CN103615213A - 液动井口安全控制系统用多井控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液动井口安全控制系统用多井控制阀，包括阀体、主阀芯、阀座、阀芯固定座、副阀芯及前、后阀盖，在主阀芯的后端设有活塞，在后阀盖上设有手动顶杆，在前阀盖上开设有第一进油口，在阀体上开设有第一出油口、泄油口、第二出油口和第二进油口，在所述阀座上开设有中心孔，所述副阀芯在阀芯回位弹簧的作用下封堵在中心孔上。本多井控阀能够只泄放故障井的压力而不影响其他井口的工作。

Description

液动井口安全控制系统用多井控制阀

技术领域

本发明涉及一种控制阀，具体为一种用于控制多井口安全系统高压液压油正常输入及泄放的多井控制阀。

背景技术

专利CN102287164公开一种液动井口安全阀控制系统用控制阀，其相对于传统控制阀，增加了活塞背压和手柄顶杆结构，在控制系统出现故障时可采用手动控制液动井口安全阀，使其性能更加稳定可靠。但在该控制阀泄压时，会泄放包括蓄能器在内的整个控制系统的压力，因此当其运用在多井控制系统中时，当一口井出现问题，该控制阀会关闭所有的井口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液动井口安全控制系统用多井控制阀，能够只泄放故障井的压力而不影响其他井口的工作。

本发明所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，包括：阀体，在所述阀体上沿轴向开设有阀孔；主阀芯，所述主阀芯装配在所述阀孔内，主阀芯可在阀孔内轴向移动，使主阀芯具有输入位和泄压位；前阀盖，所述前阀盖密封安装在阀体的前端；后阀盖，所述后阀盖密封安装在阀体的后端；活塞，所述活塞位于阀体与后阀盖所构成的液压缸内并与主阀芯的后端固定连接；阀芯回位弹簧，所述阀芯回位弹簧套装在所述主阀芯后端，其一端抵在阀体内壁上，另一端抵在活塞的内侧面上；手动顶杆，所述手动顶杆通过螺纹轴向的连接在后阀盖上，所述手动顶杆的前端可伸进液压缸的无杆腔内推动所述活塞移动；液压油口，所述液压油口开设在所述后阀盖上，并与所述液压缸的无杆腔连通；第一进油口，所述第一进油口沿轴向贯通地开设在所述前阀盖上；泄油口，所述泄油口开设在阀体上并与所述阀孔连通；阀座，所述阀座安装在阀体与前阀盖之间，在阀座上沿轴向开设有与所述阀孔连通的中心孔，在所述阀座的侧壁上还开设有与中心孔连通的通孔，所述中心孔的后端孔径小于主阀芯的顶部的直径，可由主阀芯的顶部封堵；阀芯固定座，所述阀芯固定座位于所述前阀盖的第一进油口与所述阀座的中心孔之间，在阀芯固定座上设有过油部，使油液可经过油部轴向流过阀芯固定座；副阀芯，所述副阀芯通过阀芯回位弹簧连接在阀芯固定座上，副阀芯在所述阀芯回位弹簧的作用下封堵在所述阀座中心孔的前端；第一出油口，所述第一出油口开设在阀体上，并通过所述阀座上的通孔与中心孔连通；顶针，所述顶针轴向设在主阀芯的顶部上，可伸进阀座的中心孔顶动副阀芯；其中，当主阀芯前移至输入位时，所述泄油口被截止，主阀芯的顶部封堵住所述阀座中心孔的后端，所述顶针伸进阀座的中心孔内顶开封堵在中心孔前端的副阀芯，使所述第一进油口与第一出油口连通；当主阀芯后移至泄压位时，所述主阀芯的顶部以及顶针分别与中心孔和副阀芯脱离，所述第一进油口被截止，第一出油口与泄油口连通。

进一步的，还包括：第二进油口，所述第二进油口开设在所述阀体上并与所述泄油口之后部分的阀孔连通；第二出油口，所述第二出油口开设在所述阀体上并与泄油口和第二进油口之间部分的阀孔连通；阀芯环槽，所述阀芯环槽开设在主阀芯的中部，阀芯环槽的轴向长度大于第二进油口与第二出油口之间的距离；其中，当主阀芯处于输入位时，所述第二进油口通过阀芯环槽与阀孔的内壁间的过油间隙与第二出油口连通；当主阀芯处于泄压位时，所述第二进油口截止，第二出油口与所述泄油口连通。

