CN109057748B - 油田多通阀用双密封阀芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双密封阀芯装置，能够实现预紧密封和压差自密封，特别针对油田用大尺寸、高压力多通阀用的双密封阀芯。一种油田多通阀用双密封阀芯，主要包括阀芯主体，其特征在于所述阀芯主体上设有转轴、进液口、出液口、进液通道、出液通道，所述进液通道与出液通道相连通，进液通道内部设有阀座、压环、调整螺钉、弹簧座、碟簧、垫板、阀芯螺母、液压活塞；所述阀座、压环、垫板均与进液通道内壁套接。本发明有效解决了密封比压单纯依靠增大弹性材料预紧力实现密封，造成阀杆扭矩过大的问题，其结构合理、操作简单，能实现预紧密封和压差自密封，密封比压随密封压差增大而增大，具有较强的生产经济实用性。

Description

油田多通阀用双密封阀芯

技术领域

本发明涉及一种双密封阀芯装置，能够实现预紧密封和压差自密封，特别针对油田用大尺寸、高压力多通阀用的双密封阀芯。

背景技术

在油田生产开发过程中，多通阀已经广泛应用于油井集输计量工艺,目前世界上，多通阀结构相似，其中，阀芯密封都采用弹性材料预紧，在密封面上形成一定密封比压，达到密封目的。

上述阀芯密封方式，存在的问题是：第一，阀芯轴横向受力大，变形大，两端轴承负载大，工况恶劣的问题；第二，密封比压单纯依靠增大弹性材料预紧力实现密封，造成阀杆扭矩过大的问题。阀门扭矩大，对执行器性能要求高，对阀杆强度要求高。针对大口径，高压力的多通阀，问题更为突出，造成最终的后果就是阀芯工况恶劣，阀门扭矩大，寿命短。

在世界各产油国的油田生产中，高产量、高压力的油井占一定比例，现有多通阀阀芯的结构，难以适应大口径、高压力的工况要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理、双密封结构的多通阀阀芯，能实现预紧密封和压差自密封，密封比压随密封压差增大而增大，克服现有多通阀的阀芯密封结构的缺点，更加适合于大口径、高压力的多通阀双密封阀芯。

本发明公开了一种油田多通阀用双密封阀芯，主要包括阀芯主体，所述阀芯主体上设有转轴、进液口、出液口、进液通道、出液通道，所述进液通道与出液通道相连通，进液通道内部设有阀座、压环、调整螺钉、弹簧座、碟簧、垫板、阀芯螺母、液压活塞；所述阀座、压环、垫板均与进液通道内壁套接；

所述阀座设于靠近进液口处，阀座端部外侧设有密封圈，在所述阀座的另一端设有压环，所述压环的结构包含环体、中心孔Ⅰ、空腔Ⅰ、多个间隔设置的柱脚，在所述中心孔Ⅰ连接有调整螺钉，所述空腔Ⅰ内装有“T”形弹簧座及碟簧，在所述压环一侧设有垫板，所述垫板结构包含板体、中心孔Ⅱ、多个间隔设置的板脚，所述柱脚从所述板脚的间隙中穿过；在所述垫板一侧设有阀芯螺母，所述阀芯螺母设有空腔Ⅱ、中心孔Ⅲ，所述液压活塞置于空腔Ⅱ中，所述空腔Ⅱ通过中心孔Ⅲ，与外界相连通；

所述压环穿过垫板，压在液压活塞上，所述液压活塞压在阀芯螺母上；同时，压环内装的碟簧压在垫板上，垫板压在阀芯螺母上，调整螺钉与压环螺纹连接。

作为优选，所述密封圈为异形密封圈。所述液压活塞设有密封环槽，所述密封环槽内设有密封圈。

本发明工作原理：

本发明的双密封阀芯，通过调整调整螺钉的松紧，来推动弹簧座，并压紧碟簧，使得反向作用于阀座，压紧异形密封圈，从而实现调整异形密封圈与阀体侧壁的密封比压的目的。

在使用时，当位于阀体内部、阀芯之外的油液压力，即阀芯外部压力，大于位于阀芯内部的、位于进液通道的油液压力即阀芯内部压力时，阀芯外部压力作用于液压活塞上，液压活塞推动压环、阀座、异形密封圈，增加了异形密封圈与阀体侧壁密封比压，达到密封目的。

