CN110725665A - 一种防砂固定节流阀 - Google Patents

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CN110725665A CN201911051864.5A CN201911051864A CN110725665A CN 110725665 A CN110725665 A CN 110725665A CN 201911051864 A CN201911051864 A CN 201911051864A CN 110725665 A CN110725665 A CN 110725665A
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陈碧辉
陈永亮
陈伟
万仁军
肖峙舟
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Abstract

本发明公开了一种防砂固定节流阀，包括节流组件、防砂组件和锁紧组件，其中节流组件包括阀体和节流油嘴，所述节流油嘴设置于所述阀体内；防砂组件包括内管、外管和固定件，所述外管套设于所述内管外侧，所述内管和外管通过固定件连接，所述防砂组件设置于所述阀体内与所述节流油嘴连接；锁紧组件包括由壬堵头、由壬螺母和泄压阀，所述由壬堵头部分设置于所述阀体内与所述内管连接，所述由壬螺母套设于所述由壬堵头外侧并与所述阀体连接，所述泄压阀设置所述由壬堵头端部。

Description

一种防砂固定节流阀
技术领域
本发明涉及节流阀技术领域，尤其是一种防砂固定节流阀。
背景技术
节流阀是一种通过改变阀内流体过流孔截面积大小来改变管线流体流量的阀，作为一种关键设备，广泛应用于石油、天然气钻采行业的采油树上，其工作环境极其恶劣，并要求在高压、强腐蚀、强冲蚀环境下，准确可靠地实现不同程度的节流要求。
目前常规的固定式节流阀只具备节流功能，如流体中含砂，极易将节流阀中的油嘴本体冲刷损坏，无法起到节流作用。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的技术问题是流体中的砂在高压情况下，如不被过滤极易将油嘴本体冲刷损坏的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种防砂固定节流阀，包括，节流组件，包括阀体和节流油嘴，所述节流油嘴设置于所述阀体内；防砂组件，包括内管、外管和固定件，所述外管套设于所述内管外侧，所述内管和外管通过固定件连接，所述防砂组件设置于所述阀体内与所述节流油嘴连接；锁紧组件，包括由壬堵头、由壬螺母和泄压阀，所述由壬堵头部分设置于所述阀体内与所述内管连接，所述由壬螺母套设于所述由壬堵头外侧并与所述阀体连接，所述泄压阀设置所述由壬堵头端部。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述阀体包括进油孔、出油孔、安装孔和储沙槽，所述进油孔垂直于所述储沙槽并与其相通，所述出油孔、安装孔和储沙槽同轴心并相通；所述节流油嘴设置于所述出油孔处，所述防砂组件设置于所述储沙槽处。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述内管上设置有第一竖槽，所述外管上设置有第二竖槽，所述第一竖槽与所述第二竖槽错开一定角度；所述内管和外管之间留有缝隙。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述固定件包括弹性圆柱销、扶正圈和O型圈，所述弹性圆柱销径向设置于所述内管和外管内连接两者，所述扶正圈设置于所述内管和外管之间，所述O型圈设置于外管外侧与所述阀体的内孔壁之间。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述出油孔为阶梯孔，所述节流油嘴外侧为与所述出油孔配合的阶梯轴。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述由壬堵头包括连接轴和第一凸台，所述阀体位于安装孔处设置有第二凸台，所述连接轴设置于所述安装孔内，所述第一凸台与所述第二凸台对接。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述由壬螺母上设置有沉孔和内螺纹，所述第二凸台上设置有外螺纹，所述第一凸台设置于所述沉孔内，所述内螺纹和所述外螺纹配合连接。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述由壬堵头端部还设置有内槽，所述内管端部还设置有凸轴，所述凸轴设置于所述内槽内，所述由壬堵头和所述内管连接处还设置有弹簧垫片。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述内管端部内还设置有第一泄压孔，所述由壬堵头内侧还设置有第二泄压孔，所述第一泄压孔和第二泄压孔同轴心。
