柱塞式鉆井節流閥的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種柱塞式鉆井節流閥，包括閥體（1）、設置在閥體（1）內的閥座（2）、閥桿組件（3），閥體（1）上設有閥蓋（6）和殼體（7），閥桿組件（3）具有閥桿（301）和連接在閥桿（301）的下端并與閥座（2）配合的閥芯（302），閥桿（301）活動穿過閥蓋（6）并與設在殼體（7）內的活塞（8）連接，閥體（1）內固設有導套（5），導套（5）與閥體（1）之間密封配合，閥芯（302）可上下運動地配合設置在導套（5）內；所述閥蓋（6）將導套（5）壓緊固定在閥體（1）內。本發明采用了閥蓋壓緊導套的結構，對閥桿起到保護的作用，提升了柱塞式鉆井節流閥的安全性和可靠性，延長了閥門的使用壽命，尤其適用于高溫高壓的鉆井工況中。
【專利說明】
柱塞式鉆井節流閥
技術領域
[0001]本發明涉及閥門技術領域，尤其是適用于陸地和海上石油、天然氣鉆井的節流壓井管匯中的鉆井用節流閥。
【背景技術】
[0002]節流閥是通過改變節流截面或節流長度以控制流體流量的閥門。柱塞式節流閥用于安裝在石油、天然氣鉆井的管匯系統中，用來控制油氣井的生產流量和壓力。隨著石油開采力度的加強，高壓甚至超高壓油井的不斷出現，對鉆井設備提出了更高的要求。鉆井節流閥作為節流管匯的核心部件，在鉆井過程中起到控制井涌壓力的作用，通過調節節流閥的開度，實現壓力控制。鉆井節流閥的安全性和可靠性是用于評價節流管匯水平的兩個主要因素。
[0003]現有節流閥的結構中，閥桿及其下端的硬質合金結構的閥芯暴露在流體通道中，在長期受高壓力介質的沖擊作用下，閥桿易產生震動，硬質合金結構的閥芯容易與閥桿分離和脫落，嚴重時甚至會造成閥桿斷裂等問題，造成節流閥失去作用。
[0004]尤其是對于腐蝕性強，沖蝕性高的高溫高壓的鉆井工況，現有技術的節流閥已不再適用。因此，目前亟需針對節流閥的結構進行改進，以加強節流閥的耐腐蝕和抗沖蝕能力，使其更適用于鉆井節流工況中。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種耐腐蝕性和抗沖蝕性更強的節流閥，以提升節流閥的安全性和可靠性，從而可適用于高溫高壓的鉆井工況中。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種柱塞式鉆井節流閥，包括閥體、設置在所述閥體內的閥座、閥桿組件，閥體上設有閥蓋和殼體，所述閥桿組件具有閥桿和連接在所述閥桿的下端并與所述閥座配合的閥芯，所述閥桿活動穿過所述閥蓋并與設在所述殼體內的活塞連接，其特征在于:
所述閥體內固設有導套，所述導套與所述閥體之間密封配合，所述閥芯可上下運動地配合設置在所述導套內；所述閥蓋將所述導套壓緊固定在所述閥體內。
[0007]本發明的柱塞式鉆井節流閥采用了導套的結構，閥芯在導套中上下運動而實現開啟和關閉閥門，有效地避免了高溫高壓的介質直接沖擊閥桿，保護了閥桿組件，延長了閥門的使用壽命。
[0008]優選地，所述導套的上部外周具有向外凸起的臺階部支撐在所述閥體上，所述導套的上端具有向上凸起的凸起段，所述閥蓋的下部與所述閥體螺紋連接并且所述閥蓋的下端具有套在所述配合段上的凹槽，所述臺階部被所述閥蓋的下端壓緊在所述閥體上。
[0009]更優選地，所述導套在所述臺階部下方的外周上與所述閥體之間設有導套下密封組件，所述導套的凸起段的外周與所述閥蓋的凹槽之間設有導套上密封組件。
[0010]其中，所述閥桿的上部與所述上固定座之間、所述閥桿的中部與所述閥蓋之間以及所述閥芯與所述導套之間分別通過密封件密封配合。閥桿的上部、中部以及下部的閥芯處都設有密封件，不僅起到更好密封的效果，而且使閥桿組件運行更平穩。