当阀芯外部压力小于阀芯内部压力时，阀芯内部压力作用于液压活塞上，液压活塞被压在阀芯螺母上。同时反向液压力通过推动压环与阀座，作用在阀座上时，通过阀座推压异形密封圈，增加了异形密封圈与阀体侧壁密封比压，达到密封目的。

本发明在应用时，初始的密封面比压可以通过事先调整螺钉，来调整好碟簧的预紧力，来确定合适的异形密封圈与阀体侧壁的密封比压，达到密封目的，这就是所说的预紧密封。同时在阀芯内外出现较大压差时，通过液压活塞的作用，调整异形密封圈与阀体侧壁的密封面比压，即压差自密封。这种压差自密封，密封比压随密封压差的增大而增大，尤其可克服现有多通阀的阀芯密封结构的缺点，更加适合于大口径、高压力的多通阀。

与现有技术相比，本发明提供的双密封阀芯，有效解决了密封比压单纯依靠增大弹性材料预紧力实现密封，造成阀杆扭矩过大的问题，其结构合理、操作简单，能实现预紧密封和压差自密封，密封比压随密封压差增大而增大，克服现有多通阀的阀芯密封结构的缺点，具有较强的生产经济实用性。

附图说明

图1为本发明双密封阀芯在实施例的结构示意图。

图2为图1中压环的半剖视结构示意图。

图3为图1中压环的右视结构示意图。

图4为图1中垫板的主视结构示意图。

图5为图4中垫板的侧视结构示意图。

图6为图1中液压活塞的结构示意图。

图7为图1中阀芯螺母的半剖结构示意图。

图8为本发明双密封阀芯所构成的多通阀在实施例的结构示意图。

图中所示：1为阀芯主体,2为阀座，3为异形密封圈，4为进液口，5为进液通道，6为调整螺钉，7为转轴，8为压环，9为垫板，10为阀芯螺母，11为液压活塞，12为碟簧，13为弹簧座，14为出液通道，15为出液口，16为环体，17为中心孔Ⅰ，18为空腔Ⅰ，19为柱脚，20为板体，21为板脚，22为中心孔Ⅱ，23为密封环槽，24为空腔Ⅱ，25为中心孔Ⅲ，26为汇管出口，27为单井计量出口，28为单井来油进口，29为阀盖，30为阀体。

具体实施方式

实施例1：

参照图1-图8，为本发明双密封阀芯实施例的结构示意图，主要包括阀芯主体1，所述阀芯主体1上设有转轴7、进液口4、进液通道5、出液口15、出液通道14，所述进液通道5与出液通道14相连通，进液通道5内部设有阀座2、压环8、调整螺钉6、弹簧座13、碟簧12、垫板9、阀芯螺母10、液压活塞11；所述阀座2、压环8、垫板9均与进液通道5内壁套接；

所述阀座2设于靠近进液口4处，阀座端部外侧设有异形密封圈3，在所述阀座2的另一端设有压环8，所述压环8结构包含环体16、中心孔Ⅰ17、空腔Ⅰ18、多个间隔设置的柱脚19，在所述中心孔Ⅰ17连接有调整螺钉6，所述空腔Ⅰ18内装有“T”形弹簧座13及碟簧12，在所述压环8一侧设有垫板9，所述垫板9结构包含板体20、中心孔Ⅱ22、多个间隔设置的板脚21，所述柱脚19从所述板脚21的间隙中穿过；在所述垫板9一侧设有阀芯螺母10，所述阀芯螺母19设有空腔Ⅱ24、中心孔Ⅲ25，所述液压活塞11置于空腔Ⅱ24中，所述空腔Ⅱ24通过中心孔Ⅲ25，与外界相连通。

