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