CN102644448A - 钻井用节流阀防刺短节 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了钻井用节流阀防刺短节，它包括阀体（1）、法兰（2）、防磨套筒（3）和阀芯（4），阀体（1）上设有上法兰座（5）、下法兰座（6）、进口流道（7）和阀腔（8），阀腔（8）为渐开阀腔（8）形状，防磨套筒（3）设于进口流道（7）中，法兰（2）连接于下法兰座（6）上，阀芯（4）设置于法兰（2）上，且位于阀体（1）阀腔（8）内部，阀芯（4）上设有出口流道（11）。本发明的有益效果是：结构简单，制造方便，具有优秀的抗冲刷性能，不仅能减小流体对阀芯、阀座等结构的冲刷作用，延长各元件的使用寿命，提高经济效益；还能显著降低管汇内流体流速，减少涡流的产生，引导流体有序通过管汇，降低管汇的振动，降低噪音。
Description
技术领域
本发明涉及油田钻井工程中的井口控制管汇领域，特别是一种钻井用节流阀防刺短节。
背景技术
节流阀是油田钻井井控管汇上普遍应用的一种阀件，是节流压井的关键设备。它的功能是在实施油气井压力控制技术时，借助其开启和关闭维持一定的套压，将井底压力变化稳定在一个窄小的范围内。在高压油气井压井过程中，节流阀的工作条件十分恶劣，流量大、工作压力高，且流体介质具有腐蚀性强、粘度低、汽化压力高和含有许多坚硬的固体颗粒等特点，使节流阀面临气蚀、冲蚀及腐蚀作用的破坏。在某些高压地层条件下，地层压力大多在50MPa以上，个别地层压力甚至达到120MPa，虽然可采用节流阀串联的方法减小单个节流阀的压降(如采用三级节流)，但每个节流阀上分担的压降仍然很大。井控专家认为，在40MPa以上的高压降下，节流阀的开度非常小，流体速度大，同时由于阀座衬套采用变径结构，增大阀芯、阀座和阀座衬套处的冲蚀磨损，降低使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种既能提高节流阀的节流性能、压力控制，实现二次节流和减缓流速，又能减小流体对阀芯、阀座和阀座衬套等结构的冲刷，延长节流阀的工作寿命的钻井用节流阀防刺短节。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
钻井用节流阀防刺短节，它包括阀体、法兰、防磨套筒和阀芯，阀体的上下两端分别设有上法兰座和下法兰座，阀体上部设有进口流道，阀体下部设有与进口流道连通的阀腔，阀腔为渐开阀腔形状，防磨套筒设置于进口流道中，法兰连接于下法兰座上，阀芯设置于法兰上，且位于阀体阀腔内部，阀芯上设有出口流道，且出口流道贯穿法兰，阀芯上设有与出口流道连接的入流口。
所述的阀芯的顶部设有球形冲刷头，阀芯的侧面沿周向均布有四个入流口。
所述的防磨套筒与阀体之间为过盈配合连接。
所述的防磨套筒和阀芯的材质均为硬质合金YG8。
所述的阀体与法兰通过螺栓连接，且阀体与法兰之间设有密封钢圈。
所述的法兰上设有阀芯安装座，阀芯设置阀芯安装座内，并由设置于其上部的压帽压紧固定。
防磨套筒的形状为直筒型。
使用时，阀体上端通过上法兰座与节流阀出口相连，下端通过法兰与管汇相连。
本发明具有以下优点：
本发明结构简单，制造方便，具有优秀的抗冲刷性能，根据现场实际使用情况，本发明不仅能减小水流对阀芯、阀座和阀座衬套等结构的冲刷作用，延长各元件的使用寿命，提高经济效益；还能显著降低管汇内流体流速，减少涡流的产生，引导流体有序通过管汇，降低管汇的振动，降低噪音；防磨套筒和阀芯的材质均为硬质合金YG8，可以有效的防止流体的冲刷，防刺效果好，使用寿命延长。
附图说明
图1为本发明的钻井用节流阀防刺短节结构示意图。
图2为本发明的钻井用节流阀防刺短节在受流体冲击时的工作状态。
