一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪

摘要

本发明提供一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪，包括焊接为一体的进液口、下活塞阀、短接管、上活塞阀、出液口，进液口与下活塞阀连通，出液口与上活塞阀连通，下活塞阀与上活塞阀同一侧分别连接测量腔组件，另一同侧分别连接阀体支架，阀体支架上设有电子控制器、电机和传动支架，电子控制器控制电机运转，电机带动传动支架传动；所述下活塞阀与上活塞阀分别设有活塞轴及其阀板，活塞轴上的阀板在电子控制器的控制下使得从进液口到出液口的液体经由测量腔组件或短接管流通。本发明的优点为：采用两位三通活塞阀门结构，提升密封效果，降低阀门故障率，延长使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及原油含水率测量技术领域，具体涉及一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪。

背景技术

针对原油生产的特点，研究原油含水率的测量技术，研制新型传感器，开发高品质的仪表，使我国原油含水率测量技术迈入一个新的台阶，具有重要的社会意义和经济意义。随着我国石油行业的技术发展，原油含水率在线测量技术在油田得到了越来越广泛的应用，许多单位先后开发出了各种结构形式的在线含水分析仪。由于油水两相流动体系极为复杂，是一个非线性耗散动力系统，其形成机理、运动规律尚未被人们充分认识，致使油水含量比率测量难度较大，至今没有精确的含水率测量仪器。因此，原油含水率的实时准确测量成为油田需要亟待解决的问题。

常规的含水分析仪一般采用将测量传感器直接伸入流动的原油中进行测量，而在井口流动的原油中存在流态不稳定、含气量变化大、杂质多等问题，使得常规含水分析仪精度并不高。在采用同类原理的基础产品上，其控制液体流向的元件为球阀。一般说来，石油化工行业使用的阀门多数采用填料函式密封，由填料函部件和填料组成，填料密封是对阀杆运动的动密封，是防止控制阀外漏、保证阀杆正常提升以及维持控制阀静态和动态特性不可忽视的部件。然而，在控制阀运行中所有发生的故障统计中，密封填料泄漏故障率较高，甚至造成工艺系统停车或引发环境污染的问题。

随着流程工业对控制要求和功能安全要求的不断提高，对控制阀环保场合泄漏量的密封性能、动密封的长久性能和延长检维修周期的要求也不断提高，使控制阀密封填料变得重要起来。如何设计出结构合理、安全可靠的阀门是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用两位三通活塞阀门结构、提升密封效果、降低阀门故障率、延长使用寿命的双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪，包括焊接为一体的进液口、下活塞阀、短接管、上活塞阀、出液口，进液口与下活塞阀连通，出液口与上活塞阀连通，下活塞阀与上活塞阀同一侧分别连接测量腔组件，另一同侧分别连接阀体支架，阀体支架上设有电子控制器、电机和传动支架，电子控制器控制电机运转，电机带动传动支架传动；所述下活塞阀与上活塞阀分别设有活塞轴及其阀板，活塞轴上的阀板在电子控制器的控制下使得从进液口到出液口的液体经由测量腔组件或短接管流通。

进一步地，所述活塞轴上设有测量腔阀板和短接管阀板，测量腔阀板控制测量腔组件进出口的开闭，短接管阀板控制短接管进出口的开闭；所述活塞轴在传动支架的推动下往复移动控制液体的流通方向。

进一步地，所述活塞轴与活塞阀之间设有密封圈。

进一步地，所述活塞轴与活塞阀之间还设有滑动轴承，滑动轴承前端压紧一金属垫片，金属垫片压紧一密封圈，滑动轴承后端通过螺栓与阀体支架连接固定。

进一步地，所述活塞轴尾端与传动支架之间设有压簧。

进一步地，所述活塞轴与测量腔阀板分体设置，活塞轴与测量腔阀板之间设有四氟垫片，所述测量腔阀板包括密封连接的活塞头和压盖，压盖内嵌套固接的滑套和轴销，所述活塞轴的顶端穿接于滑套内。

进一步地，所述活塞轴与测量腔阀板之间设有先导槽，所述滑套可在活塞头与压盖之间形成的滑动空间内滑动。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪，结构设计合理，一个执行机构可带动三个阀门同时动作，保证取样的有效性；活塞轴采用先导式泄压原理结构，降低了动力损耗，保证了更多应用场合；采用活塞密封和直线轴承，使密封结构具有更长的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪的外部结构示意图。

