CN106014335B - 石油钻井用整体阀芯式旋塞阀 - Google Patents

Abstract

石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，包括上阀座、球体、旋钮、轴承、下阀座、阀体、弹性挡环、传动块、阀套、定位面等，阀套为一圆管，上端面向下沿轴向开有方槽，在方槽的一面开有径向孔，孔的形状为倾斜45度对称向内凸出两直角的圆孔，由上阀座、球体、下阀座、弹簧、弹性挡环、传动块、阀套、定位面、支撑筋、限位台组成的整体阀芯，可现场更换，方便快捷，只需在现场备用一定数量的整体阀芯，将换下来的整体阀芯，发回维修，节省了大量的备货及运输成本。该阀为整体式结构，强度高，可靠性好，操作与使用方便，使用成本低廉，寿命长，可带压操作使用。

Description

石油钻井用整体阀芯式旋塞阀

技术领域

本发明涉及石油工业钻井技术领域，特别涉及石油钻井用整体阀芯式旋塞阀。

背景技术

旋塞阀是钻柱循环系统中的手动控制阀，是一种重要的内防喷工具。旋塞阀有上部旋塞阀和下部旋塞阀。上部旋塞阀连接于水龙头下端和方钻杆上端之间，上部连接为内螺纹，下部连接为外螺纹，用左旋螺纹连接。下部旋塞阀连接于方钻杆或方钻杆保护接头的下端和钻杆上端之间，上部连接为内螺纹，下部连接为外螺纹，采用右旋螺纹连接。

旋塞阀操作简单，用专用扳手按指示要求转动90度即可实现开或关。当发生溢流或井喷时，关闭方钻杆旋塞阀，截断泥浆通道，防止钻具内的过高压力损坏水龙带和地面设备，达到钻具内防喷的目的。

旋塞阀是石油钻井所必备的内防喷工具，用量非常大，属于损耗类钻具，目前使用的旋塞阀为分体式结构，即上阀座、球体、下阀座、弹簧等都是一个个的散件，维护保养需要专用工具和试压设备，出现故障后，为了安全起见，不可能在现场完成维修保养工作，只能整体运回基地维修中心进行维修保养，现场工作只能是拆下旧旋塞阀，换上新旋塞阀，现场要备用一定数量的新旋塞阀，有不少因长期闲置而失去功能，造成很大的浪费，同时要增加不少的来回运输成本，常常为了减少运输成本而将不该报废的旋塞阀或配件做报废处理，造成更大的浪费。

发明内容

为了解决上述设备的不足，本发明提供了一种石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，该阀由上阀座、球体、下阀座、弹簧、弹性挡环、传动块、阀套、定位面、支撑筋、限位台组成的整体阀芯，整体阀芯是经压力试验合格的产品，现场即可更换整体阀芯，方便快捷，只需在现场备用一定数量的整体阀芯，将换下来的整体阀芯，发回维修，节省了大量的备货及运输成本，本发明的目的就是为现场提供一种石油钻井用整体阀芯式旋塞阀。

本发明是通过以下技术方案实现的。

石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其包括挡圈、挡环、卡环、上阀座、球体、旋钮、轴承、下阀座、弹簧、阀体、弹性挡环、传动块、阀套、定位面、支撑筋、限位台，其中阀体为一圆管状，两端加工有螺纹，内孔从上到下加工有一个环形槽和两个台阶，环形槽内装有卡环，第一个台阶上支撑着阀套，环形槽向下有一个径向台阶孔，孔内装有旋钮和轴承，轴承支撑在台阶上并套在旋钮上，旋钮的台阶支撑在轴承上，上阀座与阀套通过弹性挡环连接为一体，传动块的左部插入球体平面上的长槽内，中部穿过定位面所在的孔，右部插入旋钮左端面上的长槽内，球体位于上阀座和下阀座的中间，与他们分别组成球面密封副，上阀座、球体与下阀座进行表面硬化处理。

阀套为一圆管状，下部外圆有一凹台，凹台以下外圆面上有环形槽，槽内有密封，上部外圆面上有环形槽，内孔有两个台阶，第一个台阶加工成圆锥面，第二个台阶上方装有下阀座，上端面向下沿轴向开有方槽，在方槽的一面开有径向孔，孔的形状为倾斜45度对称向内凸出两直角的圆孔，直角边对应的面就是定位面，定位面包括开定位面和关定位面，在孔的外部，环形槽向下加工有N形平面，N形平面的中间为支撑筋，弹簧装入下阀座下端面上均匀分布的孔内，下端支撑在阀套内孔的第二个台阶上。

上阀座为圆管状，外圆面上有两道环形槽，第一道环形槽内有密封，第二道环形槽的槽下面的内部向下倾斜，第一道环形槽向下，沿轴向有两个相互平行的平面，内圆面上有环形槽，内孔下部有内球面，球面中部有环形槽，阀套上部外圆面上环形槽的槽上面的内部向上倾斜，弹性挡环为一开口圆管，上端面和下端面的外部为平面，上端面和下端面的内部分别向上和向下倾斜。