[0011 ]優選地，所述殼體上固定有上固定座，所述上固定座上設有開度指示裝置，所述閥桿的上端向上穿過所述上固定座并與所述開度指示裝置連接。
[0012]為了實現本地開度顯示，所述開度指示裝置包括與所述閥桿連接的頂桿和指示盤。優選地，所述指示盤上設有帶刻度的指示板。閥桿組件的上下運動帶動頂桿上下運動，通過頂桿在指示板上顯示的刻度，可以顯示閥門的開度。
[0013]為了實現遠程開度顯示，所述柱塞式鉆井節流閥還包括閥門位置指示器和開度表，所述閥門位置指示器檢測所述閥桿的直線位移信號并將所述直線位移信號轉換為電信號傳遞到節流壓井管匯的開度表上。
[0014]優選地，所述活塞的外圓周面的上部和下部分別設有與所述殼體的內壁密封配合的活塞密封件。采用雙密封的結構，使活塞運行更加平穩。
[0015]在具體實施例中，所述閥桿在超過所述閥蓋的部分設有活塞固定臺階和活塞連接螺紋，所述活塞通過螺紋連接在所述活塞連接螺紋上并通過鎖緊螺母固定在所述活塞固定臺階上。
[0016]由于采用上述技術方案，本發明達到的技術效果是:
(1)通過增加導套的結構，避免了介質直接沖擊閥桿，增強發明的耐腐蝕性和抗沖蝕性，延長了閥門壽命；
(2)在閥桿組件的上部、中部和下部分別都設有密封件，實現良好的密封效果的同時，使閥桿組件運行更平穩；
(3)活塞采用雙密封的結構，密封效果更好且活塞運行更加平穩。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的柱塞式鉆井節流閥的主視圖。
[0018]圖2為圖1中的C-C向剖視圖。
[0019]圖3為圖1中的A向局部視圖。
[0020]圖4為圖1中的B向局部視圖。
[0021]圖5為圖2中的I部放大示意圖。
[0022]附圖中:1-閥體，2-閥座，3-閥桿組件，301-閥桿，302-閥芯，303-活塞固定臺階，304-活塞連接螺紋，4-堵頭，5-導套，51-臺階部，52-凸起段，6-閥蓋，61-凹槽，7-殼體，8-活塞，9-上固定座，10-傳感器保護筒，11-螺母，12-螺柱，13-頂桿，14-指示盤，15-彈簧墊圈，16-墊環，17-防塵圈，18-閥桿上部密封件，19-0型圈，20-鎖緊螺母，21-活塞密封件，22-導向帶，23-閥桿中部密封，24-閥桿填料，25-墊環，26-擋圈，27-閥桿下部密封件，28-擋圈，29-0形圈，30-擋圈，31-0形圈，32-擋圈，33-0形圈，34-0形圈，35銘牌，36指向箭頭，37-鉚釘，38-指不板，39-螺釘。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。
[0024]實施例一
請參閱圖1至5，本實施例的一種柱塞式鉆井節流閥，包括閥體1、閥座2、設置在閥體I內的閥座2、閥桿組件3、堵頭4、導套5、閥蓋6、殼體7、活塞8、上固定座9、閥門開度指示裝置、閥門位置指示器和傳感器保護筒10。
[0025]導套5設在閥體I內，導套5與閥體I之間密封配合。閥桿組件3具有閥桿301和連接在閥桿301的下端并與閥座2配合的閥芯302，閥芯302通過螺紋與閥桿301連接并由螺釘固定。閥芯302可上下運動地配合設置在導套5內，閥桿組件3上下運動帶動閥芯302上下運動，從而實現閥門的開啟和關閉。本實施例中，閥芯302為硬質合金結構。
[0026]閥蓋6設置在閥體I上，將導套5壓緊固定在閥體I內，閥桿301的上端活動穿過閥蓋
6。導套5的上部外周具有向外凸起的臺階部51支撐在所述閥體I上，導套5的上端具有向上凸起的凸起段52，閥蓋6的下部與閥體I螺紋連接并且閥蓋6的下端具有套在所述配合段52上的凹槽61，臺階部51被閥蓋6的下端壓緊在閥體I上。
