[发明专利]一种手自一体节流阀及使用方法

说明书

本发明公开了一种手自一体节流阀及使用方法，涉及节流阀技术领域，包括阀体、PLC控制器和中空伺服电机，所述阀体上设有丝杆状的阀杆，所述中空伺服电机的输出轴内设有环形螺母，所述环形螺母内侧设有和阀杆的螺纹相配合的卡扣，所述丝杆螺栓套设在阀杆外侧，所述阀杆上固定套设有手轮，所述中空伺服电机位于手轮和阀体之间，所述PLC控制器的输入端电连接有阀杆位置检测机构和压力检测机构，所述PLC控制器的输出端连接有中空伺服电机的驱动器，PLC控制器根据压力检测机构的压力信号控制驱动器，驱动器控制中空伺服电机旋转，中空伺服电机带动阀杆上升和下降；本发明具有结构简单，既能满足控压精度和速度要求，又便于实现紧急情况下的控制。

技术领域

本发明涉及节流阀技术领域，更具体的是涉及一种手自一体节流阀及使用方法，用于油气井的节流控压。

背景技术

在石油天然气工程作业中，通常采用手动节流阀来控制节流装置或者油嘴，其存在下面几个主要问题：人工手动操作劳动强度大，容易疲劳导致误操作，增大了操作风险；开度不易控制，造成井口压力过低或过高，造成井筒憋漏或造成大量油气流外溢，不能满足石油天然气井筒的工程要求；响应时间慢，一旦出现紧急情况不能立即按要求控制，存在井筒压力控制风险。

为了解决手动节流阀存在的问题，有企业设计了电控节流阀来控制节流装置或油嘴，但是现有的电控节流阀存在以下两个问题：响应速度快，但压力波动大，压力过冲情况突出；速度响应慢，但又不能满足突然停泵等特殊作业工况的快速响应和压力精确控制需求。

为了解决上述电控节流阀存在的问题，在电机和节流阀的丝杆之间加装涡轮蜗杆和减速器，这种方式虽然满足控压精度和速度要求，但是当电控节流阀的电机及其控制系统出现故障时，对节流阀无法进行紧急手动控制，若把电控节流阀设计成手自一体节流阀，但因为涡轮蜗杆和减速器的存在，节流阀的全开到全关的开关圈数由原始的几圈变为几十圈，不利于紧急情况下的控制。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有手自一体节流阀存在的不利于紧急情况下的控制的问题，本发明提供一种手自一体节流阀，既能满足控压精度和速度要求，又便于实现紧急情况下的控制。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种手自一体节流阀，包括阀体、PLC控制器和中空伺服电机，所述阀体上设有丝杆状的阀杆，所述中空伺服电机的输出轴内设有环形螺母，所述环形螺母内侧设有和阀杆的螺纹相配合的卡扣，所述卡扣卡在阀杆的螺纹缝隙中，所述丝杆螺栓套设在阀杆外侧，所述阀杆上固定套设有手轮，所述中空伺服电机位于手轮和阀体之间，所述PLC控制器的输入端电连接有阀杆位置检测机构和压力检测机构，所述PLC控制器的输出端连接有中空伺服电机的驱动器。

进一步地，所述阀杆位置检测机构包括设在阀杆一侧的两个位置传感器，两个位置传感器沿阀杆轴向设置且其中一个位置传感器和阀杆侧面相连接。

一种手自一体节流阀的使用方法，还包括防爆控制箱，所述防爆控制箱内设有开关电源，所述开关电源和PLC控制器电连接，所述PLC控制器和驱动器设在防爆控制箱内，所述防爆控制箱上设有交互式面板，所述交互式面板和PLC控制器电连接。

进一步地，所述压力检测机构包括设在节流阀前端管路的多个压力传感器，所述压力传感器和PLC控制器的输入端电连接。