[发明专利]气井远程高压开关井装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，特别涉及一种气井远程高压开关井装置及控制方法。

背景技术

有些气田，如苏里格气田面积广，井数众多，井位分散，靠工人赴井口进行人工开关井费时费力，且气井管理维护工作量巨大。目前现场实用的自动开关井装置在高压下不能实现自动开井功能，而且开井后因阀芯无法保持全开，易造成阀芯冬季冻堵。同时，由于阀芯开启程度非常小，故密封接触面易积砂而导致电磁阀内漏。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种气井远程高压开关井装置及控制方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种气井远程高压开关井装置，其包括开关阀、安装于开关阀的减压阀及第一弹性件；开关阀包括阀体、安装于阀体上的阀盖、阀芯套及阀芯；阀体设有阀腔及与阀腔贯通的出气通道和进气通道，阀芯套滑动安装于阀腔，且阀芯套的第一端与阀盖和阀腔形成密封的阀芯套上腔；第一弹性件的两相对端分别固定于阀芯套的第一端及阀盖；阀芯固定于减压阀，阀芯滑动安装在阀腔内，且可操作地关闭或打开出气通道，阀芯套的第二端可操作的抵顶于阀芯；减压阀的第一端与阀盖之间形成有密闭的阀芯上腔，减压阀的下端设有可操作地与进气通道贯通的进气口及与出气通道连通的出气口，且进气口和出气口相互贯通；阀芯套上腔和阀芯上腔内可选择的进行充压或卸压；其中，阀芯套在第一弹性件的弹性力及阀芯套上腔的压力下沿着阀腔滑动，使进气通道和进气口阻断或连通；阀芯和减压阀在阀芯上腔及出气通道之间的压力差下沿着阀腔滑动，使进气通道和出气通道阻断或关闭。

进一步的，气井远程高压开关井装置还第一电磁头、第二电磁头及第三电磁头；开关阀设有第一卸压通道、第二卸压通道及充压通道；第一卸压通道包括与阀芯套上腔连通的第一部分及与外界大气相通的第二部分，第一电磁头的磁芯可操作地阻断或连通第一卸压通道的第一部分和第二部分；第二卸压通道包括与阀芯上腔连通的第一部分及与外界大气相通的第二部分，第二电磁头的磁芯可操作地阻断或连通第二卸压通道的第一部分和第二部分；充压通道包括与阀芯套上腔和阀芯上腔均连通的第一部分及与进气通道连通的第二部分，第三电磁头的磁芯可操作地阻断或连通充压通道的第一部分和第二部分。

进一步的，阀芯上腔内设有第二弹性件，第二弹性件的两相对端分别固定于减压阀的第一端和阀盖。

进一步的，阀盖的内侧凸设有位于阀腔内的固定筒，阀芯套的内壁面滑动抵顶在固定筒的外周面上，阀芯套的外周面滑动抵顶在阀腔的内壁上，阀芯套上腔由阀芯套的第一端的端面、阀腔的内壁及固定筒的外周面共同围成，第一弹性件固定于阀盖的内侧。

进一步的，减压阀包括减压阀体，减压阀体的第一端滑动安装在固定筒内，减压阀体的第二端固定于阀芯，阀芯上腔由减压阀体的第一端的端面和固定筒共同围成，第二弹性件的两相对端分别固定于阀盖的内侧和减压阀体的第一端的端面。

进一步的，减压阀包括固定于减压阀体的第二端内的减压阀芯，减压阀芯包括安装于阀芯的阀芯筒，进气口和出气口均设在阀芯筒。

进一步的，阀芯包括支撑台及由支撑台延伸的安装台，支撑台和安装台之间形成有与进气口贯通的间隙槽，阀芯套的第二端可操作的抵顶于支撑台，并密封间隙槽。

进一步的，减压阀还包括调压杆、容置在减压阀体内的调压螺母及容置在减压阀体内的第三弹性件，调压螺母固定于调压杆的第一端，调压杆的第二端依次穿过减压阀体的第一端的端面、固定筒及阀盖后外露于开关阀，且调压杆设有一个与减压阀体内贯通的通孔，第三弹性件的两相对端分别固定于减压阀体的第一端的端面和减压阀芯。

进一步的，开关阀还包括固定在阀腔内的阀座，阀座呈筒状，且与出气通道贯通，阀座凸设有支撑凸圈，阀芯可操作地抵顶于支撑凸圈。

另一方面，提供了一种控制上述气井远程高压开关井装置的控制方法，上述气井远程高压开关井装置还包括与第一电磁头、第二电磁头及第三电磁头电连接的控制系统，控制系统包括对进气通道和出气通道的气压进行检测的检测模块；控制方法包括以下步骤：当需要开井时，首先，控制系统控制第一电磁头通电，第一卸压通道的第一部分和第二部分接通，减压阀开始工作；接着，当检测模块检测到进气通道内的气压与出气通道内的气压差在一定范围内时，控制系统控制第二电磁头通电，第二卸压通道的第一部分和第二部分接通，进气通道与出气通道导通；当需要关井时，控制系统控制第一电磁头及第二电磁头断电，并控制第三电磁头通电，第一卸压通道和第二卸压通道关闭，充压通道的第一部分和第二部分接通，进气通道与出气通道阻断关闭。