[0027]導套5在臺階部51下方的外周上與閥體I之間設有導套下密封組件，導套5的凸起段52的外周與閥蓋6的凹槽61之間設有導套上密封組件。如圖5所示，導套上密封組件包括擋圈30和O形圈31，導套下密封組件包括擋圈32和O形圈33。
[0028]殼體7固定在閥蓋6的上端，上固定座9固定在殼體7上端，閥蓋6、殼體7和上固定座9組成一個內部具有密閉空腔的結構，活塞8可上下運動地設在殼體7中并且將該密閉空腔分隔上上下兩部分，閥桿301活動穿過閥蓋6、活塞8和上固定座9，活塞8與閥桿301固定連接。具體地，活塞8的外圓周面的上部和下部分別設有與殼體7的內壁密封配合的活塞密封件21，上下兩個活塞密封件21之間還設有導向帶22。采用雙密封的結構，使活塞8運行更加平穩。活塞8與閥桿301的連接方式是:閥桿301在超過閥蓋6的部分設有活塞固定臺階303和活塞連接螺紋304，活塞8通過螺紋連接在活塞連接螺紋304上并通過鎖緊螺母20固定壓緊在活塞固定臺階303上。
[0029]閥桿301的上部與上固定座9之間設有閥桿上部密封件18，閥桿301的中部與閥蓋6之間設有閥桿中部密封件23，閥桿組件3的閥芯302與導套5之間設有閥桿下部密封件27。由于上、中、下部分都設有密封，不僅確保閥桿組件3的密封效果更好，而且使閥桿組件3運行更平穩。
[0030]本實施例的柱塞式鉆井節流閥的工作過程描述如下。
[0031]閥門開啟過程:通過閥蓋6上的進油口，將液壓介質注入到殼體7內的下部分的密閉容腔中，同時上部分的密閉容腔中的液壓介質從上固定座9上的油口排出，在液壓介質的作用下推動活塞8向上運動，活塞8帶動閥桿組件3向上運動，從而使閥桿組件3的閥芯302與閥座2形成的節流面積變大，閥門開啟。
[0032]閥門關閉過程:通過上固定座9上的進油口，將液壓介質注入到殼體7內的上部分的密閉容腔中，同時下部分的密閉容腔的液壓油從閥蓋6上的油口排出，在液壓介質的作用下推動活塞8向下運動，活塞8帶動閥桿組件3向下運動，從而使閥桿組件3的閥芯302與閥座組件2形成的節流面積變小，閥門關閉。
[0033]另外，本實施例中，閥桿組件3的下端部的外周面上還具有一個直徑從上至下由大變小的錐形密封面，位于閥芯302的下部，閥座組件2上具有與閥桿組件3錐形密封面對應配合的閥座密封斜面，如圖2所示，當閥門關閉到閥桿3的錐形密封面與閥座組件2的閥座密封斜面接觸配合時，就實現了閥桿3與閥座組件2之間的密封，阻止介質通過。
[0034]為了實現開度顯示，上固定座9上設有開度指示裝置，閥桿301的上端向上穿過上固定座9并與開度指示裝置連接。開度指示裝置包括與閥桿301連接的頂桿13和指示盤14。如圖4所示，指示盤14上設有帶刻度的指示板28。閥桿組件3的上下運動帶動頂桿13上下運動，通過頂桿13在指示板28上顯示的刻度，可以本地顯示閥門的開度。為了實現遠程開度顯示，本實施例的柱塞式鉆井節流閥還包括閥門位置指示器和開度表，閥門位置指示器檢測閥桿301的直線位移信號并將直線位移信號轉換為電信號傳遞到節流壓井管匯的開度表上。上固定座9上還設有傳感器保護筒10保護開度顯示裝置和閥門位置指示器。
[0035]本實施例的柱塞式鉆井節流閥采用了閥蓋6壓緊導套5的結構，閥芯302在導套5中上下運動而實現開啟和關閉閥門，有效地避免了高溫高壓的介質直接沖擊閥桿301，保護了閥桿組件3，延長了閥門的使用壽命。本實施例的柱塞式鉆井節流閥具有更好的耐腐蝕性和抗沖蝕性，在高溫高壓的鉆井工況使用更加安全可靠。
