高溫防漏失閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高溫防漏失閥，包括球形閥芯、閥座和管狀閥體，通過閥體連接外部待控制液體管路，閥座包括閥芯座、中間連接環和下接頭，閥芯座與中間連接環之間通過第一金屬波紋管密封連接，中間連接環與下接頭之間通過第二金屬波紋管密封連接；當液體壓力來自閥體上部時，第一金屬波紋管受壓伸展，擠壓閥芯座對閥芯構成彈性密封；當液體壓力來自下接頭下部時，第二金屬波紋管受壓伸展，擠壓所述中間連接環進而通過所述閥芯座對閥芯構成彈性密封。本實用新型的球閥采用金屬波紋管作為彈性元件提供初始比壓，在預緊力和與流體壓力共同作用下，在任何工況下均保持合適的密封比壓，保證密封可靠，能夠在高溫、高壓環境下長期安全的工作。
【專利說明】高溫防漏失閥
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高溫防漏失閥，是用于石油天然氣開采領域的一種雙向球閥，該高溫防漏失閥的密封件全部是金屬件，適用于高溫、高壓的井下環境。
【背景技術】
[0002]在石油天然氣開采領域內，井下設備、管道所使用的控制閥以球閥為主，球閥以其密封性好、安全可靠的特點得到廣泛應用。
[0003]現有的球閥密封一般采用聚四氟乙烯的軟密封閥芯座結構，或者采用硬密封加O型圈的閥芯座結構，但是受非金屬材料性能限制，這些類型的球閥只能工作在< 200°C的環境下，對于> 250°C的高溫井、蒸汽井，上述結構的球閥無法滿足使用要求。
[0004]現有技術中也有采用金屬硬密封結構的管道閥門，此類結構的閥門在高溫高壓下要達到可靠密封，必須采用較高的密封比壓，即較高的預緊力，這樣的設計會造成球體與閥座之間摩擦阻力大，球閥啟閉力矩大，不適用于井下環境。
實用新型內容
[0005]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種高溫防漏失閥，該密封閥內設置有球形閥芯和與其適配的閥座，采用金屬波紋管作為彈性元件提供初始比壓，在預緊力和與流體壓力共同作用下，在任何工況下均保持合適的密封比壓，保證密封可靠，能夠在高溫、高壓環境下長期安全的工作。
[0006]為實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0007]高溫防漏失閥，包括閥芯、閥座和管狀閥體，通過所述閥體連接外部待控制液體管路，所述閥座包括閥芯座、中間連接環和下接頭，待控制液體流經由閥體、閥芯、閥芯座、中間連接環和下接頭構成的路徑。
[0008]所述閥芯座與中間連接環之間通過第一金屬波紋管密封連接，所述中間連接環與下接頭之間通過第二金屬波紋管密封連接；所述閥芯、閥芯座、第一金屬波紋管、中間連接環、第二金屬波紋管和下接頭的部分管體位于所述閥體內，所述下接頭和閥體密封連接。
[0009]當液體壓力來自閥體上部時，第一金屬波紋管受壓伸展，擠壓閥芯座對閥芯構成彈性密封；當液體壓力來自下接頭下部時，第二金屬波紋管受壓伸展，擠壓所述中間連接環進而通過所述閥芯座對閥芯構成彈性密封。
[0010]進一步，所述閥芯為球形閥芯，閥芯座設置有適配于閥芯的球面槽。
[0011]進一步，所述下接頭為階梯狀管體，下接頭與中間連接環的相鄰端為下接頭的前端，前端的外徑小于第二金屬波紋管的內徑，第二金屬波紋管包裹前端的管體，第二金屬波紋管和前端的管體以及中間連接環之間形成一液壓腔室。
[0012]進一步，在所述下接頭前端的管體上設置有若干個通孔，所述通孔連通所述液壓腔室與下接頭的流道。
[0013]進一步，所述中間連接環呈槽狀，下接頭前端與中間連接環構成嵌套結構。
[0014]進一步，所述閥芯座為階梯狀管體，閥芯座與閥芯接觸端的外徑大于閥芯座與中間連接環相鄰端的外徑，階梯分界面構成液壓受力面。
[0015]進一步，所述閥芯座與中間連接環的相鄰端為閥芯座的后端，后端的外徑小于第一金屬波紋管的內徑，第一金屬波紋管包裹后端的管體。