进一步的，在所述阀芯固定座上沿其轴线开设有至少一个过油孔，所述过油孔构成阀芯固定座的过油部。

进一步的，在所述阀座内还开设有与所述中心孔连通的阀芯孔，所述副阀芯通过阀芯固定座安装在该阀芯孔内，所述阀座的前端端面与前阀盖抵触，所述阀芯固定座的前端与前阀盖间留有间隙。

进一步的，在所述阀芯固定座的后端设有一固定柱，在所述副阀芯内开设有盲孔，所述阀芯回位弹簧的一端套装在所述固定柱上，所述副阀芯通过其盲孔套装在阀芯回位弹簧的另一端上。

进一步的，所述阀芯固定座通过螺纹连接在所述阀芯孔内，在阀芯固定座的前端端面上开设有平口凹槽。

进一步的，在所述阀体上开设有与所述液压缸的有杆腔连通的通气孔。

进一步的，在所述阀座内设有阀芯密封垫圈，其被阀芯固定座顶紧在阀座的中心孔的前端。

进一步的，在所述主阀芯的靠近阀芯环槽的前后两端处设有阀芯密封圈。

进一步的，在所述手动顶杆的后端设有手柄。

本发明所述多井控制阀性能稳定，能够在某一井口出现异常时，泄放该井口的压力使其关井，并且不影响其他井口的正常工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中阀芯固定座的结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细阐述：

如图1所示的液动井口安全控制系统用多井控制阀，在所述阀体1上沿轴向开设有阀孔1-1，在所述阀体1的侧壁上沿轴线方向由前至后依次开设有第一出油口1-2、泄油口1-3、第二出油口1-5、第二进油口1-4和通气孔1-6，所述第一出油口1-2通过阀座5上的通孔5-2与阀座的中心孔5-1连通，泄油口1-3、第二出油口1-4和第二进油口1-5均与阀孔1-1连通，所述通气孔1-6与液压缸的有杆腔连通。

所述主阀芯2装配在所述阀体的阀孔内，主阀芯2可在阀孔1-1内轴向移动，使主阀芯具有输入位和泄压位，输入位即主阀芯前移极限位置，泄压位即后移极限位置，所述主阀芯的顶部2-2具有圆锥面，在顶部的前端还轴线的设有顶针2-1，在所述主阀芯的后端固定连接有一活塞8，在所述活塞的外周面上套设有密封圈，在主阀芯2的中部设有阀芯环槽2-3，阀芯环槽的轴向长度大于第二进油口1-4与第二出油口1-5之间的距离，在主阀芯2的紧邻阀芯环槽2-3的前后两端处设有阀芯密封圈13，在所述主阀芯2上还套装有阀芯回位弹簧9，其两端分别抵在阀体内壁和所述活塞的内侧面上。

所述后阀盖4通过螺纹安装在阀体1的后端，并在后阀盖4与阀体1间设有密封圈，所述活塞8位于阀体与后阀盖所构成的液压缸内，在后阀盖4上设有手动顶杆10，所述手动顶杆10通过螺纹轴向的连接在后阀盖4上，在手动顶杆的后端设有通过螺钉固定有手柄14，在所述后阀盖4上还设有与所述液压缸的无杆腔连通的液压油口4-1。在所述后阀盖上还设有锁紧螺母15。

所述前阀盖3通过螺纹安装在阀体1的前端，在所述前阀盖3上轴向贯通的开设有第一进油口3-1。

所述阀座5位于阀体1内，阀座的前端端面被前阀盖3抵紧，并在阀座的前端端面与前阀盖间设有密封圈，在所述阀座4内开设有相连通的阀芯孔5-3和中心孔5-1，所述中心孔5-1的后端与阀孔1-1的前端连通，中心孔5-1的后端孔径小于主阀芯的顶部2-2的直径，在所述阀座5的侧壁上径向开设有与中心孔5-1连通的通孔5-2。

