阀门遥控装置

本发明涉及钻井/采油平台配套装备技术领域，特别涉及一种阀门遥控装置。

背景技术：

现代社会，阀门应用广泛，对阀门的远程控制成为人们关注的重点。

在钻井/采油平台中，目前对于新建的钻井/采油平台一般采用电液阀门实现控制系统阀门的远程控制。这种方式虽然后续使用时较为便捷，但整体价格昂贵。对于一些老龄钻井/采油平台，实现阀门远程控制的功能未普及到。

老龄钻井/采油平台一般采用的是机械阀门，若对老龄钻井/采油平台进行相关改造，需要先把采油树停掉，然后把机械阀门拆掉，再换上自动控制阀，再复工。整体改造过程不仅需要进行停工停产，而且机械阀门完全更换为电液控制阀的成本较高。整体上，目前采用机械阀门的老龄钻井/采油平台不适于利用现有的阀门远程控制技术直接进行普及改造。

另外，假如不利用现有的发明远程控制技术直接对此类老龄的钻井/采油平台进行改造，则需要通过手动方式对阀门进行调节。当手动开启或关闭阀门时，工作人员需要靠近阀体才能操作。特别是对于设置在特殊位置的手动阀门，工作人员不容易靠近，导致开启阀门较麻烦，且开启过程中可能会对工作人员造成伤害。例如，油气管管路系统中的深井阀门一般设置在深坑中，通常情况下采用水泥板等封闭深坑口。当需要开启或关闭阀门时，首先需要搬动水泥板开启深坑；再由工作人员下至深坑中对阀门进行开启或关闭的操作，操作很不方便，耗费较多的时间，且工作人员位于深坑内，容易磕碰或受到高处物品掉落的伤害，不利于工作人员的工作。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种具有可移植性的阀门遥控装置，针对老龄钻井/采油平台的阀门在保留原有机械阀门的基础上，无需停工停产，实现了低成本改造和远程控制功能。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种阀门遥控装置，包括：固定组件、支撑组件、动力组件、至少一组卡爪组件和控制系统，

所述固定组件包括：第一卡合部、第二卡合部，所述第一卡合部和所述第二卡合部相对接形成安装孔；

所述支撑组件包括：多个距离块和多个转向块，相邻两个所述距离块或相邻的所述距离块与所述转向块通过可拆卸的方式连接，形成框架本体；位于所述框架本体一端的距离块与所述固定组件相固定；

所述动力组件包括：电机基座、设置有电机轴的电机、联轴器，所述电机基座固定在所述框架本体的另一端，所述电机的一端卡合在所述电机基座上，位于所述电机另一端的所述电机轴与所述联轴器传动连接；

所述卡爪组件包括：卡爪臂、卡爪定位轴、卡爪头，所述卡爪臂的一端与所述联轴器连接，另一端分布有开孔；所述定位卡爪轴一端固定在所述开孔中，另一端连接所述卡爪头；

所述控制系统包括：安装在所述联轴器上的扭矩传感器，用于和控制终端通讯的无线组网模块。

在一个优选的实施方式中，所述控制系统还包括：蓄电池、电压转换模块、单片机、a/d转化模块，所述蓄电池与所述电压转换模块的输入口电气连接，所述电压转换模块的输出端与所述单片机电气连接，所述单片机通过所述a/d转化模块与所述扭矩传感器电气连接，且所述单片机与所述电机和所述无线组网模块电气连接。

在一个优选的实施方式中，所述控制系统还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述无线组网模块电气连接。

在一个优选的实施方式中，所述第一卡合部为第一管卡，所述第二卡合部为第二管卡，所述第一管卡和所述第二管卡相对接，形成用于定位所述阀门遥控装置的安装孔。

在一个优选的实施方式中，所述框架本体包括通过多个距离块拼接的横向本体，所述横向本体的两端分别设置有一个转向块，形成与所述横向本体相垂直的第一纵向本体和第二纵向本体。

在一个优选的实施方式中，所述卡爪组件的组数为三组，三组所述卡爪组件围绕所述联轴器的圆周方向间隔均匀排布。

在一个优选的实施方式中，所述卡爪头包括可拆卸连接的定位卡爪和固定卡爪，所述定位卡爪一侧与所述卡爪定位轴固定连接，另一侧与所述固定卡爪相对接，所述定位卡爪与所述固定卡爪对接后能形成施力孔。