图中，1-阀体，2-法兰，3-防磨套筒，4-阀芯，5-上法兰座，6-下法兰座，7-进口流道，8-阀腔，9-密封钢圈，10-压帽，11-出口流道，12-球形冲刷头，13-入流口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，钻井用节流阀防刺短节，它包括阀体1、法兰2、防磨套筒3和阀芯4，阀体1的上下两端分别设有上法兰座5和下法兰座6。阀体1上部设有进口流道7，阀体1下部设有与进口流道7连通的阀腔8，阀腔8为渐开阀腔8形状。防磨套筒3形状为直筒型，其设置于进口流道7中，且其与阀体1之间为过盈配合连接。法兰2连接于下法兰座6上，阀体1与法兰2通过螺栓连接，且阀体1与法兰2之间设有密封钢圈9。阀芯4设置于法兰2上，且位于阀体1阀腔8内部，法兰2上设有阀芯4安装座，阀芯4设置阀芯4安装座内，并由设置于其上部的压帽10压紧固定，阀芯4上设有出口流道11，且出口流道11贯穿法兰2，阀芯4的顶部设有球形冲刷头12，阀芯4的侧面沿周向均布有四个与出口流道11连接的入流口13。
所述的防磨套筒3和阀芯4的材质均为硬质合金YG8，可以有效的防止流体的冲刷，防刺效果较好，使用寿命较长。
使用时，阀体1通过上法兰座5与节流阀出口相连，下端通过法兰2与管汇相连。如图2所示，流体经防磨套筒3流入阀体1的阀腔8，防磨套筒3的形状为直筒型，在节流阀缓慢关闭时，减小对流体的阻挡作用，降低阀芯4、阀座处流体速度同时，避免了涡流的形成，便于引导流体流入防刺短节；接着流体通过防磨套筒3进入阀腔8，阀腔8为渐开阀腔8形状，便于引导来自上端节流阀内流体进入阀腔8，扩大流通面积，降低流速，避免产生涡流，减少震动，在渐开阀腔8的引导下，流体分两路流动：一部分沿阀体1内壁向下流动，在经过阀芯4入流口13后有序流出；其余大部分流体自防磨套筒3垂直向下流动，冲刷阀芯4球形冲刷头12的圆弧面，在圆弧面的引导下经阀芯4的四个入流口13有序流出，起到了节流保护作用的同时，降低了对管汇中后面所有阀件的冲刷，大大延长了管汇的使用寿命。
Claims (7)
1.钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：它包括阀体（1）、法兰（2）、防磨套筒（3）和阀芯（4），阀体（1）的上下两端分别设有上法兰座（5）和下法兰座（6），阀体（1）上部设有进口流道（7），阀体（1）下部设有与进口流道（7）连通的阀腔（8），阀腔（8）为渐开阀腔（8）形状，防磨套筒（3）设置于进口流道（7）中，法兰（2）连接于下法兰座（6）上，阀芯（4）设置于法兰（2）上，且位于阀体（1）阀腔（8）内部，阀芯（4）上设有出口流道（11），且出口流道（11）贯穿法兰（2），阀芯（4）上设有与出口流道（11）连接的入流口（13）。
2.根据权利要求1所述的钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：所述的阀芯（4）的顶部设有球形冲刷头（12），阀芯（4）的侧面沿周向均布有四个入流口（13）。
3.根据权利要求1所述的钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：所述的防磨套筒（3）与阀体（1）之间为过盈配合连接。
4.根据权利要求1所述的钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：所述的防磨套筒（3）和阀芯（4）的材质均为硬质合金YG8。
5.根据权利要求1所述的钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：所述的阀体（1）与法兰（2）通过螺栓连接，且阀体（1）与法兰（2）之间设有密封钢圈（9）。
6.根据权利要求1所述的钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：所述的法兰（2）上设有阀芯（4）安装座，阀芯（4）设置阀芯（4）安装座内。
7.根据权利要求1所述的钻井用节流阀防刺短节，其特征在于：所述的防磨套筒（3）的形状为直筒型。
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