CN101787861A

CN101787861A - 油管钳专用多联扭矩控制阀

Info

Publication number: CN101787861A
Application number: CN 201010138634
Authority: CN
Inventors: 迟延庆; 王建寓; 姜志林; 刘俊芬
Original assignee: 姜文岐
Current assignee: Laizhou Bali Petroleum Machinery Co.,Ltd.
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: CN101787861B

Abstract

本发明涉及一种油管钳专用多联扭矩控制阀，它由阀体、阀体上部的阀体防护盖组成。在阀体上设置有并列的扭矩调节器和一个液压油分配器，扭矩调节器于中部相互联通，再与低压回油接口连接。扭矩调节器的调压油室与相应的各路调压油道联通，各路调压油道的尾端连在一起，并通到液压油分配器。本发明主要用于油田修井上扣油管作业，作业中可以根据不同规格型号的油管一次设定多个最佳扭矩值，有效地避免了在上扣油管作业中，因同一井出现多种规格的油管产生重新调整扭矩值而带来的人力、物力以及工作时间等资源的浪费，大大减轻了操作工人的劳动强度。本发明具有结构简单，重量轻、体积小、安装方便、操作灵活、工作安全可靠等优点。

Description

油管钳专用多联扭矩控制阀

技术领域：

本发明涉及油田修井用油管钳在上、卸扣油管作业中，可以一次性设定多种规格油管的最佳上扣扭矩值的一种多联扭矩控制阀。

背景技术：

目前，在国内油田修井作业中，一口油井会出现几种不同规格型号的油管，而每一种规格型号的油管的最佳上扣扭矩值是不同的。但是，目前的油管钳在修井作业中只能预先设置一种规格型号油管的上扣扭矩值，当换另一种规格型号油管的时候，则需要将油管钳油管最佳上扣扭矩重新设定。这样频繁、往复式的设定油管钳上扣扭矩值，这样不仅加大了工人的劳动强度、作业时间，给油管上扣联接作业带来不安全因素，而且很容易因扭矩值的频繁调整致使油管上扣扭矩过大或过小，不仅降低了油管钳的使用精度和寿命，同时还会造成对油管的损伤和发生油管粘扣等事故，给油田带来重大损失；不便于油田对油管上扣扭矩的管理。

发明内容：

本发明的目的在于，提供一种能同时设定多种油管上扣扭矩的液压扭矩控制阀。控制阀的使用大大减少了工人的劳动、作业时间，而且有效地避免了因油管上扣扭矩值调整不当而造成对油管的损伤和发生油管粘扣等事故；并且便于油田对油管上扣扭矩的统一管理。

本发明技术方案如下：

一种油管钳专用多联扭矩控制阀，该控制阀由阀体及阀体上的阀体防护盖组合而成。在阀体上设置有并列的扭矩调节器和一个液压油分配器。其中，每一扭矩调节器中有一活塞，活塞的上部由调压弹簧顶紧，调压弹簧的上部是柱塞，柱塞的上端位于背帽中，由背帽限位。调节螺钉与背帽的内螺纹贯通式螺接，顶在柱塞上。扭矩调节器于中部相互联通，再与低压回油接口连接。扭矩调节器的调压油室位于活塞处，各调压油室与相应的各路调压油道联通，各路调压油道的尾端连在一起，并通到液压油分配器的配油轴下部圆形空腔的配油轴出油口。

扭矩调节器根据油田修井上扣油管作业时出现的不同规格型号的油管最佳上扣扭矩可以设定多种规格油管的最佳上口扭矩值，有效地避免在上扣油管作业中，因同一井出现多种规格的油管产生重新调整扭矩值而带来的人力、物力以及工作时间等资源的浪费，大大减轻了操作工人的劳动强度。同时，当各个扭矩调压器根据不同规格油管的最佳上扣扭矩值调好后，可以对当前调好的状态进行封存，有效避免了人为对扭矩值的更改、变动，从而保证了上扣作业的安全操作，防止了因扭矩值任意变动而造成对油管的损伤和发生油管粘扣等事故。液压油分配器主要用来上扣不同规格油管所需要不同扭矩时，向调节不同扭矩值的各个“扭矩调节器”的联接油路中合理分配液压油。

整个多联扭矩控制阀由以上零部件组合而成，实现了安装、操作方便灵活，自身防护功能强，减轻了工人的劳动强度和作业时间，使油田油管联接作业的安全系数加大，具有良好的安全性和使用性。