在一个优选的实施方式中，所述卡爪臂上的开孔为条形孔，所述卡爪定位轴通过可拆卸连接的方式安装在所述条形孔中，所述条形孔的长度大于所述卡爪定位轴的直径。

在一个优选的实施方式中，所述卡爪定位轴至少在位于所述条形孔中的配合段为螺纹段，所述卡爪组件还包括用于和所述螺纹端配合的第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母分别位于所述卡爪臂的两侧。

在一个优选的实施方式中，所述定位卡爪和所述固定卡爪的内侧、所述第一管卡和所述第二管卡的内侧设置有橡胶圈。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请所提供的阀门遥控装置，固定组件、支撑组件、动力组件、至少一组卡爪组件和控制系统，该阀门遥控装置在使用时，根据确定的使用对象，灵活选择合适的固定组件和卡爪组件，确定距离块的尺寸及数量，随之确定与距离块配合的转向块的尺寸，然后将各个组件利用连接组件(例如螺栓螺母)进行拼装，卡爪定位轴与定位卡爪进行焊接，将固定组件安装在阀门底部的圆环上。进一步的，当该固定组件实现安装后，还可以利用卡爪组件与待遥控的阀门进行配合安装。其中，该卡爪组件在安装时通过调节内部的相对位置关系能够与不同尺寸的阀门实现配合，进一步提高了该阀门遥控装置的可移植性。

整体上，本申请是目前针对老龄钻井/采油平台改造时直接利用现有的电液阀门实现控制系统阀门的远程控制需要停工停产、改造难度高、成本大，可移植性差等问题，提出了一种全新的阀门遥控装置，其在保留原有机械阀门的基础上，不仅能够对若干阀门进行远程控制，而且具有可移植性，即可将该装置从一个阀门移动到另一处的阀门，整体改造成本低，无需停工停产。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本申请实施方式中提供的一种阀门遥控装置的结构示意图；

图2为本申请实施方式中提供的一种阀门遥控装置卡爪组件的结构示意图；

图3为本申请实施方式中提供的一种阀门遥控装置的控制系统电气连接示意图。

以上附图的附图标记：

1、固定组件；11、第一卡合部；12、第二卡合部；2、支撑组件；21、距离块；22、转向块；3、动力组件；31、电机基座；54、电机；33、联轴器；4、卡爪组件；41、卡爪臂；410、条形孔；42、卡爪定位轴；43、定位卡爪；44、固定卡爪；5、控制系统；51、蓄电池；52、电压转换模块；53、单片机；55、无线组网模块；56、扭矩传感器；57、蜂鸣器；58、a/d转化模块。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

发明人发现：现有的阀门远程控制技术并未普及到老龄钻井/采油；若对老龄钻井/采油平台进行相关改造，不仅需要进行停工停产，另外更换成本较高。且利用现有的阀门远程控制技术一般是针对每个平台都需要针对性的设计一套设备，不仅成本高，而且可移植性差。

本申请可针对特定的若干阀门进行远程控制，且具有可移植性，即可将该装置从一个阀门移动到另一处的阀门，且改造成本低，无需停工停产。

请结合参阅图1至图3，本发明说明书实施方式中提供一种阀门遥控装置，包括：固定组件1、支撑组件2、动力组件3、至少一组卡爪组件4和控制系统5。固定组件1包括：第一卡合部11、第二卡合部12，第一卡合部11和第二卡合部12相对接形成安装孔；支撑组件2包括：多个距离块21和多个转向块22，相邻两个距离块21或相邻的距离块21与转向块22通过可拆卸的方式连接，形成框架本体；位于框架本体一端的距离块21与固定组件1相固定。动力组件3包括：电机基座31、设置有电机54轴的电机54、联轴器33，电机基座31固定在框架本体的另一端，电机54的一端卡合在电机基座31上，位于电机54另一端的电机54轴与联轴器33传动连接。卡爪组件4包括：卡爪臂41、卡爪定位轴42、卡爪头，卡爪臂41的一端与联轴器33连接，另一端分布有开孔；定位卡爪43轴一端固定在开孔中，另一端连接卡爪头。控制系统5包括：安装在联轴器33上的扭矩传感器56，用于和控制终端通讯的无线组网模块55。

