CN109488783A - 一种带压开关旋塞阀及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带压开关旋塞阀及使用方法，带压开关旋塞阀包括阀体、阀芯组合、阀针和操作组件，设计思路是在现有旋塞阀的基础上开设旁路，阀针安装于阀体，阀针的前端塞入旁路，阀针的后端通过螺纹连接在阀体上，通过工具旋转阀针操作可以塞堵或者打开旁路，旁路内设置有润滑液体，而且此旁路设置在阀体内部，不影响管柱的拆装和正常工作，实现了旁路的内置。即通过一种阀针进行旁路的“开”和“关”，用以打通或者关闭阀芯上腔和下腔的压强，从而实现阀芯的上下腔的压力平衡，轻松实现旋塞阀的带压开和带压关，特别适用于管柱内压大于等于21MPa，需要带压开关的场合，这样方便了钻井、压井等的施工，增强了井上处理事故的安全性和能力。

Description

一种带压开关旋塞阀及使用方法

技术领域

本发明涉及油田设备技术领域，具体而言，涉及一种带压开关旋塞阀及使用方法。

背景技术

目前，旋塞阀作为一种钻具内防喷球阀已经广泛应用在国内外的钻井和修井施工作业中，用于隔断或者连通钻柱水眼中的液体。在正常钻进过程中打开阀钻井液进入钻柱，接单根时关闭阀可以避免钻井液溅在井台上，既避免了钻井液的浪费，又满足了环保要求；当井下发生井涌、井喷等事故时及时关闭阀可以防止可燃气体或者液体溢出井口，造成人员伤亡和财产损失，这是需要的是“带压关阀”；为了处理井涌或井喷等事故，当现场做好准备后，比如需要重新打开阀进行压井作业，这时需要的是“带压开阀”。

在正常钻进过程和出现井下压力过大时，由于阀的这种球阀结构，当进行“带压开关”操作时，钻柱水眼中的压力都会顶住球芯，当压强小于21MPa时，一个人的力量还基本能够执行，当达到和超过21MPa时，人力就力不从心了，但是越是这种时刻越需要及时的关闭或者打开阀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带压开关旋塞阀及使用方法，其能够平衡开关阀的上下腔的压力，轻松实现开关阀的带压开和带压关，特别适用于需要带压开关的场合，这样方便了钻井、压井等的施工，增强了井上处理事故的安全性和能力。

本发明的实施例是这样实现的：

一种带压开关旋塞阀，其包括阀体、阀芯的组合、阀针和用于转动阀芯的操作组件，阀体内设置有用于流通的旁路，旁路具有两个出口端且连通阀芯两侧的流体，阀针安装于阀体，阀针的第一端卡入旁路，阀针的第二端用于操作卡紧旁路，阀针通过卡入旁路进行密封且阻隔旁路内的液体流通，旁路内设置有润滑液体，阀芯位于阀体内，操作组件的一端连接至阀芯且另一端连接至阀体外。

在本发明较佳的实施例中，上述带压开关旋塞阀还包括安装于阀体内的下球座、波簧、上球座、上拼环、下拼环、连接上拼环顶部的支撑圈和位于支撑圈顶部的孔用弹性挡圈，下球座连接至阀芯底部，上球座连接至阀芯顶部，波簧安装于下球座底部；操作组件设置有一个或位置相对的两个，操作组件包括操作键、位于操作键外的操作键套和连接操作键的十字节。

在本发明较佳的实施例中，上述通过顶压的方式将阀针的第一端卡紧并阻隔旁路，阀针的第一端的宽度或直径大于旁路的截面；或通过旋转的方式将阀针的第一端卡紧并阻隔旁路，阀针的第二端具有供工具旋转卡紧的卡位纹；进一步地，阀针的第一端设置为圆锥形，阀针的第二端端面向内凹设有大头内六角，阀针的第二端侧面设置有螺纹。

在本发明较佳的实施例中，上述带压开关旋塞阀还包括环状的安全卡箍，安全卡箍设有用于插入工具卡住阀针倒退的针孔，针孔连通安全卡箍内侧面和外侧面，针孔的大小小于阀针的第二端的截面大小；安全卡箍的内侧还设有限制阀针退出的限位沉台。