参见图2、图3，所述阀芯固定座6通过螺纹安装在阀座5的阀芯孔5-3内，在阀芯固定座6的前端端面上开设有平口凹槽6-3，通过该平口凹槽6-3可旋动所述阀芯固定座6，阀芯固定座6的前端与前阀盖3间留有间隙，在阀芯固定座6上沿其轴线开设有四个过油孔6-1，在阀芯固定座的后端轴向设有一固定柱6-2，所述副阀芯7通过阀芯回位弹簧11安装在阀芯固定座的固定柱6-2上，所述副阀芯内开设有盲孔，阀芯回位弹簧11的一端套装在固定柱6-2上，副阀芯通过其盲孔套装在阀芯回位弹簧11的另一端上，所述副阀芯7通过其头部的锥面，在阀芯回位弹簧11的作用下封堵在设在阀座中心孔的前端的阀芯密封垫圈12上，所述阀芯固定座6通过一套筒16将所述阀芯密封垫圈12顶紧。

上述多井控制阀的工作过程如下：在井口开井时，通过手柄14带动手动顶杆10旋转，使手动顶杆10的前端伸进液压缸的无杆腔内推动所述活塞8向前移动，从而带动主阀芯2向前移动至输入位，此时顶针2-1向前顶开阀座内的副阀芯7，且主阀芯的顶部2-2通过其圆锥面封堵住阀座的中心孔5-1，使得第一进油口3-1与第一出油口1-2连通，第二进油口1-4通过阀芯环槽与阀孔的内壁间的过油间隙与第二出油口1-5连通，泄油口1-3被截止。此时，通过手动泵打压，一条液压油通过第一进油口3-1流入，再经阀芯固定座上的过油孔6-1轴向流过阀芯固定座6，再经阀座中心孔5-1从第一出油口1-2流出，进入驱动器液缸，使井口开井，另一条液压油经第二进油口1-4流入，再从第二出油口1-5流至安全控制系统，然后连接到液压油口4-1，使液压油进入所述液压缸的无杆腔。此时，旋回手动顶杆，所述活塞8在油压作用下不会回弹，保持输入位状态，开井操作完成。

当该井口出现异常，安全控制系统中的导阀动作，使所述液压油口4-1失压，活塞8在阀芯回位弹簧9的作用下向后回弹至泄压位，所述主阀芯的顶部2-2以及顶针2-1分别与中心孔5-1和副阀芯7脱离，副阀芯7在阀芯回位弹簧11的作用下又封堵住中心孔，使所述第一进油口3-1被截止，第一出油口1-2和第二出油口1-5与泄油口1-3连通，第二进油口1-4被截止。此时，驱动器液缸内的液压油经第一出油口1-2从泄油口1-3回流油箱，井口关闭，安全控制系统中的液压油经第二出油口1-5从泄油口1-3回流油箱。由于第一、二进油口3-1、1-4被密封截止，故手动泵、蓄能器中的压力不会被泄放，仍然能为同个控制柜的其他井口供压，因此关闭一个井口时不会影响其他井口的正常工作。

Claims (10)

1.一种液动井口安全控制系统用多井控制阀，包括：

阀体（1），在所述阀体上沿轴向开设有阀孔（1-1）；

主阀芯（2），所述主阀芯装配在所述阀孔（1-1）内，主阀芯可在阀孔内轴向移动，使主阀芯具有输入位和泄压位；

前阀盖（3），所述前阀盖密封安装在阀体（1）的前端；

后阀盖（4），所述后阀盖密封安装在阀体（1）的后端；

活塞（8），所述活塞位于阀体（1）与后阀盖（4）所构成的液压缸内并与主阀芯（2）的后端固定连接；

阀芯回位弹簧（9），所述阀芯回位弹簧套装在所述主阀芯（2）后端，其一端抵在阀体内壁上，另一端抵在活塞的内侧面上；

手动顶杆（10），所述手动顶杆通过螺纹轴向的连接在后阀盖（4）上，所述手动顶杆的前端可伸进液压缸的无杆腔内推动所述活塞移动；

液压油口（4-1），所述液压油口开设在所述后阀盖上，并与所述液压缸的无杆腔连通；

第一进油口（3-1），所述第一进油口沿轴向贯通地开设在所述前阀盖上；和

泄油口（1-3），所述泄油口开设在阀体上并与所述阀孔连通；

其特征在于，还包括：

阀座（5），所述阀座安装在阀体与前阀盖之间，在阀座上沿轴向开设有与所述阀孔连通的中心孔（5-1），在所述阀座的侧壁上还开设有与中心孔连通的通孔（5-2），所述中心孔（5-1）的后端孔径小于主阀芯的顶部（2-2）的直径，可由主阀芯的顶部（2-2）封堵；