[0016]進一步，所述閥芯座與下接頭之間設置有防旋裝置，該防旋裝置包括設置在閥芯座上的軸向凸出部和下接頭上的軸向凹槽，所述凸出部和凹槽配合防止閥芯座與下接頭之間相對旋轉，所述凸出部穿過中間連接環后和凹槽配合。
[0017]進一步，所述閥芯座、第一金屬波紋管、中間連接環、第二金屬波紋管、下接頭之間依次采用焊接密封連接，所述閥體和下接頭之間采用焊接密封連接。
[0018]采用上述結構設置的高溫防漏失閥，具有以下優點:
[0019]本實用新型采用金屬波紋管作為彈性元件提供初始比壓，通過金屬波紋管的彈性變形補償高溫引起的熱變形，使球閥能夠在< 350°C的環境下長期工作，適用絕大部分井下工作環境；同時可以在5000Psi (35MPa)的壓力等級下長期工作；采用彈性補償金屬硬密封，在預緊力和流體壓力共同作用下在任何工況下均保持合適的密封比壓，保證密封可靠，并且球閥雙向均能承受5000Psi (35MPa)的壓力差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的主視圖(局部剖視)；
[0021]圖2為來本實用新型的立體圖(局部剖視);
[0022]圖3為上部加壓時本實用新型的密封原理圖；
[0023]圖4為下部加壓時本實用新型的密封原理圖；
[0024]圖5為圖4中的局部放大視圖。
[0025]圖中:1.閥芯；2.閥芯座；2-1.凸出部；3.第一金屬波紋管；4.中間連接環；5.第二金屬波紋管；6.下接頭；6-1.通孔；7.閥體。
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本實用新型為達到預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖和較佳實施例，對本實用新型的結構、特征以及功效詳細說明如后。
[0027]如圖1、圖2所示，本實用新型的高溫防漏失閥包括閥芯1、閥座和管狀閥體7，通過閥體7連接外部待控制液體管路，所述閥座包括閥芯座2、中間連接環4和下接頭6，待控制液體流經由閥體7、閥芯1、閥芯座2、中間連接環4和下接頭6構成的路徑。附圖中箭頭A的指向是待控制液體的一種流向，即壓力來自下接頭6下部，待控制液體還可以沿與箭頭A相反的方向流動，即壓力來自閥體7上部，如圖3中箭頭B的指向。
[0028]本實施例所采用的閥芯為球形閥芯1，閥芯座2設置有適配于閥芯I的球面槽。當然，本實用新型的結構形式并不限于球形閥芯，對于其他形式的閥芯同樣適用，例如圓柱形閥芯。
[0029]如圖1所示，閥芯座2與中間連接環4之間通過第一金屬波紋管3密封連接，中間連接環4與下接頭6之間通過第二金屬波紋管5密封連接；閥芯1、閥芯座2、第一金屬波紋管3、中間連接環4、第二金屬波紋管5和下接頭6的部分管體位于閥體7內，下接頭6和閥體7之間密封連接，當液體壓力來自閥體7上部時，壓力通過閥體7與其他部件之間的空隙起作用。
[0030]如圖1所示，下接頭6為階梯狀管體，下接頭6與中間連接環4的相鄰端為下接頭6的前端，前端的外徑小于第二金屬波紋管5的內徑，第二金屬波紋管5包裹前端的管體，第二金屬波紋管5和前端的管體以及中間連接環4之間形成一液壓腔室，當液體壓力來自下接頭6下部時，壓力通過該液壓腔室起作用。
[0031]如圖5所示，在下接頭6前端的管體上設置有若干個通孔6-1，通孔6-1連通所述液壓腔室與下接頭6的流道，待控制液體可以通過通孔6-1進入所述液壓腔室。
[0032]如圖1所示，閥芯座2為階梯狀管體，閥芯座2與閥芯I接觸端的外徑大于閥芯座2與中間連接環4相鄰端的外徑，階梯分界面構成液壓受力面。
[0033]如圖1所示，閥芯座2與中間連接環4的相鄰端為閥芯座2的后端，后端的外徑小于第一金屬波紋管3的內徑，第一金屬波紋管3包裹后端的管體。
[0034]如圖3所示，當液體壓力來自閥體7內部時，如圖3中箭頭P的指向，第一金屬波紋管3受壓伸展，擠壓閥芯座2對閥芯I構成彈性密封；如圖4所示，當液體壓力來自下接頭6內部時，如圖4中箭頭P的指向，第二金屬波紋管5受壓伸展，擠壓中間連接環4進而通過閥芯座2對閥芯I構成彈性密封。