在本发明较佳的实施例中，上述安全卡箍包括第一半环箍体和第二半环箍体，第一半环箍体和第二半环箍体通过锁紧件相互固定在阀体外，针孔设置于第一半环箍体。

在本发明较佳的实施例中，上述阀芯为球芯，球芯设置有通孔，通孔在球阀打开阀体两端时连通球芯内外液体。

在本发明较佳的实施例中，上述带压开关旋塞阀还包括阀针密封圈，阀针密封圈设置于阀针的第二端外侧，阀针密封圈将旁路和阀针之间的间隙密封。

一种带压开关旋塞阀的使用方法，使用在本发明较佳的实施例中，上述带压开关旋塞阀，使用方法包括以下步骤：

S1、向旁路中注入润滑脂，再将阀针安装在阀体上，通过卡入阀针密封旁路，阀针与阀体之间为金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，使用安全卡箍将阀针限制在安全卡箍的环内，针孔对准阀针；

S2、通过操作组件转动阀芯，对带压开关旋塞阀进行开关操作，在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的压力过大且需要关闭时，使用操作组件转动阀芯，阀芯连通其内外的液体而进行转动，阀芯转动至关闭状态实现阻流；

S3、在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的两端压差过大且需要打开时，使用工具通过针孔插入并卡住阀针，通过旋转工具将阀针退出一段距离并卡在安全卡箍内侧，此时旁路打开且连通阀芯两侧的液体，平衡压力后将阀芯转动至打开状态实现流通。

在本发明较佳的实施例中，上述带压开关旋塞阀还包括螺堵，使用工具设置旁路时在阀体表面留下通路口，螺堵将通路口密封。

在本发明较佳的实施例中，上述带压开关旋塞阀为用于高压的带双操作键的旋塞阀和钻杆旋塞阀、顶驱旋塞阀、钻杆安全阀或油管旋塞阀；进一步的，此内置旁路且可以实现开关控制的结构还可用于球阀、角阀、柱塞阀、截止阀或闸阀。

本发明的有益效果是：

本发明通过在阀体上设置旁路，将阀芯两端的液体进行疏通，平衡压力差，同时通过阀针对旁路进行密封，使用时旋转拧开阀针即可打开旁路，通过安全卡箍将阀针的退出过程进行限制，起到安全实施的效果，通过操作组件旋转阀芯进行开关操作，从而在高压的状态将旁路进行有效的开关，能够平衡开关阀的上下腔的压力，轻松实现开关阀的带压开和带压关，特别适用于需要带压开关的场合，这样方便了钻井、压井等的施工，增强了井上处理事故的安全性和能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

图1为本发明第一实施例的正视结构示意图；

图2为本发明第一实施例的A-A截面结构示意图；

图3为本发明第一实施例的B-B侧视结构示意图；

图4为本发明第一实施例的阀针结构示意图；

图5为本发明第一实施例的安全卡箍的俯视结构示意图；

图6为本发明第二实施例的正视结构示意图；

图7为本发明第二实施例的阀芯结构示意图；

图标：1-阀体；2-下球座；3-下球座密封圈；4-波簧；5-阀芯；6-下拼环；7-上球座；8- 上球座密封圈；9-上拼环；10-支撑圈；11-孔用弹性挡圈；12-十字节；13-操作键；14-操作键套；15-操作键密封圈；16-操作键套密封圈；17-通孔；18-螺堵；19-润滑脂；20-阀针；21- 阀针密封圈；22-螺钉；23-箍体；24-限位沉台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种带压开关旋塞阀，其包括阀体1、下球座2、下球座密封圈3、波簧4、阀芯5、下拼环6、上球座7、上球座密封圈8、上拼环9、支撑圈10、孔用弹性挡圈11、螺堵18、阀针20、安全卡箍和操作组件，安全卡箍包括第一半环箍体23、第二半环箍体23、螺钉22和限位沉台24，操作组件包括十字节12、操作键13、操作键套14、操作键密封圈15和操作键套密封圈16；该装置是在现有旋塞阀的基础上设计一个旁路，旁路的设置在旋塞阀的外部没有产生任何凸起，而且此旁路不得影响管柱的拆装和正常工作，并通过一种针形截止阀进行旁路的“开”和“关”，用以打通或者关闭阀芯5上腔和下腔的压强，从而实现球芯的上下腔的压力平衡，轻松实现旋塞阀的带压开和带压关，特别适用于管柱内压大于等于21MPa，最高达到70MPa，需要带压开关的场合，这样方便了钻井、压井等的施工，增强了井上处理事故的安全性和能力。