球体为一圆球，沿轴向中心有通孔，外部沿轴向有两个相互平行的平面，其中一个平面上有一个垂直于轴向的长槽，长槽的中部有与通孔相通的小孔，下阀座为圆管状，外圆面上有环形槽，槽内有密封，内孔上部有内球面，球面中部有环形槽，内孔中部有环形槽。

旋钮为有一个台阶的圆柱状，其左端面上有一个长槽，台阶右部为小圆柱，小圆柱面上有环形槽，槽内有密封，右端面中心有内六方槽，右端面上有径向标记线，传动块为长条状，长条两端面为圆柱面，沿轴向圆柱面上有有台阶。

下阀座与弹簧的结构有第二种：与上述不同的是，下阀座下端面上没有孔，下部外圆有一凹台，凹台以下叫做限位台,弹簧套在限位台上，上端面支撑着凹台。

本发明具有以下优点：由上阀座、球体、下阀座、弹簧、弹性挡环、传动块、阀套、定位面、支撑筋、限位台组成的整体阀芯，整体阀芯是经压力试验合格的产品，现场即可更换整体阀芯，方便快捷，只需在现场备用一定数量的整体阀芯，将换下来的整体阀芯，发回维修，节省了大量的备货及运输成本。该阀为整体式结构，强度高，可靠性好，操作与使用方便，使用成本低廉，寿命长，可带压操作使用。

附图说明

图1：石油钻井用整体阀芯式旋塞阀示意图

图2：石油钻井用整体阀芯式旋塞阀阀套示意图

图3：石油钻井用整体阀芯式旋塞阀下阀座与弹簧的结构二示意图

1、挡圈 2、挡环 3、卡环 4、上阀座 5、弹性挡环 6、球体 7、传动块 8、旋钮 9、轴承 10、阀套 11、下阀座 12、弹簧 13、阀体 14、定位面 15、支撑筋 16、限位台。

具体实施方式

现结合说明书附图：图1、图2、图3对本发明做进一步的描述。

实施例一：

石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其包括挡圈1、挡环2、卡环3、上阀座4、球体6、旋钮8、轴承9、下阀座11、弹簧12、阀体13、弹性挡环5、传动块7、阀套10、定位面14、支撑筋15，其中阀体13为一圆管状，两端加工有螺纹，内孔从上到下加工有一个环形槽和两个台阶，环形槽内装有卡环3，第一个台阶上支撑着阀套10，环形槽向下有一个径向台阶孔，孔内装有旋钮8和轴承9，轴承9支撑在台阶上并套在旋钮8上，旋钮8的台阶支撑在轴承9上，上阀座4与阀套10通过弹性挡环5连接为一体，传动块7的左部插入球体6平面上的长槽内，中部穿过定位面14所在的孔，右部插入旋钮8左端面上的长槽内，球体6位于上阀座4和下阀座11的中间，与他们分别组成球面密封副，上阀座4、球体6与下阀座11进行表面硬化处理。

阀套10为一圆管状，下部外圆有一凹台，凹台以下外圆面上有环形槽，槽内有密封，上部外圆面上有环形槽，内孔有两个台阶，第一个台阶加工成圆锥面，第二个台阶上方装有下阀座11，上端面向下沿轴向开有方槽，在方槽的一面开有径向孔，孔的形状为倾斜45度对称向内凸出两直角的圆孔，直角边对应的面就是定位面14，定位面14包括开定位面和关定位面，在孔的外部，环形槽向下加工有N形平面，N形平面的中间为支撑筋15，弹簧12装入下阀座11下端面上均匀分布的孔内，下端支撑在阀套10内孔的第二个台阶上。

上阀座4为圆管状，外圆面上有两道环形槽，第一道环形槽内有密封，第二道环形槽的槽下面的内部向下倾斜，第一道环形槽向下，沿轴向有两个相互平行的平面，内圆面上有环形槽，内孔下部有内球面，球面中部有环形槽，阀套10上部外圆面上环形槽的槽上面的内部向上倾斜，弹性挡环5为一开口圆管，上端面和下端面的外部为平面，上端面和下端面的内部分别向上和向下倾斜。

球体6为一圆球，沿轴向中心有通孔，外部沿轴向有两个相互平行的平面，其中一个平面上有一个垂直于轴向的长槽，长槽的中部有与通孔相通的小孔，下阀座11为圆管状，外圆面上有环形槽，槽内有密封，内孔上部有内球面，球面中部有环形槽，内孔中部有环形槽。

旋钮8为有一个台阶的圆柱状，其左端面上有一个长槽，台阶右部为小圆柱，小圆柱面上有环形槽，槽内有密封，右端面中心有内六方槽，右端面上有径向标记线，传动块7为长条状，长条两端面为圆柱面，沿轴向圆柱面上有有台阶。

