一种外压差式天然气井输气管道安全保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于天然气井开采业的技术领域，特别涉及一种用于外压差式天然气井输气管道安全保护装置。
【背景技术】
[0002]天然气井外输管道发生重大泄露事故所造成的环境污染及可能引发的火灾、爆炸，后果严重。因此，在天然气输气管道上安装安全保护装置至关重要。
[0003]国外重视天然气井下安全保护装置，国内重视天然气井输气管道安全保护。前者技术复杂、投入成本高，但可保护采油井口装置和外输管道。后者，技术单纯、投入成本低，但只能保护天然气外输管道。目前，国内生产的输气管道安全保护装置，由于设备外形尺寸的限制，通过天然气的容量不够大，因此，当天然气井日产气量超过30万立方米时，已不能稳定地、可靠地保证所有气井正常生产，其表现为在高产气流量下或气流量发生巨幅波动时，安全保护装置出现自动关闭输气管道的情况，造成非正常停产。为此，中国专利“一种用于高产天然气井输气管道安全保护装置”(专利号201420237980)应用内平衡气缸来增大天然气通过的流量，试验证明该装置确有效果，但由于全国各大气田产量大不相同，即使同一气田各域块产量亦有很大不同，因此，存在缺点一，需要各种不同规格的平衡缸尺寸，因而繁琐、互换性差；缺点二，调节过程复杂，需专业技术人员参与；缺点三，结构相对复杂，投入成本较高。
[0004]目前尚未见到一种结构简单、通过的流量大、流量调节范围也大、操作容易、能有效解决不同产气量井使用节流式原理的天然气井外输管道安全保护装置的公开报道。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是在目前结构外形尺寸不变的条件下，提供一种外压差式天然气井输气管道安全保护装置，与当前天然气井外输管道安全保护装置相比，结构简单、通过天然气流量大、流量调节范围也大，不但适用于各种小产气量的气井，而且可解决气产量超过30X 104m3/d的气井的非正常关井停产的问题。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:设计一种外压差式天然气井输气管道安全保护装置，保护装置外壳⑴内安装有阀芯内套(2)，阀芯内套下部通过螺纹连接着阀座(3)，并与保护装置外壳(I)密封，在正常工作条件下，阀座(3)内所装的关闭滑阀(4)的尾部进入阀座，关闭滑阀(4)上的天然气输出窗孔全畅通，关闭滑阀与阀座采用滑动配合，关闭滑阀下部安装有第一组复位弹簧(5)，关闭滑阀(4)通过双半球体(6)和压盖(9)与调节螺杆
(8)下部连接，同时装有防转螺销(9)，调节螺杆(8)的中部有梯形左旋外螺纹与外压差平衡杆(10)下部的梯形左旋内螺纹相配合，调节螺杆(8)上部有指示杆刻度线(19)，与外压差平衡杆(10)中孔密封滑动配合，外压差平衡杆(10)下端座在第二组复位弹簧(11)上，在正常工作条件下，两组复位弹簧始终让关闭滑阀(4)处于打开状态，外压差平衡杆(10)的下端部有两块方形翼板，装入有两个对称长槽的转轴(12)内，成滑动配合，转轴上部与顶盖(13)成密封转动配合，并伸出顶盖，与调节手轮(14)以键相连接，通过压紧套(15)上的螺纹将调节手轮压紧，压紧套(15)上开有窗孔，窗孔两侧均有指示关闭滑阀工作状态下的关闭深度指示刻度线(20)，复位截止阀(16)安装在顶盖(13)外侧，并与内腔相通。
[0007]本实用新型的有益效果是:可以根据各天然气田的生产压力和产量，制定出所需外压差平衡杆的直径大小、复位弹簧的刚度以及天然气输出窗孔的宽度及孔数量，即可保证该气田各种产量及生产压力的天然气井使用相同结构的安全保护装置，且只需转动手轮(14)来调节天然气输出窗孔的开度，以达到通过所需的产量而不会造成非正常自动关闭。因而，本实用新型的有益效果是:与中国专利“一种用于高产天然气井输气管道安全保护装置”相比，避免了同一气田、不同井况需求不同规格的平衡气缸，本实用新型只需几种不同直径的外压差平衡杆，就能够覆盖国内各气田从小气量到特大气产量井的外输管道安全保护装置的正常运行，同时，调节简单，对关闭滑阀工作状态有直观性的了解；结构简单、互换性好、投入成本较低，对天然气井的安全生产、环境保护、降低成本等都具有现实意义。
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]图2是本实用新型外压差平衡杆工作原理示意图。
[0011]图3是图1中的G向视图。
[0012]图中，1-保护装置外壳；2-阀芯内套；3_阀座；4_关闭滑阀；5_第一组复位弹簧；6-双半球体；7-压盖；8_调节螺杆；9_防转螺销；10-外压差平衡杆；11-第二组复位弹簧；12-转轴；13_顶盖；14-调节手轮；15-压紧套；16-复位截止阀；17-天然气输入口 ；18_天然气输出口 ；19_指示杆刻度线；20_关闭深度指示刻度线。
【具体实施方式】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图，所示的实施例中，保护装置外壳(I)内，安装了阀芯内套(2)，阀芯内套下部通过螺纹连接着阀座(3)，并与保护装置外壳相密封。在正常工作条件下，阀座(3)内所装的关闭滑阀(4)尾部进入阀座。此时，关闭滑阀(4)上的通气窗孔畅通。关闭滑阀⑷与阀座⑶采用滑配合。关闭滑阀⑷通过双半球体(6)和压盖(7)与调节螺杆(8)的底部联结，这一结构，将保证装置中轴线各零件不同心度引起的偏差在球形铰链结构中，得到修正，以保证关闭滑阀(4)的正常工作。调节螺杆(8)中部的梯形左旋外螺纹与外压差平衡杆(10)下部梯形左旋内螺纹相配合。外压差平衡杆(10)的外部有两块方形翼板，装入有两个对称长槽的转轴(12)内，成滑动配合，可做轴向滑动。转轴
(12)的上部与顶盖(13)密封，并伸出顶盖，伸出部分用键与调节手轮(14)连接。两组复位弹簧的刚度及预压缩量由气田的产气量及外压差平衡杆直径决定，在正常工作状态下，始终让关闭滑阀窗孔处于打开状态。
[0014]图2是本实用新型外压差平衡杆工作原理示意图。所示的实施例中，当天然气由天然气输入口(17)输入，并以Q流量进入关闭滑阀(4)的流道，然后由天然气输出口(18)进入外输管道。由于流道(主要是窗孔)的流阻必然产生压降ΔΡ = P-Ptl, P为关