请参照图2，下球座2、波簧4、上球座7、上拼环9、下拼环6、连接上拼环9顶部的支撑圈10和位于支撑圈10顶部的孔用弹性挡圈11设置于阀体1内，下球座2连接至阀芯5底部，上球座7连接至阀芯5顶部，上球座7和下球座2将阀芯5卡在两者之间，该实施例的阀芯5为球阀，下球座密封圈3将下球座2和阀体1的内壁之间密封，波簧4设置于下球座 2的底部与阀体1的连接台上，波簧4起到缓冲下球座2对阀体1的冲击力，上球座7与阀芯5之间，即上球座7与球阀之间具有间隙，下拼环6将该间隙填充并卡在球阀与上球座7 之间，上球座密封圈8将上球座7的侧面与阀体1的内侧之间密封，上拼环9位于上球座7 的顶部，其卡在阀体1内壁，支撑圈10设置于上拼环9的内侧，孔用弹性挡圈11压在支撑圈10的顶部；操作组件设有1个，操作组件包括十字节12、操作键13、操作键套14、操作键密封圈15和操作键套密封圈16，十字节12的一面朝向阀芯5，操作键13的一端将十字节 12卡在操作组件的一端，操作键套14位于操作键13外，操作键套14呈环状且将操作键13 的一端包裹，操作键13与操作键套14之间设置有操作键密封圈15，其密封操作键13与操作键套14之间的缝隙，操作键套14与阀体1之间具有缝隙，操作键套密封圈16将其密封，操作组件用于将阀芯20转动。十字节12、操作键13、操作键套14三者组合装在阀体1上，旋转球形的阀芯5，旋转搬动操作键带动十字节12，十字节12再带动阀芯5旋转90度或者反向旋回原位，操作键13可在操作键套14中旋转，操作键套14装在阀体1设置的侧孔，十字节12的两侧分别连接操作键13和阀芯5，通过上下键和键槽传递扭矩，实现阀芯5的开和关。

请参照图3，阀体1设置有螺堵18，阀体1、螺堵18、阀针20和凿孔共同形成了密封旁路，而且注满了润滑液体，该润滑液体为润滑脂19，避免通道堵塞，使用工具设置旁路时在阀体1表面留下通路口，螺堵18将通路口密封，旁路由三段组成，使用工具从通路口往阀体1的内部凿孔完成，该段为长条线段状，该段的两端分别延伸至球阀的关闭液体流动的两侧，通过工具从阀体1的外壁向内壁凿孔设置阀针20安装的安装孔，该安装孔连通阀体1的内侧和外侧，该安装孔为旁路的另外两段，其将井眼中部的液体对外连通，阀针20具有第一端和第二端，阀针20的第一端设置为圆锥体状，该圆锥的直径大于安装孔的直径，按压阀针20 的第一端将安装孔密封，其中阀针20的第一端与阀体1上的安装孔处的圆弧形成了金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，保证了密封的可靠性和安全性，既可以封液体又可以封气体；阀针20的第二端为侧边带螺纹的内六角大头，其用以将阀针20连接在阀体1，安装孔内置螺纹，阀针20的第二端通过螺纹旋转卡入安装孔内，该设置使得阀针20承受钻井操作中的高压；阀针20的第一端中部向内凹设有放置阀针密封圈21的密封槽，阀针密封圈21卡入该密封槽内并起到密封旁路的作用，阀针密封圈21将阀针20与阀体1之间的间隙密封。

请参照图4，球芯设置有连通球芯内外液体的通孔17，该阀芯为球阀的球芯，其连通球阀的内侧与外侧，通孔17在球芯关闭阀体1两端时连通至操作组件，此时通孔17将球芯内部的流体压力传递至球芯外侧，轻松实现带压关闭旋塞阀的操作，阀体1内设置有用于流通的旁路，旁路具有两个出口端且连通球芯两侧，阀针20安装于阀体1，阀针20的第一端卡入旁路，阀针20的第二端用于操作卡紧旁路，通过阀针20卡紧旁路且阻隔液体流通，旁路内设置有润滑液体，球芯位于阀体1内，操作组件的一端连接至球芯且另一端连接至阀体1外；阀针20的第一端设置为圆锥形，阀针20的第二端端面向内凹设有大头内六角，阀针20的第二端侧面设置有螺纹，通过顶压的方式将阀针20的第一端卡紧并阻隔旁路，阀针20的第一端的直径大于旁路的截面大小，同时通过旋转的方式将阀针20的第一端卡紧并阻隔旁路，阀针20的第二端具有供工具旋转卡紧的卡位纹，阀针20进行密封时设置有阀针密封圈21，阀针密封圈21设置于阀针20的第二端外侧，阀针密封圈21将旁路和阀针20之间的间隙密封。