[0035]為了優化本實用新型的結構，如圖1所示，中間連接環4呈槽狀，下接頭6前端與中間連接環4構成嵌套結構，這樣設計可以加強控制閥的內部結構。
[0036]閥芯座2與下接頭6之間設置有防旋裝置，該防旋裝置包括設置在閥芯座2上的軸向凸出部2-1和下接頭6上的軸向凹槽，凸出部2-1和凹槽配合防止閥芯座2與下接頭6之間相對旋轉，防止傳遞轉矩到金屬波紋管，凸出部2-1穿過中間連接環4后和凹槽配合。
[0037]本實用新型各部件均是金屬件，他們之間的連接方法是，閥芯座2、第一金屬波紋管3、中間連接環4、第二金屬波紋管5、下接頭6之間依次采用焊接密封連接，閥體7和下接頭6之間也采用焊接密封連接。
[0038]上面所述只是為了說明本實用新型，應該理解為本實用新型并不局限于以上實施例，符合本實用新型思想的各種變通形式均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.高溫防漏失閥，包括閥芯、閥座和管狀閥體，通過所述閥體連接外部待控制液體管路，其特征在于，所述閥座包括閥芯座、中間連接環和下接頭，待控制液體流經由閥體、閥芯、閥芯座、中間連接環和下接頭構成的路徑； 所述閥芯座與中間連接環之間通過第一金屬波紋管密封連接，所述中間連接環與下接頭之間通過第二金屬波紋管密封連接；所述閥芯、閥芯座、第一金屬波紋管、中間連接環、第二金屬波紋管和下接頭的部分管體位于所述閥體內，所述下接頭和閥體密封連接； 當液體壓力來自閥體上部時，第一金屬波紋管受壓伸展，擠壓閥芯座對閥芯構成彈性密封；當液體壓力來自下接頭下部時，第二金屬波紋管受壓伸展，擠壓所述中間連接環進而通過所述閥芯座對閥芯構成彈性密封。
2.如權利要求1所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述閥芯為球形閥芯，閥芯座設置有適配于閥芯的球面槽。
3.如權利要求1所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述下接頭為階梯狀管體，下接頭與中間連接環的相鄰端為下接頭的前端，前端的外徑小于第二金屬波紋管的內徑，第二金屬波紋管包裹前端的管體，第二金屬波紋管和前端的管體以及中間連接環之間形成一液壓腔室。
4.如權利要求3所述的高溫防漏失閥，其特征在于，在所述下接頭前端的管體上設置有若干個通孔，所述通孔連通所述液壓腔室與下接頭的流道。
5.如權利要求3所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述中間連接環呈槽狀，下接頭前端與中間連接環構成嵌套結構。
6.如權利要求1所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述閥芯座為階梯狀管體，閥芯座與閥芯接觸端的外徑大于閥芯座與中間連接環相鄰端的外徑，階梯分界面構成液壓受力面。
7.如權利要求6所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述閥芯座與中間連接環的相鄰端為閥芯座的后端，后端的外徑小于第一金屬波紋管的內徑，第一金屬波紋管包裹后端的管體。
8.如權利要求1所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述閥芯座與下接頭之間設置有防旋裝置，該防旋裝置包括設置在閥芯座上的軸向凸出部和下接頭上的軸向凹槽，所述凸出部和凹槽配合防止閥芯座與下接頭之間相對旋轉，所述凸出部穿過中間連接環后和凹槽配合。
9.如權利要求1所述的高溫防漏失閥，其特征在于，所述閥芯座、第一金屬波紋管、中間連接環、第二金屬波紋管、下接頭之間依次采用焊接密封連接，所述閥體和下接頭之間采用焊接密封連接。
【文檔編號】F16K5/20GK204004511SQ201420204679
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】任峰德, 范白濤, 陳毅, 修海媚, 張斌奇, 唐文波, 郭武兵, 安義 申請人:中科金佳（北京）油田技術開發有限公司