实施例二：

与实施例一不同的是，石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，还包括限位台16，下阀座11下端面上没有孔，下部外圆有一凹台，凹台以下叫做限位台16,弹簧12套在限位台16上，上端面支撑着凹台。

将石油钻井用整体阀芯式旋塞阀接入钻柱，接通泥浆通道，用专用扳手逆时针转动旋钮8，旋钮8通过传动块7带动球体6逆时针旋转，当传动块7的两侧面与定位面14的开定位面相接触时，旋塞阀完全打开，此时由挡环2、卡环3、上阀座4、球体6的通孔、下阀座11、阀套10、阀体13的内孔构成泥浆通道，泥浆由上部钻具经泥浆通道流出，当发生溢流或井喷时，用专用扳手顺时针旋转旋钮8 90度，传动块7的两侧面与定位面14的关定位面相接触时，旋塞阀完全关闭，截断泥浆通道，阻止钻具内的过高压力损坏水龙带和地面设备，达到钻具内防喷的目的。

石油钻井用整体阀芯式旋塞阀需要现场维修时，使其处于关闭状态，用挡圈钳将挡圈1取出，然后依次取出挡环2和卡环3，用专用工具将由上阀座4、球体6、下阀座11、弹簧12、弹性挡环5、传动块7、阀套10、定位面14、支撑筋15、限位台16组成的整体阀芯取出，更换新的整体阀芯，再依次装上卡环3、挡环2 和挡圈1，方便快捷，换下来的旧的整体阀芯，发回维修中心维修。

以上两个实施例是本发明典型的实施例，而不是全部的实施例，本领域的一般技术人员根据本发明的方案及对本发明中的部分配件的外形进行变更或折解，可以做出多种实施例，在不改变其功能的情况下，都视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其包括挡圈(1)、挡环（2）、卡环（3）、上阀座(4)、球体（6）、旋钮（8）、轴承（9）、下阀座（11）、弹簧（12）、阀体（13），其特征还加有弹性挡环(5)、传动块（7）、阀套（10）、定位面（14）、支撑筋（15）、限位台(16)，其中阀体(13)为一圆管状，两端加工有螺纹，内孔从上到下加工有一个环形槽和两个台阶，环形槽内装有卡环（3），第一个台阶上支撑着阀套（10），环形槽向下有一个径向台阶孔，孔内装有旋钮（8）和轴承（9），轴承（9）支撑在台阶上并套在旋钮（8）上，旋钮（8）的台阶支撑在轴承（9）上，上阀座(4)与阀套（10）通过弹性挡环(5)连接为一体，传动块（7）的左部插入球体（6）平面上的长槽内，中部穿过定位面（14）所在的孔，右部插入旋钮（8）左端面上的长槽内，球体（6）位于上阀座(4)和下阀座（11）的中间，与他们分别组成球面密封副，上阀座(4)、球体（6）与下阀座（11）进行表面硬化处理；阀套（10）为一圆管状，下部外圆有一凹台，凹台以下外圆面上有环形槽，槽内有密封，上部外圆面上有环形槽，内孔有两个台阶，第一个台阶加工成圆锥面，第二个台阶上方装有下阀座（11），上端面向下沿轴向开有方槽，在方槽的一面开有径向孔，孔的形状为倾斜45度对称向内凸出两直角的圆孔，直角边对应的面就是定位面（14），定位面（14）包括开定位面和关定位面，在孔的外部，环形槽向下加工有N形平面，N形平面的中间为支撑筋（15），弹簧（12）装入下阀座（11）下端面上均匀分布的孔内，下端支撑在阀套（10）内孔的第二个台阶上。

2.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其特征是上阀座(4)为圆管状，外圆面上有两道环形槽，第一道环形槽内有密封，第二道环形槽的槽下面的内部向下倾斜，第一道环形槽向下，沿轴向有两个相互平行的平面，内圆面上有环形槽，内孔下部有内球面，球面中部有环形槽，阀套（10）上部外圆面上环形槽的槽上面的内部向上倾斜，弹性挡环(5)为一开口圆管，上端面和下端面的外部为平面，上端面和下端面的内部分别向上和向下倾斜。

3.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其特征是球体（6）为一圆球，沿轴向中心有通孔，外部沿轴向有两个相互平行的平面，其中一个平面上有一个垂直于轴向的长槽，长槽的中部有与通孔相通的小孔，下阀座（11）为圆管状，外圆面上有环形槽，槽内有密封，内孔上部有内球面，球面中部有环形槽，内孔中部有环形槽。

4.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其特征是旋钮（8）为有一个台阶的圆柱状，其左端面上有一个长槽，台阶右部为小圆柱，小圆柱面上有环形槽，槽内有密封，右端面中心有内六方槽，右端面上有径向标记线，传动块（7）为长条状，长条两端面为圆柱面，沿轴向圆柱面上有有台阶。

5.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯式旋塞阀，其特征是下阀座（11）下部外圆有一凹台，凹台以下叫做限位台(16),弹簧（12）套在限位台(16)上，上端面支撑着凹台。