请参照图5，安全卡箍包括第一半环箍体23、第二半环箍体23、螺钉22和限位沉台24，安全卡箍呈环状，其包括第一半环箍体23和第二半环箍体23，第一半环箍体23和第二半环箍体23分别呈半环状且相互咬合组成环状，第一半环箍体23和第二半环箍体23分别设置有相互咬合的固定孔，固定孔位于第一半环箍体23和第二半环箍体23的两端，第一半环箍体 23和第二半环箍体23通过锁紧件相互固定在阀体1外，该实施例的锁紧件为螺钉22，螺钉 22通过固定孔将第一半环箍体23和第二半环箍体23相互固定锁紧，安全卡箍设置用于卡住阀针20倒退的针孔，针孔设置于第一半环箍体23，针孔连通安全卡箍内侧面和外侧面，针孔的大小小于阀针20的第二端的截面大小，针孔用于使用工具插入其中并连接至阀针20的第二端，工具卡入阀针20的第二端的内六角大头，通过旋转的方式将阀针20旋入或旋出，限位沉台24设置于针孔的一端，其位于第一半环箍体23的内侧，限位沉台24用于将阀针 20卡住，在阀针20倒退的过程中防止阀针20退出安全卡箍。

使用时，带压开关时旁路中的压强和管柱水眼中的压强是一样高的，为了保证在带压开关作业过程中打开阀针20连通旁路时的安全性，打开阀针20螺纹不能退得太多，且阀针密封圈21一直在孔内起到密封作用，因此设计有一个半环式的安全卡箍结构，通过螺钉22连接并捆绑在阀体1上，箍体23上设有限位沉台24，限制阀针20退出的行程，从而保证了操作的安全性。

带压开关旋塞阀的使用方法，使用上述的带压开关旋塞阀，使用方法包括以下步骤：

S1、向旁路中注入润滑脂，再将阀针安装在阀体上，通过卡入阀针密封旁路，阀针与阀体之间为金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，使用安全卡箍将阀针限制在安全卡箍的环内，针孔对准阀针；

S2、通过操作组件转动阀芯，对带压开关旋塞阀进行开关操作，在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的压力过大且需要关闭时，使用操作组件转动阀芯，阀芯连通其内外的液体而进行转动，阀芯转动至关闭状态实现阻流；

S3、在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的两端压差过大且需要打开时，使用工具通过针孔插入并卡住阀针，通过旋转工具将阀针退出一段距离并卡在安全卡箍内侧，此时旁路打开且连通阀芯两侧的液体，平衡压力后将阀芯转动至打开状态实现流通。

本发明具有井口控压的优点，包括以下：

1、球芯上设计有一个通孔17，在球芯处在打开位置时连通球芯内外液体，轻松实现带压关闭旋塞阀的操作。

2、阀针20的结构一端为带螺纹的内六角大头，用以连接在阀体1，且承受井口高压差时的压力；中部设计有阀针密封圈21起到密封旁路的作用；另一端为圆锥形结构，与阀体1 上的内孔处的圆弧形成了金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，保证了密封的可靠性和安全性，既可以封液体又可以封气体。

