CN107905765B - 一种顶驱防溅阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种顶驱防溅阀，包括接头本体，接头本体内部开设有进液通道和出液通道，进液通道和出液通道相连通，且进液通道内部设置有阀体，进液通道的内壁与出液通道的内壁通过一台阶面过渡，台阶面内壁设置有镶口合金环，阀体内部设置有阀芯，且阀体与阀芯之间设置有弹簧，阀芯底部开设有通孔，通孔内部设置有安全保护机构，本发明解决了现有技术中顶驱式钻机无法阻止钻井液的喷溅的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气及地质勘探装置技术领域，尤其涉及一种顶驱防溅阀。
背景技术
泥浆防溅阀是石油、天然气及地质勘探钻井工程中，在接单根卸开钻杆之后防止钻井液从上部水眼内流到钻台上的一种工具，使用该工具不仅减少钻井液不必要的浪费，同时也改善了工人的操作环境，安全操作性得到提高，目前国内生产使用的防溅阀内部均采用的是密封阀座剪切式销钉安全装置，这种结构使得阀体长度尺寸过长，无法安装在配有顶驱的钻机上，不能满足顶驱式钻机的需求，授权公告号为CN 202012329 U的专利，一种方钻杆泥浆防溅阀，它缺乏安全保护机构，不能预防憋泵情况的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种顶驱防溅阀，解决了现有技术中的顶驱式钻机无法阻止钻井液的喷溅的技术问题。
一种顶驱防溅阀，包括接头本体，所述接头本体内部开设有进液通道和出液通道，所述进液通道和出液通道相连通，且进液通道内部设置有阀体，所述进液通道的内壁与出液通道的内壁之间连接有过渡面，所述台阶面内壁设置有固定环，所述阀体内部设置有阀芯，且阀体与阀芯之间设置有弹簧，所述阀芯底部开设有通孔，所述通孔内部设置有安全保护机构。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步地，所述过渡面为台阶面。
进一步地，所述固定环为镶口合金环，所述阀芯的端部外侧面为倾斜面，且所述阀芯端部外侧面与所述固定环内壁配合形成密封面，采用本步的有益效果是利用阀芯与台阶面配合形成密封，这样能够关闭泥浆流通道。
进一步地，所述阀体内部开设有第一空腔，所述弹簧设置在阀芯内部，且弹簧末端与第一空腔底部连接，所述阀芯的外壁与所述第一空腔的内壁之间设置有第一密封圈，采用本步的有益效果是利用弹簧给阀芯提供压力，使得阀芯端部和台阶面紧密贴合，这样能够保证密封的稳定性。
进一步地，所述阀芯内部开设有第二空腔，所述第一空腔与第二空腔连通，所述安全保护机构位于所述第二空腔内部。
进一步地，所述安全保护机构包括安全阀芯、防脱螺母和剪切板，所述安全阀芯包括固定块和锁紧杆，所述固定块设置在所述通孔内，所述锁紧杆一端与固定块连接，另一端与防脱螺母螺纹连接，所述剪切板设置在固定块上表面和锁紧杆端部之间，采用本步的有益效果是当阀体被冲破时，泥浆会对剪切板产生压力，剪切板变形时效，安全阀芯松脱，从而将流道打通，便于泥浆流出，有效避免憋泵情况的发生。
进一步地，所述剪切板的宽度大于所述通孔的直径，正常情况下，防止安全阀芯脱落，从而影响阀芯的打开；所述防脱螺母的端部直径大于通孔的直径，以防止剪切板变形后，安全阀芯掉落井底。
进一步地，所述通孔的内壁为阶梯型，所述固定块的外壁与所述通孔的内壁相对应。
进一步地，它还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在固定块与通孔之间，采用本步的有益效果是提高密封性。