在一个实施方式中，控制系统5还包括：蓄电池51、电压转换模块52、单片机53、a/d转化模块58，蓄电池51与电压转换模块52的输入口电气连接，电压转换模块52的输出端与单片机53电气连接，单片机53通过a/d转化模块58与扭矩传感器56电气连接，且单片机53与电机54和无线组网模块55电气连接。此外，控制系统5还包括蜂鸣器57，蜂鸣器57与无线组网模块55电气连接。

以下将结合具体的附图和实施方式详细阐述该阀门遥控装置的各个组成部分及其工作原理。

在本实施方式中，固定组件1用于实现将整个阀门遥控装置的定位安装。具体的，该阀门遥控装置可以安装在阀门底部的圆环上，也可安装在管路中。由于阀门底部的圆环或者管路其外轮廓为圆柱形，因此，该第一卡合部11和第二卡合部12相对接形成的安装孔也可以相应的为圆柱形孔。

具体的，第一卡合部11可以为第一管卡，第二卡合部12可以为第二管卡，第一管卡和第二管卡相对接，形成用于定位阀门遥控装置的安装孔。该第一管卡和第二管卡之间可以通过螺栓连接的方式实现可拆卸连接。具体的，在第一管卡和第二管卡的两侧分别设置有用于穿设螺栓的开孔。安装时，可以先将第一管卡套设在需要安装的位置，然后将第二管卡与第一管卡相对接，开孔对齐，然后在开孔中传设螺栓，再在螺栓的一端连接螺母，实现第一管卡和第二管卡的连接，同时也即将整个阀门遥控装置进行定位安装。

在一个实施方式中，该第一管卡和第二管卡用于和阀门或管路相配合安装的位置可以设置有橡胶圈，该橡胶圈一方面能保证该固定组件1安装时与所配合位置的可靠性，另一方面也能对所安装的阀门或管路等进行保护，防止在转动过程中在阀门或管路的表面形成划痕。

在本实施方式中，支撑组件2的框架本体可以通过转向块22和距离块21拼接而成，其中，距离块21实现长度的直线延伸，转向块22在距离块21的末端，实现直角转换。具体的，该框架本体可以包括通过多个距离块21拼接的横向本体，横向本体的两端分别设置有一个转向块22，形成与横向本体相垂直的第一纵向本体和第二纵向本体。相邻两个距离块21之间或距离块21与转向块22之间可以通过螺栓实现可拆卸连接。

如图1所示，该框架本体的横向本体包括三个距离块21，第一纵向本体包括一个转向块22和一个距离块21，第二纵向本体也可以包括一个转向块22和一个距离块21。其中，该距离块21的个数可以根据该阀门遥控装置的具体安装环境所确定，本申请未作具体数值的限定。选用不同的距离块的组合可以适用阀门不同的安装尺寸。

此外，该距离块21和转向块22的具体结构本申请也不做具体的限定。如图1所示，该距离块21可以包括第一连接板和第二连接板以及设置在第一连接板和第二连接板之间的第一连接架，其中，该第一连接板和第二连接板平行设置。该转向块22可以包括第三连接板和第四连接板，以及设置在第三连接板和第四连接板之间的第二连接架。其中，该第三连接板和第四连接板垂直设置。

在本实施方式中，动力组件3包括：电机基座31、设置有电机54轴的电机54、联轴器33。电机基座31固定在框架本体的另一端，电机54的一端卡合在电机基座31上，设置有电机54轴的另一端与联轴器33传动连接。具体的，在电机基座31上设置有一个孔，电机54的一端卡合在该孔中。当电机54启动后，能够将转动力通过电机54轴、联轴器33传递给卡爪组件4。

在本实施方式中，卡爪组件4包括：卡爪臂41、卡爪定位轴42、卡爪头。卡爪臂41的一端与联轴器33连接，另一端分布有开孔。定位卡爪43轴一端固定在开孔中，另一端连接卡爪头。

请结合参阅图2，在一个实施方式中，卡爪组件4的组数可以为三组，三组卡爪组件4围绕联轴器33的圆周方向间隔均匀排布。当该卡爪组件4为三组时，其能够和阀门卡合，保证被控制的阀门在圆周方向受力可靠、均匀。