作为本发明所述防砂固定节流阀的一种优选方案，其中：所述由壬堵头端部还设置有固定槽，所述固定槽与所述第二泄压孔相通，所述泄压阀设置于所述固定槽内。
本发明的有益效果：本防砂固定式节流阀具有普通固定式节流阀的通用性能，也能在含砂压裂作业后的生产采油(气)过程中使用，可有效过滤砂粒，防止砂粒直接冲刷节流油嘴，有效延长油嘴的使用寿命等特点。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明提供的一种实施例所述的防砂固定节流阀的整体剖面结构示意图；
图2为本发明提供的一种实施例所述的防砂固定节流阀的阀体内腔结构示意图；
图3为本发明提供的一种实施例所述的防砂固定节流阀中防砂组件的剖面结构示意图；
图4为本发明提供的一种实施例所述的防砂固定节流阀图3中A-A的截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1～4，本发明提供了一种防砂固定节流阀，包括节流组件100、防砂组件200和锁紧组件300，其中节流组件100包括阀体101和节流油嘴102，节流油嘴102设置于阀体内；防砂组件200包括内管201、外管202和固定件 203，外管202套设于内管201外侧，内管201和外管202通过固定件203连接，防砂组件200设置于阀体101内与节流油嘴102连接；锁紧组件300包括由壬堵头301、由壬螺母302和泄压阀303，由壬堵头301部分设置于阀体101内与内管201连接，由壬螺母302套设于由壬堵头301外侧并与阀体101连接，泄压阀303设置由壬堵头301端部。
在本实施例中，阀体101为该节流阀主体即承载部件，阀体101连接通油 (气)路的管道，带有砂粒的油或气在高压下通过进油(气)管进入阀体101 后经防砂组件200将砂粒过滤，过滤后的油或气经节流油嘴102节流后从经出油(气)管输出使用。
该节流阀可同时解决两个问题：第一是流体中的砂在高压情况下，若不经过滤直接从节流油嘴102中通过，极易将节流油嘴102本体冲刷损坏，防砂组件200可以将流体中的砂在节流阀上游过滤掉，到达节流阀节流油嘴102流体大部分只有液体或气体，对节流油嘴102的冲刷大大减弱，延长了油嘴的使用寿命，降低了更换油嘴的频率，提高了生产效率；第二为防砂组件200流体面积小于上游流体面积，可以起到一定的节流作用，降低了油嘴上游与下游的压力差，减少了流体对油嘴本体的冲刷。
具体的，固定件203用于对内管201和外管202的配合连接进行固定，使其结构稳定，防砂组件200依靠内管201和外管202的配合作用将砂粒过滤，节流油嘴102设置于出油管处，其一端与防砂组件200对接；锁紧组件300用于将防砂组件200及节流油嘴102固定于阀体101内并进行密封，使流体在阀体内具有唯一通路；具体的，由壬堵头301部分设置于阀体101内与内管201 连接，并进行密封，由壬螺母302将由壬堵头301与阀体101固定锁紧，同时也是阀体101内部各部件位置固定；泄压阀303用于方便对防砂组件200拆卸进行清砂操作，节流阀在使用过程中，内部为密封，且进油端以高压输入，节流阀内部空间呈高压状态，直接对由壬螺母302等进行拆卸存在难度，故设置泄压阀303，在拆卸前先开启泄压阀303使节流阀内部压力降低，再进行拆卸工作。
实施例2
参照图1～4，本实施例与上一实施例的不同之处在于，阀体101包括进油孔101a、出油孔101b、安装孔101c和储沙槽101d，进油孔101a垂直于储沙槽 101d并与其相通，出油孔101b、安装孔101c和储沙槽101d同轴心并相通；节流油嘴102设置于出油孔101b处，防砂组件200设置于储沙槽101d处；出油孔101b为阶梯孔，节流油嘴102外侧为与出油孔101b配合的阶梯轴。