附图说明：

图1是本发明多联扭矩控制阀整体结构剖视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C-C剖视图。

图5是图3的D-D剖视图。

图6是小螺塞结构示意图。

图7是活塞结构示意图。

图8是柱塞结构示意图。

图9是背帽结构示意图。

图10是上防护盖结构示意图。

图11是下防护盖结构示意图。

图12是旋钮结构示意图。

图13是通孔螺塞结构示意图。

图14是配油轴结构示意图。

图15是大螺塞结构示意图。

图中：1、小螺塞，2、小螺塞密封圈，3、活塞，4、调压弹簧，5、柱塞，6、柱塞密封圈，7、弹垫，8、螺钉，9、背帽，10、薄螺母，11、调节螺钉，12、螺钉铅封孔，13、背帽铅封孔，14、上防护盖，15、下防护盖，16、铰链轴，17、锁具孔，18、锁具，19、低压回油接口，20、阀体，21、III路调压油道，22、II路调压油道，23、I路调压油道，24、配油轴出油口，25、I路调压油室，26、II路调压油室，27、III路调压油室，28、弹性圆柱销，29、旋钮，30、通孔螺塞，31、通孔螺塞密封圈，32、配油轴密封圈，33、配油轴，34、配油轴进油口，35、大螺塞，36、大螺塞密封圈，37、钢球，38、紧定螺钉，39、传动弹簧，40、高压进油口，41、限位凹槽

具体实施方式：

参见图1-图5，一种油管钳专用多联扭矩控制阀，该控制阀由阀体及阀体上的阀体防护盖组合而成。具体结构：本发明由小螺塞1、小螺塞密封圈2、活塞3、调压弹簧4、柱塞5、柱塞密封圈6、弹垫7、螺钉8、背帽9、薄螺母10、调节螺钉11、螺钉铅封孔12、背帽铅封孔13、上防护盖14、下防护盖15、铰链轴16、锁具孔17、锁具18、低压回油接口19、阀体20、III路调压油道21、II路调压油道22、I路调压油道23、配油轴出油口24、I路调压油室25、II路调压油室26、III路调压油室27、弹性圆柱销28、旋钮29、通孔螺塞30、通孔螺塞密封圈31、配油轴密封圈32、配油轴33、配油轴进油口34、大螺塞35、大螺塞密封圈36、钢球37、紧定螺钉38、传动弹簧39、高压进油口40、限位凹槽41组合而成。

所述阀体防护盖包括一个上防护盖14与一个下防护盖15。具体地：阀体防护盖由弹垫7、螺钉8、上防护盖14、下防护盖15、铰链轴16、锁具孔17共同组合而成。该阀体防护盖用弹垫7、螺钉8固紧在阀体20的上平面上，由于是从阀体防护盖内部进行联接固定，所以从外部是无法进行拆卸的；另外该阀体防护盖的上防护盖14与下防护盖15一端用铰链轴16进行铰链式联接，联接后将铰链轴16端面铆平。在上防护盖14、下防护盖15对应铰链轴16的另一端处设有锁具孔17，用于挂穿锁具18。通过锁具18将上防护盖14与下防护盖15进行最终封闭。这样，上防护盖14开、关非常方便、灵活，其密闭的结构不仅防止脏水、油污等进入阀体，而且有效避免了受外力影响而产生的对阀体调压部分的碰、磕现象。重要的是，配备了锁具管理，采用专人开启，有效地实现油田对油管上扣扭矩的统一管理。

所述的扭矩调节器由小螺塞1、小螺塞密封圈2、活塞3、调压弹簧4、柱塞5、柱塞密封圈6、背帽9、薄螺母10、调节螺钉11、螺钉铅封孔12、背帽铅封孔13共同组合而成。并列的扭矩调节器可以是多个，本发明的实施例为三个。