3、阀体1、螺堵18和阀针20共同形成了密封旁路，而且注满了润滑脂19，避免通道堵塞。

4、阀针密封圈21一直在安装孔内起到密封作用，安全卡箍螺钉22连接并捆绑在阀体1，限制阀针20退出的行程，从而保证了操作的安全性。

第二实施例

请参照图6，本实施例提供一种带压开关旋塞阀，其包括阀体1、阀针20、阀芯5、螺堵 18、安全卡箍和操作组件，安全卡箍包括第一半环箍体23、第二半环箍体23、螺钉22和限位沉台24，操作组件为驱动阀芯5转动的部件；该装置是在现有柱塞阀的基础上设计一个旁路，而且此旁路不得影响管柱的拆装和正常工作，并通过一种针形截止阀进行旁路的“开”和“关”，用以打通或者关闭阀芯5上腔和下腔的压强，从而实现阀芯5的上下腔的压力平衡，轻松实现旋塞阀的带压开和带压关，特别适用于管柱内压大于等于21MPa，最高达到70MPa，需要带压开关的场合，这样方便了钻井、压井等的施工，增强了井上处理事故的安全性和能力。

第二实施例和第一实施例部分相同，不同之处在于将球芯改为圆柱体状的柱塞。

阀体1两端从内部相通，阀体1的内部设置有阀芯5，该阀芯5为柱塞，柱塞通过柱塞杆旋转将阀体1内的液体通道进行开关，柱塞的直径大于阀体1内部的直径大小，该柱塞内部设置有连通其两侧的通道，流体通过柱塞的通道进行流通。

阀体1设置有螺堵18，阀体1、螺堵18、阀针20和凿孔共同形成了密封旁路，而且注满了润滑液体，该润滑液体为润滑脂19，避免通道堵塞，使用工具设置旁路时在阀体1表面留下通路口，螺堵18将通路口密封，旁路由三段组成，使用工具从通路口往阀体1的内部凿孔完成，该段为长条线段状，该段的两端分别延伸至球阀的关闭液体流动的两侧，通过工具从阀体1的外壁向内壁凿孔设置阀针20安装的安装孔，该安装孔连通阀体1的内侧和外侧，该安装孔为旁路的另外两段，其将井眼中部的液体对外连通，阀针20具有第一端和第二端，阀针20的第一端设置为圆锥体状，该圆锥的直径大于安装孔的直径，按压阀针20的第一端将安装孔密封，其中阀针20的第一端与阀体1上的安装孔处的圆弧形成了金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，保证了密封的可靠性和安全性，既可以封液体又可以封气体；阀针20的第二端为侧边带螺纹的内六角大头，其用以将阀针20连接在阀体1，安装孔内置螺纹，阀针20的第二端通过螺纹旋转卡入安装孔内，该设置使得阀针20承受钻井操作中的高压；阀针20的第一端中部向内凹设有放置阀针密封圈21的密封槽，阀针密封圈21卡入该密封槽内并起到密封旁路的作用，阀针密封圈21将阀针20与阀体1之间的间隙密封。

请参照图7，阀芯5为柱塞，柱塞内设置有连通柱塞两侧的通道，流体通过柱塞的通道从柱塞的一侧至另一侧流动，旋转柱塞，轻松实现带压关闭旋塞阀的操作，阀体1内设置有用于流通的旁路，旁路具有两个出口端且连通阀芯5两侧，阀针20安装于阀体1，阀针20的第一端卡入旁路，阀针20的第二端用于操作卡紧旁路，通过阀针20卡紧旁路且阻隔液体流通，旁路内设置有润滑液体，阀芯5位于阀体1内，操作组件的一端连接至阀芯5且另一端连接至阀体1外；阀针20的第一端设置为圆锥形，阀针20的第二端端面向内凹设有大头内六角，阀针20的第二端侧面设置有螺纹，通过顶压的方式将阀针20的第一端卡紧并阻隔旁路，阀针20的第一端的直径大于旁路的截面大小，同时通过旋转的方式将阀针20的第一端卡紧并阻隔旁路，阀针20的第二端具有供工具旋转卡紧的卡位纹，阀针20进行密封时设置有阀针密封圈21，阀针密封圈21设置于阀针20的第二端外侧，阀针密封圈21将旁路和阀针20之间的间隙密封。

操作组件设有1个，操作组件包括十字节12、操作键13、操作键套14、操作键密封圈15和操作键套密封圈16，十字节12的一面朝向阀芯5，操作键13的一端将十字节12卡在操作组件的一端，操作键套14位于操作键13外，操作键套14呈环状且将操作键13的一端包裹，操作键13与操作键套14之间设置有操作键密封圈15，其密封操作键13与操作键套 14之间的缝隙，操作键套14与阀体1之间具有缝隙，操作键套密封圈16将其密封，操作组件用于将阀芯20转动。十字节12、操作键13、操作键套14三者组合装在阀体1上，旋转球形的阀芯5，旋转搬动操作键带动十字节12，十字节12再带动阀芯5旋转90度或者反向旋回原位，操作键13可在操作键套14中旋转，操作键套14装在阀体1设置的侧孔，十字节 12的两侧分别连接操作键13和阀芯5，通过上下键和键槽传递扭矩，实现阀芯5的开和关。