内管201上设置有第一竖槽201a，外管202上设置有第二竖槽202a，第一竖槽201a与第二竖槽202a错开一定角度；内管201和外管202之间留有缝隙 204。固定件203包括弹性圆柱销203a、扶正圈203b和O型圈203c，弹性圆柱销203a径向设置于内管201和外管202内连接两者，扶正圈203b设置于内管 201和外管202之间，O型圈203c设置于外管202外侧与阀体101的内孔壁之间；阀体101的内孔壁具体为安装孔101c和出油孔101b的孔壁。
具体的，扶正圈203b为方形圈，设置于内管201和外管202两端部连接处，主要功能是固定内管201和外管202，让两者不直接接触，以保持缝隙204的稳定，并防止在高速流体经过时产生噪音；O型圈203c设置于外管202与安装孔101c内壁连接处以及外管202与出油孔101b的内壁连接处，主要功能是密封节流阀入口的流体，使流体只能从内管201和外管202的间隙中流过，达到滤砂的效果；内管201和外管202的开槽相互错开，流体只能从两者的间隙中通过，达到滤砂的效果；弹性圆柱销203a的主要功能是固定内管201和外管 202，防止两者相互窜动，以发生第一竖槽201a与第二竖槽202a有重合部分，导致砂粒直接经过第一竖槽201a与第二竖槽202a进入内管201内部流入节流油嘴102，从而达不到滤砂效果的现象。
在以上结构作用下，储沙槽101d上端有外管202与安装孔101c内壁连接及O型圈203c进行密封，下端有外管202与出油孔101b的内壁连接进行密封，在进油管输送流体从进油孔101a进入储沙槽101d后，流体只能通过第二竖槽 202a进入缝隙204，再经过第一竖槽201a流入内管201内部通向节流油嘴102，砂粒在此路径上将在进入缝隙204前被过滤在外管202外侧，处于储沙槽101d 内；节流油嘴102以阶梯式设置于出油孔101b内，其轴外径从上至下依次减小，可保证其仅上方一侧被限位节流油嘴102整体及被限制无法运动，节流油嘴102与出油孔101b连接处还设置有密封填料和密封圈，以保证出油孔101b 一端的密封性。
防砂组件200的安装步骤为，将扶正圈203b安装到内管201外凹槽中，将两个O型圈203c安装到外管202外凹槽内，然后将外管202整体套到内管201 外圆上，保证内管201与外管202上的槽错开一定角度，配钻内管201上一定尺寸定位孔，安装弹性圆柱销203a。
实施例3
参照图1～4，本实施例与上一实施例的不同之处在于，由壬堵头301包括连接轴301a和第一凸台301b，阀体101位于安装孔101c处设置有第二凸台 101e，连接轴301a设置于安装孔101c内，第一凸台301b与第二凸台101e对接。由壬螺母302上设置有沉孔302a和内螺纹302b，第二凸台101e上设置有外螺纹101e-1，第一凸台301b设置于沉孔302a内，内螺纹302b和外螺纹101e-1配合连接；由壬堵头301端部还设置有内槽301c，内管201端部还设置有凸轴 201b，凸轴201b设置于内槽301c内，由壬堵头301和内管201连接处还设置有弹簧垫片201c。
在本实施例中，内管201通过凸轴201b与内槽301c的螺纹配合与由壬堵头301嵌入式连接；由壬堵头301端部与安装孔101c连接处还设置有密封填料，上方还设置有密封圈，以保证安装孔101c一端的密封性；由壬堵头301嵌于由壬螺母302内，由壬螺母302通过与第二凸台101e螺纹连接，将由壬堵头301 锁紧固定于安装孔101c处。
由壬堵头301的安装过程为，将密封填料和密封圈安装到节流油嘴102上，用油嘴扳手将节流油嘴102安装到出油孔101b内，将密封填料和密封圈安装到由壬堵头301端部，在凸轴201b处设置弹簧垫片201c，将凸轴201b旋入内槽301c内连接；再将防砂组件200、弹簧垫片201c和由壬堵头301一起从安装孔101c装入阀体101内腔，将由壬螺母302套设于由壬堵头301上，通过内螺纹302b与外螺纹101e-1连接锁紧。
实施例4
参照图1～4，本实施例与上一实施例的不同之处在于，内管201端部内还设置有第一泄压孔201d，由壬堵头301内侧还设置有第二泄压孔301d，第一泄压孔201d和第二泄压孔301d同轴心；由壬堵头301端部还设置有固定槽301e，固定槽301c与第二泄压孔301d相通，泄压阀303设置于固定槽301e内。
