CN106837222B - 一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，所述的球阀（4）的右端部设置有圆柱（7），阀体（1）的左右侧均开设有安装孔（9），自动操作盘（11）的左端部开设有盲孔A（12），球阀（4）的左端部固连于手动操作盘（10）上，其右端部经圆柱（7）旋转安装于盲孔A（12）内，该方钻杆旋塞阀还包括设置于钻井液流道（6）内的旋转挡板（13），旋转挡板（13）右侧设置有转轴A（14），转轴A（14）贯穿圆柱（7）且延伸于盲孔A（12）内，转轴A（14）延伸部与盲孔A（12）内壁之间安装有扭簧（15）。本发明的有益效果是：结构紧凑、使用寿命长、启闭安全可靠、能够实现自动开启。

Description

一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀

技术领域

本发明涉及钻井防喷工具的技术领域，特别是一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀。

背景技术

目前方钻杆旋塞阀是石油钻柱循环系统中的手动防喷工具，有上部方钻杆旋塞阀和下部方钻杆旋塞阀两种，是钻修井必不可少的防喷工具。方钻杆旋塞阀的操作比较简单，可以通过工具旋转旋杆实现旋塞阀的开关。近些年，在旋塞阀关闭状态下，当旋塞阀上下压差超过一定值时，旋塞阀阀球和楔形上阀座间的比压过大，使开启旋塞阀需要克服较大的摩擦力矩，因此工人无法手动打开旋塞阀，无法展开下一阶段的工作。同时扭转阀球的所需的巨大扭矩也会损伤旋杆、十字节等传递部件，造成旋塞阀报废。即使能够打开旋塞阀，但在密封面间的高比压下，阀球和阀座间的相对运动会对密封面造成磨损，导致再次使用时密封不严，降低阀的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、使用寿命长、启闭安全可靠、能够实现自动开启的集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，它包括阀体、上阀座、下阀座和球阀，所述的阀体内设置有型腔，上阀座和下阀座均安装于型腔内，所述的上阀座的下端部设置有球形座A，下阀座的上端部设置有球形座B，球阀位于型腔内且设置于球形座A和球阀座B之间，球阀与球阀座球形配合，球阀内开设有连通型腔的钻井液流道，所述的球阀的右端部设置有圆柱，所述的钻井液流道壁上开设有限位台阶，限位台阶绕钻井液流道轴线布置，所述的阀体的左右侧均开设有安装孔，左侧安装孔内旋转安装有手动操作盘，右侧安装孔内固连有自动操作盘，自动操作盘的左端部开设有盲孔A，所述的球阀的左端部固连于手动操作盘上，其右端部经圆柱旋转安装于盲孔A内，该方钻杆旋塞阀还包括设置于钻井液流道内的旋转挡板，旋转挡板右侧设置有转轴A，转轴A贯穿圆柱且延伸于盲孔A内，转轴A延伸部与盲孔A内壁之间安装有扭簧，在扭簧扭力作用下旋转挡板上端面抵靠在限位台阶上。

所述的旋转挡板水平设置。

所述的转轴A延伸部上设置有扭簧固定口I，所述的盲孔A内壁上设置有扭簧固定口II。

所述的扭簧的一端固连于扭簧固定口I内，另一端固连于扭簧固定口II内。

所述的钻井液流道左侧内壁上开设有与盲孔A共轴线的盲孔B。

所述的旋转挡板的左侧设置有与转轴A共轴线的转轴B，所述的转轴B旋转安装于盲孔B内。

所述的手动操作盘的左右侧分别设置有十字口和连接件，连接件插装于球阀侧壁上。

所述的转轴A与球阀之间的接触处、圆柱与盲孔A之间的接触处均设置有密封圈。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、使用寿命长、启闭安全可靠、能够实现自动开启。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为阀体的结构示意图；