[0036]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種柱塞式鉆井節流閥，包括閥體(I)、設置在所述閥體(I)內的閥座(2)、閥桿組件(3 )，閥體(I)上設有閥蓋(6 )和殼體(7 )，所述閥桿組件(3 )具有閥桿(301)和連接在所述閥桿(301)的下端并與所述閥座(2)配合的閥芯(302)，所述閥桿(301)活動穿過所述閥蓋(6)并與設在所述殼體(7)內的活塞(8)連接，其特征在于: 所述閥體(I)內固設有導套(5)，所述導套(5)與所述閥體(I)之間密封配合，所述閥芯(302)可上下運動地配合設置在所述導套(5)內；所述閥蓋(6)將所述導套(5)壓緊固定在所述閥體(I)內。2.根據權利要求1所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述導套(5)的上部外周具有向外凸起的臺階部(51)支撐在所述閥體(I)上，所述導套(5)的上端具有向上凸起的凸起段(52)，所述閥蓋(6)的下部與所述閥體(I)螺紋連接并且所述閥蓋(6)的下端具有套在所述配合段(52)上的凹槽(61)，所述臺階部(51)被所述閥蓋(6)的下端壓緊在所述閥體⑴上。3.根據權利要求2所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述導套(5)在所述臺階部(51)下方的外周上與所述閥體(I)之間設有導套下密封組件，所述導套(5)的凸起段(52)的外周與所述閥蓋(6)的凹槽(61)之間設有導套上密封組件。4.根據權利要求1所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述閥桿(301)的上部與所述上固定座(9)之間、所述閥桿(301)的中部與所述閥蓋(6)之間以及所述閥芯(302)與所述導套(5)之間分別通過密封件密封配合。5.根據權利要求1所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述殼體(7)上固定有上固定座(9)，所述上固定座(9)上設有開度指示裝置，所述閥桿(301)的上端向上穿過所述上固定座(9)并與所述開度指示裝置連接。6.根據權利要求5所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述開度指示裝置包括與所述閥桿(301)連接的頂桿(13)和指示盤(14)。7.根據權利要求6所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述指示盤(14)上設有帶刻度的指示板(28)。8.根據權利要求6或7所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述柱塞式鉆井節流閥還包括閥門位置指示器和開度表，所述閥門位置指示器檢測所述閥桿(301)的直線位移信號并將所述直線位移信號轉換為電信號傳遞到節流壓井管匯的開度表上。9.根據權利要求1所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述活塞(8)的外圓周面的上部和下部分別設有與所述殼體(7)的內壁密封配合的活塞密封件(21)。10.根據權利要求9所述的一種柱塞式鉆井節流閥，其特征在于:所述閥桿(301)在超過所述閥蓋(6)的部分設有活塞固定臺階(303)和活塞連接螺紋(304)，所述活塞(8)通過螺紋連接在所述活塞連接螺紋(304)上并通過鎖緊螺母(20)固定在所述活塞固定臺階(303)上。
【文檔編號】F16K1/46GK105889529SQ201610497513
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】楊天晴, 薄偉, 王銀利
【申請人】紐威石油設備（蘇州）有限公司