本发明的有益效果：
1.本发明为一种顶驱防溅阀，用于顶驱式钻机，解决现有阀体长度过长的问题，因为长度过长，背钳就无法夹持钻杆，这样无法使用，本发明将防溅阀与顶驱的保护接头组合在一起能够同时起到顶驱保护接头和防溅阀的作用。
2.本发明中的阀芯采用自动反向开启形式，泥浆压力作用在阀体与阀芯所形成的环形面上克服弹簧力后迅速开启，阀芯上移到阀体内，避开了钻井液对阀芯的正面冲刷，从而延长阀芯的使用寿命。
3.本发明在阀芯开启后，阀芯仅下端面受钻井液压力，克服压缩弹簧推动阀芯上移，且阀芯上移力远远大于压缩弹簧力，所以阀芯一直处于全开启状态，阀芯不产生波动，流道阻力小，且运行平稳。
4.本发明中的弹簧装在全密闭的空间，隔离了泥浆，避免了泥浆对弹簧的冲刷和腐蚀，延长了弹簧的使用寿命，从而延长了本发明整体的使用寿命。
5.本发明设计了独特的安全保护机构，以防止阀体冲蚀穿后阀芯不能打开所引起的憋泵现象发生。
6.本发明结构简单，零部件少，纵向长度尺寸短，便于拆装、维护和更换易损件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例1所述的一种顶驱防溅阀的结构示意图；
图2为本发明具体实施例1所述的一种顶驱防溅阀的局部A的放大示意图；
图3为本发明具体实施例1所述的一种顶驱防溅阀的阀体结构示意图；
图4为本发明具体实施例1所述的一种顶驱防溅阀的防脱螺母俯视图；
附图标记：
1-接头本体；2-进液通道；3-出液通道；4-阀体；5-过渡面；6-阀芯；7-弹簧；8-通孔；9-安全保护机构；10-固定环；11-第一空腔；12-第二空腔；13-安全阀芯；14-防脱螺母；15-剪切板；16-固定块；17-锁紧杆；18-第一密封圈；19-第二密封圈；20-凸条。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1、2所示，本发明所提供的一种顶驱防溅阀，包括接头本体1，所述接头本体1内部开设有进液通道2和出液通道3，通过进液通道2和出液通道3可以方便形成泥浆通道；所述进液通道2和出液通道3相连通，且进液通道2内部设置有阀体4，所述进液通道2的内壁与出液通道3的内壁通过一过渡面5过渡，所述过渡面5内壁设置有固定环10，其中固定环为镶口合金环，利用镶口合金环起到耐磨和承载更多压力的作用；所述阀体4内部设置有阀芯6，且阀体4与阀芯6之间设置有弹簧7，所述阀芯6底部开设有通孔8，所述通孔8内部设置有安全保护机构9；其中阀体4外壁与进液通道2内壁之间留有间隙，这样泥浆就能流入，阀芯6的外壁为台阶面，这样泥浆就能够对阀芯施加压力，从而推动阀芯6克服弹簧7的压力，进行运动，最后使得阀芯6的端部离开镶口合金环10的内壁，从而形成泥浆通道。
其中，所述过渡面5为台阶面，所述阀芯6的端部的两侧面为倾斜面，且所述阀芯6端部外侧面与所述固定环10内壁配合形成密封面，当泥浆泵关闭时，阀芯6在弹簧7的作用下和固定环10内壁形成密封，从而关闭泥浆流动通道。
其中，所述阀体4内部开设有第一空腔11，所述弹簧7设置在阀芯6内部，且弹簧7末端与第一空腔11底部连接，所述阀芯6的外壁与所述第一空腔11的内壁之间设置有第一密封圈18，利用弹簧7给阀芯6提供压力，使得阀芯6端部和台阶面紧密贴合，这样能够保证密封的稳定性，同时弹簧位于第一空腔11内部，不与泥浆直接接触，这样能够延长弹簧7的使用寿命。
其中，所述阀芯6内部开设有第二空腔12，所述第一空腔11与第二空腔12连通，所述安全保护机构9位于所述第二空腔12内部。
