5.2.1 气举阀原理在线视频

同学们好

本节我们学习气举阀工作原理

前面我们介绍了气举的启动过程

在气举的启动过程当中

我们如果考虑有效的降低气举的启动压力

我们如果希望降低气举的启动压力

如何来实现呢

就是希望环空液面在下降的过程中

不要等到液面下降到管鞋的位置

才将气体注入到油管内

而是在液面的下降过程中

就将气体提前注入到油管当中

使得注入点以上的部分

能够掺入气体

降低流动压力

随着液面的不断下降

再有新的注入点加入进来

使得更长的一段液柱

被掺入了注入的气体

这样的一个过程就能够有效地

将我们的启动压力降下来

那么如何才能实现前面我们所说的

在压液面的过程中

能够把气体压入到

或者是注入到油管内呢

我们采取的特殊的一种结构

就是气举阀

气举阀的作用

按照我们前面所讲的

应该有以下的方面

第一就是在油管和环空之间

提供了一个进气的通道

第二 气举阀

它是一个调节阀

它能够根据压力的高低来打开和关闭

为什么它要做这样一个调节

我们来看

如果这个位置的气举阀打开了

气体会持续不断的通过这个气举阀

进入到油管内

如果这个阀一直不关闭的话

所有的气体都通过这个阀进入到油管内

那么液面还能继续下降吗

还能够在新的一个位置注入气体吗

不能了

所以这个阀应该在合适的时机关闭

使得液面在压力的作用下继续下移

进入到下一个气举阀的位置

这就是为什么我们气举阀需要

根据压力的高低打开和关闭

第三 气举阀

它还应该是一个单流阀

单流阀的作用就是

负责气体通过这个阀进入到油管内

而防止液体从油管内

倒流到环空当中

因此它应该是一个单流阀

那么要想起到刚才所讲的这三个方面的作用

气举阀应该有它特殊的结构

这就是一个气举阀的安装位置

它应该是作为油管的一部分

一个特殊的油管短节

安装在井筒的某一个特定的位置上

这是气举阀的一个剖面图

我们看到

气举阀中其中一部分

开孔于环空

另一个开孔是开孔于油管内

那么油管内的这个通道

跟环空的这个通道是否是连通的

取决于阀球和这个阀座的相对位置

而这个阀球又连在阀杆上

阀杆接在一个封闭的波纹管上

这就是整体的一个气举阀的结构

当这个阀球坐在阀座上

封闭上了

那么就意味着环空的通道

和油管内的通道是断开的

当波纹管收缩

连着连杆上行

提着阀球上移的时候

阀座这个位置的阀孔就露出来了

这个时候环空的通道

跟油管的通道就是连通的

因此就是采取这样的一种结构

使得环空内和油管内

有打开和关闭这样的两种状态

那么如何实现阀球的上移和下移呢

这个地方是一个简化的示意图

我们看到波纹管内部

是封有一定压力的气体

这样的一个压力

跟它周围的压力比较

来决定

波纹管是收缩的还是扩张的

也就意味着这个阀杆

是上移的还是下放的

那么这个阀球就是打开的还是关闭的

因此封包内的一个压力是作为

整个气举阀的一个特征的参数

整个气举阀的一个特征的参数

那么下面我们就来看一下

什么条件之下

这个阀是打开的

什么条件之下

它又能关闭呢

气举阀开启和关闭的条件

首先我们先看一下

开启的条件是什么

我们先假设这个阀是关闭的状态

阀球在这个位置

是关闭的

那么关闭的情况之下

我们来看一下

这个压力的平衡是如何实现的

我们写出来两个式子

其中一个就是

在油管压力的作用之下

上顶这个阀球的上顶力

应该是Pt乘以AP

Pt是油压油管内的压力

AP是阀球的面积

除了这样一个上顶力的作用之外

另外还有一个上顶力的作用

在哪呢

就是在环空的压力作用之下

来上顶波纹管的受力外面积

那么这样的一个上顶力的作用等于什么

PC环空内的压力

乘以一个作用的面积

是一个环状的面积

Ab是波纹管的全面积

减掉Ap

减掉的是阀球的这个面积

那么也就意味着环空的压力

作用在波纹管的一个环形面积上

对它施加了一个上顶力的作用

这是两个上顶力的和

一部分来自于油压

一个来自于环空内的压力

那么下推力的作用来源于什么呢

就来源于封包内的这个压力

作用在封包的

波纹管的全面积上

就是Pd乘以Ab

那么在关闭的状态之下

我们就有这样的一个力的平衡

在这个力的平衡中

主控因素是什么呢

我们可以考虑到主控因素

就是这里的环空压力

我们把这个平衡式子

写成另外的一种形式

其中

R表达的是一个面积比

是Ap比上Ab

也就是阀球的面积比上封包的截面积

那么写出这样一个式子来

意思是什么

就意味着

当环空的压力

高于这个值的时候

就意味着

上顶力的作用

大于了下推力的作用

这个时候这个阀就要打开了

所以我们把这个式子整理一下

写成这种形式

也就是说Pop是一个操作压力

在这个地方指的就是环空内的

环空压力

那么这个压力等于后面的这个值

表达的就是一个临界的状态下的这个条件

大于这个值的时候

这个阀就要被开启了

这就是它的开启压力的一个表达式

当然这个压力里面我们看到了

取决于封包内的压力

取决于油管内的油压

那阀关闭的条件又是什么

当阀处于开启状态的时候

大家要注意到的是

阀球和封包的外表面

都是处于同一个压力系统中

什么样的压力系统呢

这个时候环空跟油管是导通的

是连通的

阀是打开的

所以在这样一个共同的压力系统下

对它有一个上顶力的作用

作用的面积当然就是这个封包

外表面的全面积

那么下推这个阀球的下推力

来源于什么

依然来源于封包内的压力

它作用的面积也是这个封包内

内表面的全面积

因此我们说阀的关闭压力应该

就取决于我们这个系统的压力

我们把它称为Pvc

就是关闭压力

跟封包内压力的相对关系

如果我们这个时候

封包内的压力要大于

我们整个的一个连通的压力体系的压力的话

这个时候阀就要关闭了

换句话说

阀的关闭压力就取决于

封包内的气体压力

这就是阀的关闭条件

有了开启条件也有了关闭条件

那么阀的工作压差

我们称为阀距

表达的就是开启压力和关闭压力的差值

整理一下

我们就得到了这样的一个式子

R还是面积比

这是封包内的压力

这是油管内的油压

这个就是作为气举阀的一个重要的参数

气举阀有哪些种类呢

像我们刚才介绍的这种气举阀

它是单元件的

有一个波纹管

它是套压操作阀

指的是什么意思呢

就像我们刚才所说

它是在环空内的套压

作为主控因素的作用之下

来开启和关闭的

因此这一类的操作阀

因此这一类的操作阀

称为单元件的套压操作阀

它的主要特征在于

在阀的上腔室部分

是连通于环空的

在阀的下腔室部分是连通于油管的

下面的这种操作阀

它是在波纹管的下端加入了弹簧

也就意味着对于这个力的作用来说

除了有封包内向下的一个推力作用之外

还有一个弹簧的压力

所以两个方面两个元件共同作用

因此我们称它为双元件的套压操作阀

说它是套压操作阀

还是因为它是在阀的上腔室是连通于环空的

那么这种气举阀我们看

除了它有弹簧是双元件的

跟刚才的不同就在于

它的上腔室是连通与油管的

那么它的下腔室连通的是环空

因此我们称这种气举阀

是双元件的油压操作阀

以上我们介绍的本节的主要内容

同学们再见