安全卡箍包括第一半环箍体23、第二半环箍体23、螺钉22和限位沉台24，安全卡箍呈环状，其包括第一半环箍体23和第二半环箍体23，第一半环箍体23和第二半环箍体23分别呈半环状且相互咬合组成环状，第一半环箍体23和第二半环箍体23分别设置有相互咬合的固定孔，固定孔位于第一半环箍体23和第二半环箍体23的两端，第一半环箍体23和第二半环箍体23通过锁紧件相互固定在阀体1外，该实施例的锁紧件为螺钉22，螺钉22通过固定孔将第一半环箍体23和第二半环箍体23相互固定锁紧，安全卡箍设置用于卡住阀针20倒退的针孔，针孔设置于第一半环箍体23，针孔连通安全卡箍内侧面和外侧面，针孔的大小小于阀针20的第二端的截面大小，针孔用于使用工具插入其中并连接至阀针20的第二端，工具卡入阀针20的第二端的内六角大头，通过旋转的方式将阀针20旋入或旋出，限位沉台24 设置于针孔的一端，其位于第一半环箍体23的内侧，限位沉台24用于将阀针20卡住，在阀针20倒退的过程中防止阀针20退出安全卡箍。

使用时，带压开关时旁路中的压强和管柱水眼中的压强是一样高的，为了保证在带压开关作业过程中打开阀针20连通旁路时的安全性，打开阀针20螺纹不能退得太多，且阀针密封圈21一直在孔内起到密封作用，因此设计有一个半环式的安全卡箍结构，通过螺钉22连接并捆绑在阀体1上，箍体23上设有限位沉台24，限制阀针20退出的行程，从而保证了操作的安全性。

带压开关旋塞阀的使用方法，使用上述的带压开关旋塞阀，使用方法包括以下步骤：

S1、向旁路中注入润滑脂19，再将阀针20安装在阀体1上，通过卡入旁路且密封旁路，阀针20与阀体1之间为金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，使用安全卡箍将阀针20 限制在安全卡箍的环内，针孔对准阀针20；

S2、通过操作阀芯5对带压开关旋塞阀进行开关操作，在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的两端压差过大且需要关闭时，使用操作组件打开液体流通通路并连通阀体1内外的液体，将阀芯5转动至关闭状态；

S3、在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的两端压差过大且需要打开时，使用工具通过针孔插入并卡住阀针20，通过旋转工具将阀针20退出一段距离并卡在安全卡箍位置，此时旁路打开连通阀芯5两侧的液体，平衡压力后将阀芯5转动至打开状态。

本发明具有井口控压的优点，包括以下：

1、柱塞内连通其两侧的通道，在柱塞处在打开位置时连通球芯内外液体，轻松实现带压关闭柱塞阀的操作。

2、阀针20的结构一端为带螺纹的内六角大头，用以连接在阀体1，且承受井口高压差时的压力；中部设计有阀针密封圈21起到密封旁路的作用；另一端为圆锥形结构，与阀体1 上的内孔处的圆弧形成了金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，保证了密封的可靠性和安全性，既可以封液体又可以封气体。