具体的，卡爪头可以包括可拆卸连接的定位卡爪43和固定卡爪44，定位卡爪43一侧与卡爪定位轴42固定连接，另一侧与固定卡爪44相对接，定位卡爪43与固定卡爪44对接后能形成施力孔。具体的，该施力孔可以与阀门转盘上的三个阀门臂管相配合，当电机54启动后，能够带动该卡爪头和阀门同步转动。

在一个实施方式中，卡爪臂41上的开孔为条形孔410，卡爪定位轴42通过可拆卸连接的方式安装在条形孔410中，条形孔410的长度大于卡爪定位轴42的直径。

在本实施方式中，通过在卡爪臂41上设置沿着该卡爪臂41的纵长方向延伸的条形孔410，使得该卡爪定位轴42能够相对该卡爪臂41径向移动，即可以实现调节卡爪定位轴42的径向位置，从而能够适用不同尺寸的阀门的遥控需求。其中，该径向移动的参考对象可以为电机54轴。

在一个实施方式中，卡爪定位轴42至少位于条形孔410中的配合段为螺纹段，卡爪组件4还包括用于和螺纹端配合的第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母分别位于卡爪臂41的两侧。

在本实施方式中，该卡爪定位轴42的一端可以通过可拆卸的方式与该卡爪臂41相配合，从而便于调节该卡爪定位轴42相对卡爪臂41的轴向距离。其中，该轴向距离可以以电机54轴的轴线方向为参考依据。具体的，该可拆卸连接的方式可以为螺纹连接。具体的，该卡爪定位轴42可以全部或部分为螺纹段。其中，至少位于条形孔410中的一段为螺纹段，该螺纹段伸入条形孔410中，后续通过两个螺母实现与卡爪定位轴42定位。该卡爪定位轴42与定位卡爪43之间可以通过焊接的方式进行固定，当然，两者还可以通过其他固定方式相连接，本申请在此并不作具体的限定。

在一个实施方式中，该定位卡爪43和固定卡爪44用于和阀门相配合安装的位置可以设置有橡胶圈，该橡胶圈能保证该卡爪组件4对所施力的阀门进行保护，防止在转动过程中在阀门的表面形成划痕。

请结合参阅图3，的控制系统5包括：蓄电池51、电压转换模块52、单片机53、无线组网模块55、扭矩传感器56、蜂鸣器57和a/d转化模块58。蓄电池51与电压转换模块52输入口电气连接，电压转换模块52的输出口与单片机53电气连接，的单片机53通过a/d转化模块58与扭矩传感器56进行电气连接，单片机53分别与电机54、无线组网模块55和蜂鸣器57电气连接，扭矩传感器56安装在联轴器33上。

该阀门遥控装置在使用时，根据确定的使用对象，选择合适的固定组件1和卡爪组件4，确定距离块21的尺寸及数量，随之确定与距离块21配合的转向块22的尺寸，然后将各个组件利用连接组件(例如螺栓螺母)进行拼装，卡爪定位轴42与定位卡爪43进行焊接，将固定组件1安装在阀门底部的圆环上，联轴器33连接电机54轴和卡爪臂41轴，将卡爪定位轴42在卡爪臂41条形孔410中进行径向移动，至阀门臂轴的合适位置，之后将卡爪定位轴42进行轴向移动，至定位卡爪43接触到阀门臂管，然后固定卡爪44与定位卡爪43进行螺栓螺母连接，卡爪定位轴42表面有外螺纹，其穿过卡爪臂41条形孔410，并通过卡爪臂41两侧的螺母进行固定。

在完成上述阀门遥控装置的安装后，可以打开控制系统5，该控制系统5与无线组网模块55可以共同组成一个无线通讯网络，通过无线组网模块55与控制终端连接起来，在控制终端上可进行对各个阀门的控制，而且可以在控制终端显示各个阀门的扭矩数据。

在一个具体的场景下，在该控制系统中存储有扭矩的预定阈值。假如扭矩达到一定的数值，阀门仍旧无法打开，则说明此阀门出现了故障。当机械阀门出现了故障(例如，已经锈死)，则检测到扭矩数据达到预定阈值时，会启动蜂鸣器57报警，如此可以避免扭矩过大造成电机54的损坏，同时起到了检测阀门是否损坏的作用。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。