本發(fā)明屬于煤層氣開(kāi)采領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于調(diào)節(jié)氣體流量的煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥。

背景技術(shù)：

煤層氣開(kāi)采是一個(gè)排水降壓的過(guò)程，煤儲(chǔ)層的壓降是通過(guò)排采來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即利用排采設(shè)備，油管排水，套管產(chǎn)氣，當(dāng)套管中氣體壓力達(dá)到一定值，則緩慢調(diào)節(jié)針型閥的閥芯開(kāi)度進(jìn)行放產(chǎn)，并調(diào)節(jié)氣體流量。針型閥的開(kāi)度是煤層氣井每天必須記錄的數(shù)據(jù)之一，且針型閥開(kāi)關(guān)成敗關(guān)系著產(chǎn)氣量的提升和儲(chǔ)層的保護(hù)。

目前，由于大部分煤層氣井場(chǎng)位于山區(qū)，工作條件惡劣且煤層氣中含有水分和煤粉等特點(diǎn)，針型閥在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中依然存在很多問(wèn)題，比如：開(kāi)關(guān)度數(shù)很難控制；由于密封橡膠圈的存在，閥芯旋轉(zhuǎn)后容易發(fā)生回彈；單級(jí)節(jié)流使閥內(nèi)氣體流態(tài)突變，且煤層氣中含有水和煤粉，溫度較低時(shí)容易導(dǎo)致針型閥發(fā)生凍堵。針型閥控制精度降低，氣體流量波動(dòng)范圍較大，嚴(yán)重影響了煤層氣排采精細(xì)化控制，導(dǎo)致了煤層氣提產(chǎn)速度變緩，工作效率大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥，可以代替現(xiàn)階段煤層氣排采所使用的針型閥。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥，包括：干燥過(guò)濾模塊、調(diào)節(jié)工作模塊和防回彈模塊；其中，干燥過(guò)濾模塊的進(jìn)氣端連接煤層氣井的產(chǎn)氣管口，干燥過(guò)濾模塊的出氣端連接調(diào)節(jié)工作模塊的進(jìn)氣端，調(diào)節(jié)工作模塊的出氣端連接煤層氣集氣管匯，調(diào)節(jié)工作模塊內(nèi)安裝防回彈模塊，干燥過(guò)濾模塊對(duì)進(jìn)入調(diào)節(jié)閥內(nèi)部氣體進(jìn)行初步過(guò)濾，從而減少水分和煤粉引起的流量波動(dòng)，并采用兩個(gè)油嘴進(jìn)行多次節(jié)流，從而減少節(jié)流溫降效應(yīng)形成的凍堵現(xiàn)象發(fā)生；調(diào)節(jié)工作模塊采用小螺距螺紋和齒輪的組合結(jié)構(gòu)，達(dá)到微調(diào)以實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制；防回彈模塊采用棘輪結(jié)構(gòu)，防止微調(diào)過(guò)程中閥芯回彈。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：兩個(gè)油嘴的使用，減少節(jié)流溫降效應(yīng)形成的凍堵現(xiàn)象發(fā)生；小油嘴的倒角處理，使節(jié)流后的氣體流態(tài)更平穩(wěn)；小螺距螺紋和棘輪結(jié)構(gòu)的使用，防止閥芯回彈，并可微調(diào)以實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制；過(guò)濾裝置的使用，減少水分和煤粉引起的流量波動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的干燥過(guò)濾模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)工作模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的防回彈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的增加進(jìn)氣量作業(yè)防回彈原理示意圖；

圖6為煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的減少進(jìn)氣量作業(yè)防回彈原理示意圖；