3、阀体1、螺堵18和阀针20共同形成了密封旁路，而且注满了润滑脂19，避免通道堵塞。

4、阀针密封圈21一直在安装孔内起到密封作用，安全卡箍螺钉22连接并捆绑在阀体1，限制阀针20退出的行程，从而保证了操作的安全性。

综上所述，本发明通过在阀体上设置旁路，将阀芯两端的液体进行疏通，平衡压力差，同时通过阀针对旁路进行密封，使用时旋转拧开阀针即可打开旁路，通过安全卡箍将阀针的退出过程进行限制，起到安全实施的效果，从而在高压的状态将旁路进行有效的开关，能够平衡球芯的上下腔的压力，轻松实现开关阀的带压开和带压关，特别适用于需要带压开关的场合，这样方便了钻井、压井等的施工，增强了井上处理事故的安全性和能力。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带压开关旋塞阀，其特征在于，包括：阀体、阀芯组合、阀针和用于转动阀芯的操作组件，所述阀体内设置有用于流通的旁路，所述旁路具有两个出口端且连通所述阀芯两侧的流体，所述阀针安装于所述阀体，所述阀针的第一端卡入所述旁路，所述阀针的第二端用于操作卡紧所述旁路，所述阀针通过卡入所述旁路进行密封且阻隔所述旁路内的液体流通，所述旁路内设置有润滑液体，所述阀芯位于所述阀体内，所述操作组件的一端连接至所述阀芯且另一端连接至所述阀体外。

2.根据权利要求1所述的带压开关旋塞阀，其特征在于，所述带压开关旋塞阀还包括安装于阀体内的下球座、波簧、上球座、上拼环、下拼环、连接上拼环顶部的支撑圈和位于支撑圈顶部的孔用弹性挡圈，所述下球座连接至所述阀芯底部，所述上球座连接至所述阀芯顶部，所述波簧安装于下球座底部；所述操作组件设置有一个或位置相对的两个，所述操作组件包括操作键、位于操作键外的操作键套和连接操作键的十字节。

3.根据权利要求1所述的带压开关旋塞阀，其特征在于，通过顶压的方式将所述阀针的第一端卡紧并阻隔所述旁路，所述阀针的第一端的宽度或直径大于所述旁路的截面；或通过旋转的方式将所述阀针的第一端卡紧并阻隔所述旁路，所述阀针的第二端具有供工具旋转卡紧的卡位纹。

4.根据权利要求1所述的带压开关旋塞阀，其特征在于，所述带压开关旋塞阀还包括环状的安全卡箍，所述安全卡箍设有用于插入工具卡住阀针倒退的针孔，所述针孔连通所述安全卡箍内侧面和外侧面，所述针孔的大小小于所述阀针的第二端的截面大小；所述安全卡箍的内侧还设有限制阀针退出的限位沉台。

5.根据权利要求4所述的带压开关旋塞阀，其特征在于，所述安全卡箍包括第一半环箍体和第二半环箍体，所述第一半环箍体和所述第二半环箍体通过锁紧件相互固定在所述阀体外，所述针孔设置于第一半环箍体。

6.根据权利要求1所述的带压开关旋塞阀，其特征在于，所述阀芯为球芯，球芯设置有通孔，所述通孔在球阀打开所述阀体两端时连通球芯内外液体。

7.根据权利要求1所述的带压开关旋塞阀，其特征在于，所述带压开关旋塞阀还包括阀针密封圈，所述阀针密封圈设置于所述阀针的第二端外侧，所述阀针密封圈将所述旁路和所述阀针之间的间隙密封。

8.一种带压开关旋塞阀的使用方法，其特征在于，使用权利要求4所述的带压开关旋塞阀，使用方法包括以下步骤：

S1、向旁路中注入润滑脂，再将阀针安装在阀体上，通过卡入阀针密封旁路，阀针与阀体之间为金属密封，起到密封钻具水眼压力的作用，使用安全卡箍将阀针限制在安全卡箍的环内，针孔对准阀针；

S2、通过操作组件转动阀芯，对带压开关旋塞阀进行开关操作，在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的压力过大且需要关闭时，使用操作组件转动阀芯，阀芯连通其内外的液体而进行转动，阀芯转动至关闭状态实现阻流；

S3、在带压开关作业过程中，当带压开关旋塞阀的两端压差过大且需要打开时，使用工具通过针孔插入并卡住阀针，通过旋转工具将阀针退出一段距离并卡在安全卡箍内侧，此时旁路打开且连通阀芯两侧的液体，平衡压力后将阀芯转动至打开状态实现流通。

9.根据权利要求8所述的带压开关旋塞阀的使用方法，其特征在于，所述带压开关旋塞阀还包括螺堵，使用工具设置所述旁路时在所述阀体表面留下通路口，所述螺堵将通路口密封。

10.根据权利要求8所述的带压开关旋塞阀的使用方法，其特征在于，所述带压开关旋塞阀为用于高压的带双操作键的旋塞阀和钻杆旋塞阀、顶驱旋塞阀、钻杆安全阀或油管旋塞阀。