图3 为上阀座的结构示意图；

图4 为下阀座的结构示意图；

图5 为球阀的结构示意图；

图6 为球阀的主剖视图；

图7 为旋转挡板的结构示意图；

图8 为自动操作盘的结构示意图；

图9 为图1的I部局部放大视图；

图10 为扭簧的结构示意图；

图中，1-阀体，2-上阀座，3-下阀座，4-球阀，5-球形座A，6-钻井液流道，7-圆柱，8-限位台阶，9-安装孔，10-手动操作盘，11-自动操作盘，12-盲孔A，13-旋转挡板，14-转轴A，15-扭簧，16-扭簧固定口I，17-扭簧固定口II，18-盲孔B，19-转轴B，20-连接件，21-密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~10所示，一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，它包括阀体1、上阀座2、下阀座3和球阀4，所述的阀体1内设置有型腔，上阀座2和下阀座3均安装于型腔内，所述的上阀座2的下端部设置有球形座A5，下阀座3的上端部设置有球形座B，球阀4位于型腔内且设置于球形座A5和球阀座B之间，球阀4与球阀座球形配合，球阀4内开设有连通型腔的钻井液流道6。

所述的球阀4的右端部设置有圆柱7，所述的钻井液流道6壁上开设有限位台阶8，限位台阶8绕钻井液流道6轴线布置，所述的阀体1的左右侧均开设有安装孔9，左侧安装孔9内旋转安装有手动操作盘10，右侧安装孔9内固连有自动操作盘11，自动操作盘11的左端部开设有盲孔A12，所述的球阀4的左端部固连于手动操作盘10上，其右端部经圆柱7旋转安装于盲孔A12内。

该方钻杆旋塞阀还包括设置于钻井液流道6内的旋转挡板13，旋转挡板13水平设置，旋转挡板13右侧设置有转轴A14，转轴A14贯穿圆柱7且延伸于盲孔A12内，转轴A14延伸部与盲孔A12内壁之间安装有扭簧15，在扭簧15扭力作用下旋转挡板13上端面抵靠在限位台阶8上。限位台阶8起到了对旋转挡板13限位的作用，即旋转挡板13在扭簧15的作用下，旋转挡板13始终抵靠在限位台阶8上，旋转挡板13阻断了上阀座2内的钻井液进入下阀座3内，该螺塞阀始终处于关闭状态，当钻井液达压力升高到大于扭簧15施加给旋转挡板13的弹簧力时，旋转挡板13绕转轴A14轴线且朝远离限位台阶8方向旋转，上阀座2内的钻井液进入下阀座3内，该螺塞阀处于打开状态，实现了自动打开螺旋塞的操作，同时起到了单向流的作用，避免了换单根时钻井液泄露。

所述的转轴A14延伸部上设置有扭簧固定口I16，所述的盲孔A12内壁上设置有扭簧固定口II17，扭簧15的一端固连于扭簧固定口I16内，另一端固连于扭簧固定口II17内。所述的钻井液流道6左侧内壁上开设有与盲孔A12共轴线的盲孔B18，旋转挡板13的左侧设置有与转轴A14共轴线的转轴B19，所述的转轴B19旋转安装于盲孔B18内。

所述的手动操作盘10的左右侧分别设置有十字口和连接件20，连接件20插装于球阀4侧壁上，连接件20与球阀4固连于一体，当转动球阀时，只需将旋杆或十字节的工作端插于十字口内，转动旋杆或十字节，即可带动球阀4绕盲孔A12的轴线在型腔内旋转90°，球阀4阻断了上阀座2内的钻井液进入下阀座3内，使该螺塞阀处于关闭状态，实现了手动关闭螺旋塞的操作，适用于出现意外或自动操作失效情况的场合。

