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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