这些扭矩调节器被安在相应联接油路的调压油室中，小螺塞1位于扭矩调节器最下端，小螺塞1与小螺塞密封圈2配合组成了对活塞3的轴向定位，并对油路下端进行有效密封。活塞3在小螺塞1的上部，可以随油压的升高产生相应的向上运动：当活塞3受到液压油的推力后产生向上的运动，克服弹簧4的阻力，打开调压油室，让液压油从低压回油口19流出，从而实现卸压的目的。活塞3的上部由调压弹簧4顶紧，调压弹簧4的上部是柱塞5，柱塞5的圆周设有柱塞密封圈6，实现柱塞5的径向密封，而柱塞5与调压弹簧4的结构组合，是为了传递从调节螺钉11产生的向下的调节力。柱塞5的上端位于背帽9中，由背帽9进行最大限位；背帽9下端由螺纹联接在阀体20上。调节螺钉11与背帽9上部的内螺纹贯通式螺接，顶在柱塞5上。调节螺钉11上拧有一薄螺母10。背帽9、薄螺母10和调节螺钉11均处于阀体20上部的阀体防护盖之中。扭矩调节器于中部相互联通，再与低压回油接口19连接。扭矩调节器的调压油室位于活塞3处，各调压油室与相应的各路调压油道联通，调压油道尾端连在一起，并通到液压油分配器的配油轴33下部圆形空腔的配油轴出油口24。调压时，先松开薄螺母10，用内六角扳手将调整螺钉11的行程进行调整，当扭矩调好后将薄螺母10固紧，实现对扭矩值的固定。柱塞5由于受调压弹簧4向上的弹力影响，所以也会跟着调整螺钉11行程的变化而变化，从而实现调压的目的。背帽9是用来固定调整螺钉11的，同时它还用来做柱塞5的最终限位。薄螺母10用来将调整好位置后的调整螺钉固定住。另外，在背帽9与调节螺钉11上部设有铅封孔，扭矩调好后，可以将孔中穿入钢丝，打上铅封，完成扭矩值的最终锁定。扭矩调节器根据油田修井上扣油管作业时出现的不同规格型号的油管最佳上扣扭矩可以设定多种(目前三种)规格油管的最佳上口扭矩值。同时，当各个扭矩调压器根据不同规格油管的最佳上扣扭矩值调好后，可以从螺钉铅封孔12与背帽铅封孔13中穿入钢丝打上铅封，对当前调好的状态进行封存。

液压油分配器由弹性圆柱销28、旋钮29、通孔螺塞30、通孔螺塞密封圈31、配油轴密封圈32、配油轴33、配油轴进油口34、大螺塞35、大螺塞密封圈36、钢球37、紧定螺钉38、传动弹簧39、高压进油口40、限位凹槽41共同组合而成。在液压油分配器结构的组成中，大螺塞35与大螺塞密封圈36的配合组成了对配油轴33的轴向定位和对下端的液压密封。通孔螺塞密封圈31和配油轴密封圈32实现了对液压油分配器的油室上端的液压密封。通孔螺塞30保证了配油轴的径向位置。配油轴33与旋钮29通过弹性圆柱销28进行固定联接成一体，旋钮29指针方向与配油轴33的出油口24位置方向一致，这样旋钮29指针指向哪路扭矩调节器，配油轴33上的出油口24就与哪路扭矩调节器相对应的调压油道进行对正联接。而配油轴33上的限位凹槽41与钢球37、传动弹簧39、紧定螺钉38的配合正是对配油轴33在选定的位置进行限定，有效避免配油轴33上的出油口24与要对接的调压油道联接口出现对接错位现象，影响液压油的正常流量。液压油分配器就是用来上扣不同规格油管所需要不同扭矩时，向调节不同扭矩值的各个扭矩调节器的调压油道中合理分配液压油。配油轴33下部为一圆形空腔，空腔上端钻有四个小孔，用于快速增进液压油。在配油轴的上半部分圆周处设有配油轴密封圈32，用于配油轴33的径向密封，在上部设有三个限位凹槽41，成一定角度分布，用于配油轴33在旋转分配液压油时的定位。通孔螺塞30与通孔螺塞密封圈31配合，用于对配油轴向上方向的最大限位和端面密封。旋钮29与配油轴33靠弹性圆柱销28联接在一起，这样扳动旋钮29，配油轴33就会跟着一起做旋转。用旋钮29的指针明示方向。用钢球37、传动弹簧39、紧定螺钉38以及配油轴33上的限位凹槽41来限定配油轴出油口24的准确位置。