其中，所述安全保护机构9包括安全阀芯13、防脱螺母14和剪切板15，所述安全阀芯13包括固定块16和锁紧杆17，所述固定块16设置在所述通孔8内，所述锁紧杆17一端与固定块16连接，另一端与防脱螺母14螺纹连接，所述剪切板15设置在固定块16上表面和锁紧杆17端部之间，其中固定块16与通孔8贴合，进行封闭，这样第一空腔11、第二空腔12形成密封空腔，当阀体4被冲破时，泥浆会直接灌入第一空腔11和第二空腔12中，对剪切板15产生压力，压力达到一定值时，剪切板15会发生折断或变形，安全阀芯松脱，从而泥浆会直接进入出液通道中，直接流出，这样有效避免憋泵情况的发生。
其中，所述剪切板15的宽度大于所述通孔8的直径，这样在正常情况下，剪切板15会辅助密封通孔8，所述防脱螺母14的端部直径大于通孔8的直径，这样防脱螺母14、安全阀芯13和剪切板15就不会掉入井底。
其中，所述通孔8的内壁为阶梯型，所述固定块16的外壁与所述通孔8的内壁相对应，它还包括第二密封圈19，所述第二密封圈19设置在固定块16与通孔8之间，通过第二密封圈19可以保证泥浆不会灌入第一空腔11、第二空腔12中，影响使用。
本发明的工作原理：
正常工作时，当泥浆泵开机时，泥浆液流进入接头本体1和阀体4形成的空间，阀体4的外表面设置有多个凸条20，利用凸条20和进液通道2之间的间隙形成供泥浆流动的通道，在液体压力的作用下，推动阀芯6克服弹簧7上移，打开通道，从而方便泥浆流通；当停泵时，阀芯6在弹簧7的作用下复位，关闭泥浆液流道，实现在卸开钻杆后，防止顶驱及其上部管汇内泥浆往外喷泄；当发生阀体4被冲刷刺穿时，泥浆进入阀芯6，此时在泥浆压力作用下，剪切板变形，安全阀芯13下落，打开泥浆通道，可避免憋泵现象的发生。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种顶驱防溅阀，其特征在于，包括接头本体，所述接头本体内部开设有进液通道和出液通道，所述进液通道和出液通道相连通，且进液通道内部设置有阀体，所述进液通道的内壁与出液通道的内壁之间连接有过渡面，所述过渡面为台阶面，所述台阶面内壁设置有固定环，所述阀体内部设置有阀芯，且阀体与阀芯之间设置有弹簧，所述阀芯底部开设有通孔，所述通孔内部设置有安全保护机构；
所述安全保护机构包括安全阀芯、防脱螺母和剪切板，所述安全阀芯包括固定块和锁紧杆，所述固定块设置在所述通孔内，所述锁紧杆一端与固定块连接，另一端与防脱螺母螺纹连接，所述剪切板设置在固定块上表面和防脱螺母端部之间。
2.根据权利要求1所述的一种顶驱防溅阀，其特征在于，所述固定环为镶口合金环，所述阀芯的端部外侧面为倾斜面，且所述阀芯端部外侧面与所述固定环的内壁配合形成密封面。
3.根据权利要求2所述的一种顶驱防溅阀，其特征在于，所述阀体内部开设有第一空腔，所述弹簧设置在阀芯内部，且弹簧末端与第一空腔底部连接，所述阀芯的外壁与所述第一空腔的内壁之间设置有第一密封圈。
4.根据权利要求3所述的一种顶驱防溅阀，其特征在于，所述阀芯内部开设有第二空腔，所述第一空腔与第二空腔连通，所述安全保护机构位于所述第二空腔内部。
5.根据权利要求4所述的一种顶驱防溅阀，其特征在于，所述剪切板的宽度大于所述通孔的直径，所述防脱螺母的端部直径大于通孔的直径。
6.根据权利要求5所述的一种顶驱防溅阀，其特征在于，所述通孔的内壁为阶梯型，所述固定块的外壁与所述通孔的内壁相对应。
7.根据权利要求6所述的一种顶驱防溅阀，其特征在于，它还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在固定块与通孔之间。
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