过进气口7进入上部气缸内，推动活塞5向上运行，进气门14关闭；活塞5上行至限位杆6的上端块24时，联动杆12压缩弹簧3，进气门14打开，限位块11弹出，固定进气门14的位置；随着套管气随着进气门14上的开孔进入气缸顶部，排气门堵头2在压差作用下开始下行至凹槽22内，排气通道关闭，使活塞5下部空间封闭；在此过程中，气体通过凹槽22进入封闭套筒、气缸下部分15及排气孔排出。

活塞5换向下行，活塞5运行至限位杆6的下端块26时（此时，下端块26位于活塞5中部的通道），下端块26推动活塞5内的限位块11，在弹簧3的作用下进气门14关闭，排气门堵头2离开凹槽22，排气通道打开，气体在活塞5的作用下通过排气孔排出，活塞5换向上行。如图3所示。

在本实施例中，限位块11轨道内设有钢珠13，通过推动钢珠13横向运动，将限位块11推入轨道内。

如图1所示，气缸上部分8的直径大于气缸下部分15的直径。气缸下盖和气缸上盖1之间通过固定杆9和固定螺帽10连接，固定杆9穿过中空隔挡板19。活塞5外套设有活塞密封圈4，中空隔挡板19与隔离套筒20之间设有密封圈16。

现场使用时，套气通过套压表接口加装三通和高压截止阀经高压无缝管连接至本装置，排气管也同样接到生产管线的仪表接口处。无需使用其他动力，利用油管套压推动实现。

在进气门14关闭，排气通道打开时，由于气压差气体推动活塞5上行，直至气缸顶部，因限位使排气门关闭的同时，进气门14打开，活塞5开始下行，完成下行的换向。当活塞5下行至下机械限位点后，又将进气门14关闭，排气通道打开，活塞5又开始上行，完成上行的换向。进、排气门均设计在同机构上，气缸在工作时进、排气门一开一闭的关系，以保证活塞5运动的可靠性。

由于活塞5上下行程的受力面积不同，产生上下行力有一定差异，正符合液压泵的双向力度得以解决。活塞5下行时活塞5受力面积大输出的推力也大，所配的液泵也需要推力大。

气动泵的换向装置采用内换向方式，使气系统的外部流向不变，内部活塞顶部设计由机械运动和位置切换进出气门的关闭和打开，保证了对外零泄漏、零排放问题。完成对目标井的药剂加注，保证按气井配注需求进行药剂加注。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，包括气缸、设于气缸内的活塞（5）和活塞杆（17），其特征在于：还包括气动开关和隔离套筒（20），所述气动开关设于气缸内且与活塞（5）连接，所述活塞杆（17）与活塞（5）底端连接，所述活塞杆（17）穿过气缸下盖，所述隔离套筒（20）与活塞（5）底端连接且设于活塞杆（17）外；

所述气缸分为上下两部分，两部分之间设有中空隔挡板（19），所述中空隔挡板（19）的内径小于上部分气缸的内径，所述隔离套筒（20）的下部穿过中空隔挡板（19）且两者密封连接，所述隔离套筒（20）的上部与气缸上部分（8）之间形成环形密封空间，所述中空隔挡板（19）上设有进气口（7），所述进气口（7）与环形密封空间连通，所述气缸下盖上设有排气口（18），所述排气口（18）与下部分气缸相通。

2.根据权利要求1所述的一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，其特征在于：所述气动开关包括圆盘（21）、联动杆（12）、排气门堵头（2）、进气门（14）和限位结构，所述圆盘（21）设于活塞（5）上方，所述联动杆（12）至少为两个，分别按圆盘（21）中心对称设置，联动杆（12）连接圆盘（21）和活塞（5），所述联动杆（12）上套设有弹簧（3），所述联动杆（12）穿过活塞（5）后连接有进气门（14），所述排气门堵头（2）固设在圆盘（21）下端面，所述活塞（5）对应位置上设有与排气门堵头（2）匹配的凹槽（22）；

所述活塞（5）内设有限位块（11），该限位块（11）横向设置且与联动杆（12）一一对应，所述限位结构纵向设置，该限位结构用于控制限位块（11）运动方向。

3.根据权利要求2所述的一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，其特征在于：所述限位结构包括限位杆（6）和限位通道（23），所述限位通道（23）由两部分组成，一部分为穿过活塞（5）中部的通道，另一部分为设于活塞杆（17）内的通道，所述限位通道（23）底端封闭；

所述限位杆（6）由从上至下依次连接的上端块（24）、连接杆（25）和下端块（26）组成，所述上端块（24）固设在气缸上盖（1），所述连接杆（25）依次穿过圆盘（21）和限位通道（23），所述连接杆（25）的外径小于限位通道（23）的内径，所述连接杆（25）的外径小于下端块（26）的外径。

4.根据权利要求1所述的一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，其特征在于：所述气缸上部分（8）的直径大于气缸下部分（15）的直径。

5.根据权利要求1所述的一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，其特征在于：所述气缸下盖和气缸上盖（1）之间通过固定杆（9）和固定螺帽（10）连接，所述固定杆（9）穿过中空隔挡板（19）。

6.根据权利要求1所述的一种用于丛式气井气动注剂装置的换向装置，其特征在于：所述活塞（5）外套设有活塞密封圈（4），所述中空隔挡板（19）与隔离套筒（20）之间设有密封圈（16）。