圖中：1、過(guò)濾外殼，101、過(guò)濾外殼進(jìn)氣端，102、過(guò)濾外殼出氣端，103、過(guò)濾型腔，2、除粉干燥濾網(wǎng)，3、一級(jí)油嘴，4、二級(jí)油嘴，5、調(diào)節(jié)閥芯，501、調(diào)節(jié)閥芯前端，502、調(diào)節(jié)閥芯后端，6、調(diào)節(jié)閥殼，601、調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端，602、調(diào)節(jié)閥殼出氣端，603、調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端，7、密封橡膠圈，8、密封圈壓蓋，9、內(nèi)蓋帽，10、制動(dòng)齒輪，11、端面蓋帽，12、過(guò)濾殼蓋帽，13、泄壓閥，14、轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊，15、制動(dòng)球，16、制動(dòng)彈簧，17、齒輪安裝鍵，18、轉(zhuǎn)向撥片。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖6示，煤層氣井防堵精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥，包括：干燥過(guò)濾模塊、調(diào)節(jié)工作模塊和防回彈模塊；其中，干燥過(guò)濾模塊的進(jìn)氣端連接煤層氣井的產(chǎn)氣管口，干燥過(guò)濾模塊的出氣端連接調(diào)節(jié)工作模塊的進(jìn)氣端，調(diào)節(jié)工作模塊的出氣端連接煤層氣集氣管匯，調(diào)節(jié)工作模塊內(nèi)安裝防回彈模塊，干燥過(guò)濾模塊對(duì)進(jìn)入調(diào)節(jié)閥內(nèi)部氣體進(jìn)行初步過(guò)濾，從而減少水分和煤粉引起的流量波動(dòng)，并采用兩個(gè)油嘴進(jìn)行多次節(jié)流，從而減少節(jié)流溫降效應(yīng)形成的凍堵現(xiàn)象發(fā)生；調(diào)節(jié)工作模塊采用小螺距螺紋和齒輪的組合結(jié)構(gòu)，達(dá)到微調(diào)以實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制；防回彈模塊采用棘輪結(jié)構(gòu)，防止微調(diào)過(guò)程中閥芯回彈。

干燥過(guò)濾模塊，包括：過(guò)濾外殼1、干燥濾網(wǎng)2、一級(jí)油嘴3、二級(jí)油嘴4、過(guò)濾殼蓋帽12和泄壓閥13；其中，過(guò)濾外殼進(jìn)氣端101連接在煤層氣井的產(chǎn)氣管口，過(guò)濾外殼1中部設(shè)有過(guò)濾型腔103，干燥濾網(wǎng)2位于過(guò)濾型腔103內(nèi)，過(guò)濾殼蓋帽12安裝在過(guò)濾型腔103的開(kāi)口端，并在過(guò)濾殼蓋帽12外側(cè)安裝泄壓閥13，過(guò)濾外殼出氣端103通過(guò)焊接與調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601連接，一級(jí)油嘴3位于過(guò)濾外殼1與調(diào)節(jié)閥殼6交接處并通過(guò)螺紋連接安裝在調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601內(nèi)壁，二級(jí)油嘴4通過(guò)螺紋連接安裝在一級(jí)油嘴3內(nèi)壁，二級(jí)油嘴4與調(diào)節(jié)閥芯5接觸端開(kāi)有倒角；工作時(shí)，煤層氣井的產(chǎn)氣經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾模塊時(shí)，產(chǎn)氣中的煤粉或水分將被干燥濾網(wǎng)2過(guò)濾掉，由于采用了一級(jí)油嘴3和二級(jí)油嘴4兩個(gè)油嘴，進(jìn)行三次節(jié)流，使氣體流量緩慢降低，減少節(jié)流溫降效應(yīng)形成的凍堵現(xiàn)象發(fā)生，并且二級(jí)油嘴4進(jìn)行倒角處理，可以使節(jié)流后的氣體流態(tài)更平穩(wěn)；當(dāng)干燥濾網(wǎng)2過(guò)濾的煤粉和水分過(guò)多時(shí)，可將煤層氣井的產(chǎn)氣管和煤層氣集氣管匯上的閥門(mén)關(guān)閉，之后打開(kāi)泄壓閥13釋放本發(fā)明內(nèi)部的高壓氣體，之后卸下過(guò)濾殼蓋帽12，取出干燥濾網(wǎng)2，并對(duì)干燥濾網(wǎng)2進(jìn)行清洗或更換，之后將干燥濾網(wǎng)2、過(guò)濾殼蓋帽12和泄壓閥13安裝好后打開(kāi)煤層氣井的產(chǎn)氣管和煤層氣集氣管匯上的閥門(mén)，從而恢復(fù)正常生產(chǎn)，該過(guò)程可實(shí)現(xiàn)裝置的快速拆裝、清洗和更換，以減小對(duì)正常生產(chǎn)的影響。

