[发明专利]一种石油开采集输用低剪切柱塞式节流阀

摘要

本发明公开了一种石油开采集输用低剪切柱塞式节流阀，基于旋流聚结和单位质量能量耗散率控制技术，通过将阀笼节流孔设计为切向，并在其后连接先收敛后扩大的旋流室，能够在柱塞式节流阀实现流量和压力调节基本功能的同时，降低流场中的速度梯度和湍流能量耗散率，降低节流孔对于流体的剪切力，减小液滴破碎程度，降低后续油水分离的难度。

主权项

一种石油开采集输用低剪切柱塞式节流阀，其特征在于，包括：阀体(1)、锥端端盖(2)、流线锥(3)、阀帽(4)、阀杆(5)、填料压盖(6)、活塞杆轴套(7)、活塞杆(8)、阀笼(9)、旋流室(10)与活塞(11)；其中：阀体(1)采用组合式结构，并采用双头螺柱连接，阀体(1)内部的流线锥(3)端部钻有通孔，锥端端盖(2)采用螺纹与流线锥(3)连接；阀门执行结构为阀杆(5)、活塞杆(8)和活塞(11)，活塞(11)位于阀笼(9)内部，阀笼(9)前端与流线锥(3)相连接，阀杆(5)的下部加工有直径小于一定数值的斜齿轮，活塞杆(8)上加工有与斜齿轮相啮合的斜齿条，阀杆(5)在阀门驱动器作用下发生转动时，通过齿轮—齿条的传动机理带动活塞杆(8)和活塞杆(8)一端的活塞(11)轴向移动，调节阀笼(9)的过流面积，进而实现流量调节控制；所述阀杆(5)上还设有配套的阀帽(4)及填料压盖(6)，活塞杆(8)上还设有配套的活塞杆轴套(7)，阀笼(9)上带有切向孔，切向孔的取向使流体通过阀笼(9)时既存在与轴线垂直的速度分量，又存在与轴线平行的速度分量；阀笼(9)末端连接直径先收敛后扩大的旋流室(10)，且旋流室(10)起到轴向定位阀笼(9)的作用，旋流室(10)末端加工有螺纹，与阀体(1)以螺纹连接的方式固定；工作过程中，油水混合物由阀门入口进入，经流线锥(3)到达阀笼(9)，通过阀笼(9)上的切向节流孔后形成旋流，切向进入旋流室(10)，在旋流室内，原本被节流孔剪切破碎的分散相液滴得以重新聚结长大，然后排出节流阀。