图2是本发明一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪的内部结构示意图。

图3是本发明一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪的活塞轴结构示意图。

附图标记：1、进液口；2、下活塞阀；3、短接管；4、上活塞阀；5、出液口；6、测量腔组件；61、探棒组件；7、阀体支架；8、电子控制器；9、电机；10、传动支架；11、活塞轴；12、测量腔阀板；121、活塞头；122、压盖；13、短接管阀板；14、滑动轴承；15、活塞密封圈；16、压簧；17、四氟垫片；18、滑套；19、销轴；20、先导槽；21、氟胶星型密封圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。

如图1所示，一种双管段自动切换的高精度井口原油含水分析仪，包括焊接为一体的进液口1、下活塞阀2、短接管3、上活塞阀4、出液口5，进液口1与下活塞阀2连通，出液口5与上活塞阀4连通，下活塞阀2与上活塞阀4同一侧分别连接测量腔组件6，另一同侧分别连接阀体支架7，阀体支架7上设有电子控制器8、电机9和传动支架10，电子控制器8控制电机9运转，电机9带动传动支架10传动；所述下活塞阀2与上活塞阀4分别设有活塞轴11及其阀板，活塞轴11上的阀板在电子控制器8的控制下使得从进液口1到出液口5的液体经由测量腔组件6或短接管3流通。具体地，所述活塞轴11上设有测量腔阀板12和短接管阀板13，测量腔阀板12控制测量腔组件6进出口的开闭，短接管阀板13控制短接管3进出口的开闭；所述活塞轴11在传动支架10的推动下往复移动控制液体的流通方向。

所述测量腔组件6包括测量腔和测量腔内的探棒组件61，探棒组件61用于在线检测原油含水率。所述探棒组件61从测量腔组件6上方插入测量腔管道通径中心，与管道内液体流向平行，可提升测量范围，也延长了结构寿命。

所述上活塞阀4与下活塞阀2的结构连接关系相同，在电机9驱动传动支架10位移时能保证上、下活塞阀动作一致。下面以下活塞阀2为例描述其结构。

如图2所示，所述活塞轴11与下活塞阀2之间设有氟胶星型密封圈21，能保证密封效果的同时不增加对活塞轴11的摩擦力，延长活塞轴11的使用寿命。进一步地，所述活塞轴11与下活塞阀2之间还设有滑动轴承14，滑动轴承14前端压紧一金属垫片，金属垫片压紧一氟胶轴用活塞密封圈15，活塞密封圈15作为第二级密封，起到双重防泄漏作用。阀体支架7通过螺栓拧合到下活塞阀2上并压紧滑动轴承14，滑动轴承14的设置，使得活塞轴11与下活塞阀2保持较好的同心度，不仅提高活塞轴11的使用寿命，也提升了密封效果。进一步地，所述活塞轴11尾端与传动支架10之间设有压簧16，不仅可提升测量腔阀板12关闭时的密封效果，还能防止因传动支架10行程大于阀板实际行程而造成的阀板损坏。

如图3所示，所述活塞轴11与测量腔阀板12分体设置，可降低安装精度要求。活塞轴11与测量腔阀板12之间设有四氟垫片17，所述测量腔阀板12包括密封连接的活塞头121和压盖122，压盖122内嵌套固接的滑套18和轴销19，所述活塞轴11的顶端穿接于滑套18内。所述滑套18外径与压盖122内径间隙配合，可降低测量腔阀板12与活塞阀闭合时的同心度要求，同时滑套18还可作为活塞轴11打开时的导向和限位元件。进一步地，所述活塞轴11与测量腔阀板12之间设有先导槽20，所述滑套18可在活塞头121与压盖122之间形成的滑动空间内滑动。当测量腔阀板12向测量腔组件6闭合时，活塞轴11通过压紧四氟垫片17使得先导槽20无法联通，提高了测量腔阀板12关闭时测量腔的密封性；当活塞轴11反向打开时，可先导通先导槽20，卸掉差压，使得测量腔阀板12顺利开启。

本发明的工作原理如下：设备通电并到达启动时间时，通过电子控制器8控制电机9工作，电机9经传动支架10带动上活塞阀4、下活塞阀2内部的活塞轴11及其阀板往测量腔组件6侧移动，直到电机9转动到指定位置后，测量腔阀板12完全堵住测量腔组件6进出口使其完全闭合，此时流经测量腔的油气水三相混合物被截留取样，测量腔内的探棒组件61启动加热分析测量过程，同时短接管3进出口呈开启状态，液体经由短接管3流通；当电子控制器8中设定的测量时间到达后，电子控制器8再次控制电机9工作，电机9经传动支架10组带动上活塞阀4、下活塞阀2内部活塞轴11及其阀板往短接管3侧移动，直到电机9转动到指定位置后，短接管阀板13完全堵住短接管3进出口使其完全闭合，同时测量腔组件6进出口处呈开启状态，液体经由测量腔流通。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。