調(diào)節(jié)工作模塊，包括：所述調(diào)節(jié)閥芯5、調(diào)節(jié)閥殼6、密封橡膠圈7、密封圈壓蓋8和內(nèi)蓋帽9；調(diào)節(jié)閥殼6為T(mén)型管柱結(jié)構(gòu)，T型管柱結(jié)構(gòu)的三個(gè)端口分別為調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601、調(diào)節(jié)閥殼出氣端602、調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603，其中，調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601、調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603沿同一直線設(shè)置，調(diào)節(jié)閥殼出氣端602垂至于調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601和調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603；調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601與過(guò)濾外殼出氣端102相連，調(diào)節(jié)閥殼出氣端602連接煤層氣集氣管匯；調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603內(nèi)部開(kāi)有小螺距的密封螺紋，調(diào)節(jié)閥芯5通過(guò)螺紋安裝在調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603，調(diào)節(jié)閥芯603靠近調(diào)節(jié)閥殼進(jìn)氣端601的一端為調(diào)節(jié)閥芯前端501，調(diào)節(jié)閥芯前端501為錐形，調(diào)節(jié)閥芯靠近調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603的一端為調(diào)節(jié)閥芯后端502，調(diào)節(jié)閥芯后端502開(kāi)為六角形；調(diào)節(jié)閥芯5上開(kāi)有鍵槽，用來(lái)安裝齒輪安裝鍵17，調(diào)節(jié)閥芯5上套有兩個(gè)密封橡膠圈7，兩個(gè)密封橡膠圈7安裝在調(diào)節(jié)閥殼6內(nèi)部，兩個(gè)密封橡膠圈7一側(cè)接觸調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603、另一側(cè)接觸密封圈壓蓋8，內(nèi)蓋帽9通過(guò)螺紋安裝在調(diào)節(jié)閥殼調(diào)節(jié)端603，內(nèi)側(cè)與密封圈壓蓋8接觸，通過(guò)旋緊內(nèi)蓋帽9來(lái)壓緊密封圈壓蓋8和2個(gè)密封橡膠圈7，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的密封；利用本發(fā)明進(jìn)行流量調(diào)節(jié)作業(yè)時(shí)若要將進(jìn)氣量減小，利用扳子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥芯后端502，進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯5前移以減小進(jìn)氣口，若要將進(jìn)氣量增大，利用扳子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥芯后端502，進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯5后移以增大進(jìn)氣口。

防回彈模塊，包括：制動(dòng)齒輪10、端面蓋帽11、轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14、制動(dòng)球15、制動(dòng)彈簧16、齒輪安裝鍵17和轉(zhuǎn)向撥片18；其中，制動(dòng)齒輪10通過(guò)齒輪安裝鍵17安裝在調(diào)節(jié)閥芯5上，端面蓋帽11利用螺紋連接安裝在內(nèi)蓋帽9上，端面蓋帽11上開(kāi)有制動(dòng)球15和制動(dòng)彈簧16的徑向安裝孔以及轉(zhuǎn)向撥片18的軸向安裝孔；轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14安裝在端面蓋帽11內(nèi)側(cè)，并與轉(zhuǎn)向撥片18固連，轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14沿軸向開(kāi)有兩個(gè)制動(dòng)球15的鎖緊槽，制動(dòng)球15安裝在端面蓋帽11的徑向安裝孔中，在安裝孔內(nèi)與制動(dòng)彈簧16接觸，在安裝孔外與制動(dòng)球15的鎖緊槽接觸；利用本發(fā)明進(jìn)行流量調(diào)節(jié)作業(yè)時(shí)若要將進(jìn)氣量增大將轉(zhuǎn)向撥片18撥向右側(cè)，從而使得制動(dòng)球15在制動(dòng)彈簧16的壓力作用下咬合在轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14左側(cè)的鎖緊槽，轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14右側(cè)咬合住制動(dòng)齒輪10以防止由于產(chǎn)氣變化和密封橡膠圈作用使得調(diào)節(jié)閥芯5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)造成進(jìn)氣量減小，若要將進(jìn)氣量減小，將轉(zhuǎn)向撥片18撥向左側(cè)，從而使得制動(dòng)球15在制動(dòng)彈簧16的壓力作用下咬合在轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14右側(cè)的鎖緊槽，轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14左側(cè)咬合住制動(dòng)齒輪10以防止由于產(chǎn)氣變化和密封橡膠圈7作用使得調(diào)節(jié)閥芯5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)造成進(jìn)氣量增大。