下面以实施例对多联扭矩控制阀在调压时的使用原理与操作步骤作进一步说明：

参见图1-图5，假定将I路调压油室25内的“扭矩调节器”进行压力调节。其操作如下：将扭矩控制阀联接上外管路后，将扭矩阀体上的旋钮29指针方向扳至左向，此时，配油轴33上的出油口24就与I路调压油道23的油口对接，液压油从高压进油口40、配油轴进油口34进入到配油轴33内腔部分，然后由配油轴33的出油口24出去，进入I路调压油道23中，最后进入I路调压油室25，打开阀体防护盖上的锁具18，掀开上防护盖14，用活动扳手或叉扳手将薄螺母松开，用内六角扳手顺时针拧动调整螺钉11，此时，柱塞5受调整螺钉11的机械压力，产生向下的位移，调压弹簧4受压，将压力继续向下传递给活塞3，使活塞3产生的机械压力阻挡进入I路调压油室25液压油的压力。进入I路调压油室25的液压油由于受阻，油压继续升高，当油压大于调节弹簧4最终调节后产生的阻力后，活塞3由于压力差产生向上的位移，I路调压油室25被打开，进行卸压，卸压产生的液压油由低压回油口19出流出，这样组合阀系统内的压力就保证在调整后的额定压力上。额定压力调整完后，再用活动扳手或叉扳手将薄螺母10锁紧，防止调整螺钉11松动。如长期使用不再对压力进行调整时，则可以用钢丝从调整螺钉11上的铅封孔12与背帽9上的铅封孔13中穿过并打上铅封，对目前调整后的上扣压力进行封存。正常使用时，将上防护盖14盖严。

同样的使用原理和操作步骤可以完成II路调压油室与III路调压油室内“扭矩调节器”的压力调节。当然，这仅仅举例简单介绍了三联扭矩控制阀的压力调节，本阀体可以设计延伸到更多联路的压力调节，这里不再赘述。

因此，多联扭矩组合阀，实现了组合一体，安装、操作方便灵活，工作安全可靠，具有很好的适用性和可靠性。

Claims

1.一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：它由阀体及阀体上的阀体防护盖组合而成；在阀体上设置有并列的扭矩调节器和一个液压油分配器；其中，每一扭矩调节器中有一活塞，活塞的上部由调压弹簧顶紧，调压弹簧的上部是柱塞，柱塞的上端位于背帽中，由背帽限位；调节螺钉与背帽的内螺纹贯通式螺接，顶在柱塞上；扭矩调节器于中部相互联通，再与低压回油接口连接；扭矩调节器的调压油室位于活塞处，各调压油室与相应的各路调压油道联通，各路调压油道的尾端连在一起，并通到液压油分配器的配油轴下部圆形空腔的配油轴出油口。

2.根据权利要求1所述的一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：所述阀体防护盖包括一个上防护盖和一个下防护盖，上防护盖与下防护盖一端用铰链轴进行铰链式联接；该阀体防护盖用弹垫、螺钉固紧在阀体的上平面上。

3.根据权利要求1或2所述的一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：在上盖、下盖对应铰链轴的另一端处设有锁具孔，用于挂穿锁具。

4.根据权利要求1所述的一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：所述并列的扭矩调节器为三个。

5.根据权利要求1或4所述的一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：扭矩调节器中：小螺塞与小螺塞密封圈配合组成对活塞的轴向定位，并对油路下端密封；活塞位于小螺塞上部；柱塞的圆周设有柱塞密封圈；背帽下端由螺纹联接在阀体上；调节螺钉上拧有一薄螺母；背帽、薄螺母和调节螺钉均处于阀体上部的阀体防护盖之中。

6.根据权利要求5所述的一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：在背帽与调节螺钉上部设有铅封孔。

7.根据权利要求1所述的一种油管钳专用多联扭矩控制阀，其特征在于：液压油分配器由弹性圆柱销、旋钮、通孔螺塞、通孔螺塞密封圈、配油轴密封圈、配油轴、配油轴进油口、大螺塞、大螺塞密封圈、钢球、紧定螺钉、传动弹簧、高压进油口、限位凹槽共同组合而成；其中，大螺塞与大螺塞密封圈配合组成对配油轴的轴向定位和对下端的液压密封；通孔螺塞密封圈和配油轴密封圈实现对液压油分配器的油室上端的液压密封；通孔螺塞保证配油轴的径向位置；配油轴与旋钮通过弹性圆柱销进行固定联接成一体；旋钮指针方向与配油轴的出油口位置方向一致；配油轴上的限位凹槽与钢球、传动弹簧、紧定螺钉配合对配油轴在选定的位置进行限定；配油轴下部为一圆形空腔，空腔上端钻有四个小孔，用于快速增进液压油；在上部设有三个限位凹槽，用于配油轴在旋转分配液压油时的定位。