所述压环8穿过垫板9压在液压活塞11上，所述液压活塞11压在阀芯螺母10上；同时，压环8内装的碟簧12压在垫板9上，垫板9压在阀芯螺母10上，调整螺钉6与压环8通过螺纹连接。

本发明的双密封阀芯，通过调整调整螺钉6的松紧，来推动弹簧座13，并压紧碟簧12，使得反向作用于阀座2，压紧异形密封圈3，从而实现调整异形密封圈3与多通阀阀体30侧壁的密封比压的目的。

在使用时，当位于阀体内部、阀芯之外的油液压力，即阀芯外部压力，大于位于阀芯内部的、位于进液通道的油液压力即阀芯内部压力时，阀芯外部压力作用于液压活塞11上，液压活塞11推动压环8、阀座2、异形密封圈3，增加了异形密封圈3与多通阀阀体30侧壁密封比压，达到密封目的。

当阀芯外部压力小于阀芯内部压力时，阀芯内部压力作用于液压活塞11上，液压活塞11被压在阀芯螺母10上。同时反向液压力通过推动压环8与阀座2，作用在阀座2上时，通过阀座2推压异形密封圈3，增加了异形密封圈3与多通阀阀体30侧壁密封比压，达到密封目的。

本发明在应用时，初始的密封面比压，可以通过事先预紧调整螺钉6，来调整好碟簧12的预紧力，来确定合适的异形密封圈3与阀体30侧壁的密封比压，达到密封目的，这就是所说的预紧密封。同时在阀芯内外出现较大压差时，通过液压活塞11的作用，调整异形密封圈3与阀体30侧壁的密封面比压，即压差自密封。这种压差自密封，密封比压随着密封压差的增大而增大，可大大克服现有多通阀的阀芯密封结构的缺点。

实施例2：

与实施例1技术方案相比，其不同之处在于：所述液压活塞11设有密封环槽23，所述密封环槽23内设有密封圈。

Claims (3)

1.一种油田多通阀用双密封阀芯，主要包括阀芯主体，其特征在于所述阀芯主体上设有转轴、进液口、出液口、进液通道、出液通道，所述进液通道与出液通道相连通，进液通道内部设有阀座、压环、调整螺钉、弹簧座、碟簧、垫板、阀芯螺母、液压活塞；所述阀座、压环、垫板均与进液通道内壁套接；

所述阀座设于靠近进液口处，阀座端部外侧设有凸出于阀座的端面并能够与阀体相抵的密封圈，在所述阀座的另一端设有压环，所述压环的结构包含环体、中心孔Ⅰ、空腔Ⅰ、多个间隔设置的柱脚，在所述中心孔Ⅰ连接有调整螺钉，所述空腔Ⅰ内装有“T”形弹簧座及碟簧，在所述压环一侧设有垫板，所述垫板结构包含板体、中心孔Ⅱ、多个间隔设置的板脚，所述柱脚从所述板脚的间隙中穿过；在所述垫板一侧设有阀芯螺母，所述阀芯螺母设有空腔Ⅱ、中心孔Ⅲ，所述液压活塞置于空腔Ⅱ中，所述空腔Ⅱ通过中心孔Ⅲ，与外界相连通；

所述压环穿过垫板，压在液压活塞上，所述液压活塞压在阀芯螺母上；同时，压环内装的碟簧压在垫板上，垫板压在阀芯螺母上，调整螺钉与压环通过螺纹连接。

2.如权利要求1所述的油田多通阀用双密封阀芯，其特征在于所述密封圈为异形密封圈。

3.如权利要求1或2所述的油田多通阀用双密封阀芯，其特征在于所述液压活塞设有密封环槽，所述密封环槽内设有密封圈。

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