所述的转轴A14与球阀4之间的接触处、圆柱7与盲孔A12之间的接触处均设置有密封圈21。

本发明的工作过程如下：

初始状态下，旋转挡板13在扭簧15的作用下阻断上阀座2内的钻井液进入下阀座3内，该螺塞阀始终处于关闭状态。当钻井液达压力升高到大于扭簧15施加给旋转挡板13的弹簧力时，旋转挡板13绕转轴A14轴线且朝远离限位台阶8方向旋转，上阀座2内的钻井液进入下阀座3内，该螺塞阀处于打开状态，实现了自动打开螺旋塞的操作，有效避免了当旋塞阀上下压差超过一定值时旋塞阀阀球和上阀座间的比压过大，使开启旋塞阀需要克服较大的摩擦力矩，出现工人无法手动打开旋塞阀的现象，同时节省了人工操作强度。

当出现意外或自动操作失效情况的场合时，将旋杆或十字节的工作端插于十字口内，转动旋杆或十字节，即可带动球阀4绕盲孔A12的轴线在型腔内旋转90°，球阀4阻断了上阀座2内的钻井液进入下阀座3内，使该螺塞阀处于关闭状态，实现了手动关闭螺旋塞的操作。因此该方钻杆螺旋塞既可以实现自动启闭阀门，又可以实现手动打开阀门，启闭安全可靠，运行平稳，使用寿命更长。

Claims (4)

1.一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，它包括阀体（1）、上阀座（2）、下阀座（3）和球阀（4），所述的阀体（1）内设置有型腔，上阀座（2）和下阀座（3）均安装于型腔内，所述的上阀座（2）的下端部设置有球形座A（5），下阀座（3）的上端部设置有球形座B，球阀（4）位于型腔内且设置于球形座A（5）和球阀座B之间，球阀（4）与球阀座球形配合，球阀（4）内开设有连通型腔的钻井液流道（6），其特征在于：所述的球阀（4）的右端部设置有圆柱（7），所述的钻井液流道（6）壁上开设有限位台阶（8），限位台阶（8）绕钻井液流道（6）轴线布置，所述的阀体（1）的左右侧均开设有安装孔（9），左侧安装孔（9）内旋转安装有手动操作盘（10），右侧安装孔（9）内固连有自动操作盘（11），自动操作盘（11）的左端部开设有盲孔A（12），所述的球阀（4）的左端部固连于手动操作盘（10）上，其右端部经圆柱（7）旋转安装于盲孔A（12）内，该方钻杆旋塞阀还包括设置于钻井液流道（6）内的旋转挡板（13），旋转挡板（13）右侧设置有转轴A（14），转轴A（14）贯穿圆柱（7）且延伸于盲孔A（12）内，转轴A（14）延伸部与盲孔A（12）内壁之间安装有扭簧（15），在扭簧（15）扭力作用下旋转挡板（13）上端面抵靠在限位台阶（8）上，所述的钻井液流道（6）左侧内壁上开设有与盲孔A（12）共轴线的盲孔B（18），所述的旋转挡板（13）的左侧设置有与转轴A（14）共轴线的转轴B（19），所述的转轴B（19）旋转安装于盲孔B（18）内，所述的手动操作盘（10）的左右侧分别设置有十字口和连接件（20），连接件（20）插装于球阀（4）侧壁上，所述的转轴A（14）与球阀（4）之间的接触处、圆柱（7）与盲孔A（12）之间的接触处均设置有密封圈（21），当钻井液达压力升高到大于扭簧（15）施加给旋转挡板13的弹簧力时，旋转挡板（13）绕转轴A（14）轴线且朝远离限位台阶（8）方向旋转，上阀座（2）内的钻井液进入下阀座（3）内，该方钻杆旋塞阀处于打开状态，实现自动打开方钻杆旋塞阀的操作。

2.根据权利要求1所述的一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，其特征在于：所述的旋转挡板（13）水平设置。

3.根据权利要求1所述的一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，其特征在于：所述的转轴A（14）延伸部上设置有扭簧固定口I（16），所述的盲孔A（12）内壁上设置有扭簧固定口II（17）。

4.根据权利要求1所述的一种集手动和自动操作于一体的方钻杆旋塞阀，其特征在于：所述的扭簧（15）的一端固连于扭簧固定口I（16）内，另一端固连于扭簧固定口II（17）内。