在使用發(fā)明前，首先需將本發(fā)明的進(jìn)氣端101連接煤層氣井的產(chǎn)氣管口，出氣端602連接煤層氣集氣管匯，之后若要將進(jìn)氣量增大，如圖5將轉(zhuǎn)向撥片18撥向右側(cè)，從而使得制動(dòng)球15在制動(dòng)彈簧16的壓力作用下咬合在轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14左側(cè)的鎖緊槽，之后利用扳子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥芯后端502，進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯5后移以增大進(jìn)氣口，轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14右側(cè)咬合住制動(dòng)齒輪10以防止由于產(chǎn)氣變化和密封橡膠圈7作用使得調(diào)節(jié)閥芯5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)造成進(jìn)氣量減小，若要將進(jìn)氣量減小，如圖5將轉(zhuǎn)向撥片18撥向左側(cè)，從而使得制動(dòng)球15在制動(dòng)彈簧16的壓力作用下咬合在轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14右側(cè)的鎖緊槽，之后利用扳子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥芯后端502，進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯5前移以減小進(jìn)氣口，轉(zhuǎn)向制動(dòng)塊14左側(cè)咬合住制動(dòng)齒輪10以防止由于產(chǎn)氣變化和密封橡膠圈7作用使得調(diào)節(jié)閥芯5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)造成進(jìn)氣量增大，在調(diào)節(jié)的過(guò)程中，由于調(diào)節(jié)閥芯5與調(diào)節(jié)閥殼6之間采用小螺距的螺紋連接，在利用調(diào)節(jié)閥芯5轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)相同齒數(shù)的角度后，可以減小調(diào)節(jié)閥芯5的進(jìn)給量，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣量的精確控制；在本發(fā)明正常工作時(shí)，煤層氣井的產(chǎn)氣經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾模塊時(shí)，產(chǎn)氣中的煤粉或水分將被干燥濾網(wǎng)2過(guò)濾掉，由于采用了一級(jí)油嘴3和二級(jí)油嘴4兩個(gè)油嘴，進(jìn)行三次節(jié)流，使氣體流量緩慢降低，減少節(jié)流溫降效應(yīng)形成的凍堵現(xiàn)象發(fā)生，并且二級(jí)油嘴4進(jìn)行倒角處理，可以使節(jié)流后的氣體流態(tài)更平穩(wěn)；當(dāng)干燥濾網(wǎng)2過(guò)濾的煤粉和水分過(guò)多時(shí)，可將煤層氣井的產(chǎn)氣管和煤層氣集氣管匯上的閥門(mén)關(guān)閉，之后打開(kāi)泄壓閥13釋放本發(fā)明內(nèi)部的高壓氣體，之后卸下過(guò)濾殼蓋帽12，取出干燥濾網(wǎng)2，并對(duì)干燥濾網(wǎng)2進(jìn)行清洗或更換，之后將干燥濾網(wǎng)2、過(guò)濾殼蓋帽12和泄壓閥13安裝好后打開(kāi)煤層氣井的產(chǎn)氣管和煤層氣集氣管匯上的閥門(mén)，從而恢復(fù)正常生產(chǎn)，該過(guò)程可實(shí)現(xiàn)裝置的快速拆裝、清洗和更換，以減小對(duì)正常生產(chǎn)的影響。