阀芯固定座（6），所述阀芯固定座位于所述前阀盖的第一进油口与所述阀座的中心孔之间，在阀芯固定座上设有过油部，使油液可经过油部轴向流过阀芯固定座；

副阀芯（7），所述副阀芯通过阀芯回位弹簧（11）连接在阀芯固定座上，副阀芯在所述阀芯回位弹簧的作用下封堵在所述阀座中心孔的前端；

第一出油口（1-2），所述第一出油口开设在阀体上，并通过所述阀座上的通孔与中心孔（5-1）连通；以及

顶针（2-1），所述顶针轴向设在主阀芯（2）的顶部上，可伸进阀座的中心孔（5-1）顶动副阀芯；

其中，当主阀芯（2）前移至输入位时，所述泄油口（1-3）被截止，主阀芯的顶部（2-2）封堵住所述阀座中心孔（5-1）的后端，所述顶针（2-1）伸进阀座的中心孔内顶开封堵在中心孔前端的副阀芯（7），使所述第一进油口（3-1）与第一出油口（1-2）连通；

当主阀芯（2）后移至泄压位时，所述主阀芯的顶部（2-2）以及顶针（2-1）分别与中心孔和副阀芯脱离，所述第一进油口（3-1）被截止，第一出油口（1-2）与泄油口（1-3）连通。

2.根据权利要求1所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于，还包括：

第二进油口（1-4），所述第二进油口开设在所述阀体上并与所述泄油口之后部分的阀孔（1-1）连通；

第二出油口（1-5），所述第二出油口开设在所述阀体上并与泄油口和第二进油口之间部分的阀孔（1-1）连通；

阀芯环槽（2-3），所述阀芯环槽开设在主阀芯（2）的中部，阀芯环槽的轴向长度大于第二进油口（1-4）与第二出油口（1-5）之间的距离；

其中，当主阀芯处于输入位时，所述第二进油口（1-4）通过阀芯环槽与阀孔的内壁间的过油间隙与第二出油口（1-5）连通；

当主阀芯处于泄压位时，所述第二进油口（1-4）截止，第二出油口（1-5）与所述泄油口（1-3）连通。

3.根据权利要求1或2所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述阀芯固定座（6）上沿其轴线开设有至少一个过油孔（6-1），所述过油孔构成阀芯固定座的过油部。

4.根据权利要求3所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述阀座（5）内还开设有与所述中心孔连通的阀芯孔（5-3），所述副阀芯（7）通过阀芯固定座（6）安装在该阀芯孔内，所述阀座的前端端面与前阀盖（3）抵触，所述阀芯固定座的前端与前阀盖间留有间隙。

5.根据权利要求4所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述阀芯固定座（6）的后端设有一固定柱（6-2），在所述副阀芯内开设有盲孔，所述阀芯回位弹簧（11）的一端套装在所述固定柱上，所述副阀芯通过其盲孔套装在阀芯回位弹簧的另一端上。

6.根据权利要求4所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：所述阀芯固定座（6）通过螺纹连接在所述阀芯孔（5-3）内，在阀芯固定座的前端端面上开设有平口凹槽（6-3）。

7.根据权利要求1或2所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述阀体（1）上开设有与所述液压缸的有杆腔连通的通气孔（1-6）。

8.根据权利要求1或2所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述阀座内设有阀芯密封垫圈（12），其被阀芯固定座顶紧在阀座的中心孔（5-1）的前端。

9.根据权利要求2所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述主阀芯（2）的靠近阀芯环槽的前后两端处设有阀芯密封圈（13）。

10.根据权利要求1所述的液动井口安全控制系统用多井控制阀，其特征在于：在所述手动顶杆的后端设有手柄（14）。

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