在本实施例中，工作期间，阀体101内腔为高压状态，停止时内腔保压，在阀体101内外的压力差下直接对由壬螺母302拆卸较为困难，因此设置泄压阀303先对阀体内腔泄压；具体为拆卸时先将泄压阀303打开，内管201内部将通过第一泄压孔201d、第二泄压孔301d与外部空间相连，逐渐达到内外衙内平衡的状态，此时再旋动由壬螺母302进行拆卸工作，拆卸后可对阀体101 内过滤下的砂粒进行清除。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种防砂固定节流阀，其特征在于：包括，
节流组件(100)，包括阀体(101)和节流油嘴(102)，所述节流油嘴(102)设置于所述阀体内；
防砂组件(200)，包括内管(201)、外管(202)和固定件(203)，所述外管(202)套设于所述内管(201)外侧，所述内管(201)和外管(202)通过固定件(203)连接，所述防砂组件(200)设置于所述阀体(101)内与所述节流油嘴(102)连接；
锁紧组件(300)，包括由壬堵头(301)、由壬螺母(302)和泄压阀(303)，所述由壬堵头(301)部分设置于所述阀体(101)内与所述内管(201)连接，所述由壬螺母(302)套设于所述由壬堵头(301)外侧并与所述阀体(101)连接，所述泄压阀(303)设置所述由壬堵头(301)端部。
2.根据权利要求1所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述阀体(101)包括进油孔(101a)、出油孔(101b)、安装孔(101c)和储沙槽(101d)，所述进油孔(101a)垂直于所述储沙槽(101d)并与其相通，所述出油孔(101b)、安装孔(101c)和储沙槽(101d)同轴心并相通；
所述节流油嘴(102)设置于所述出油孔(101b)处，所述防砂组件(200)设置于所述储沙槽(101d)处。
3.根据权利要求1或2所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述内管(201)上设置有第一竖槽(201a)，所述外管(202)上设置有第二竖槽(202a)，所述第一竖槽(201a)与所述第二竖槽(202a)错开一定角度；
所述内管(201)和外管(202)之间留有缝隙(204)。
4.根据权利要求3所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述固定件(203)包括弹性圆柱销(203a)、扶正圈(203b)和O型圈(203c)，所述弹性圆柱销(203a)径向设置于所述内管(201)和外管(202)内连接两者，所述扶正圈(203b)设置于所述内管(201)和外管(202)之间，所述O型圈(203c)设置于外管(202)外侧与所述阀体(101)的内孔壁之间。
5.根据权利要求4所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述出油孔(101b)为阶梯孔，所述节流油嘴(102)外侧为与所述出油孔(101b)配合的阶梯轴。
6.根据权利要求5所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述由壬堵头(301)包括连接轴(301a)和第一凸台(301b)，所述阀体(101)位于安装孔(101c)处设置有第二凸台(101e)，所述连接轴(301a)设置于所述安装孔(101c)内，所述第一凸台(301b)与所述第二凸台(101e)对接。
7.根据权利要求4～6任一所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述由壬螺母(302)上设置有沉孔(302a)和内螺纹(302b)，所述第二凸台(101e)上设置有外螺纹(101e-1)，所述第一凸台(301b)设置于所述沉孔(302a)内，所述内螺纹(302b)和所述外螺纹(101e-1)配合连接。
8.根据权利要求7所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述由壬堵头(301)端部还设置有内槽(301c)，所述内管(201)端部还设置有凸轴(201b)，所述凸轴(201b)设置于所述内槽(301c)内，所述由壬堵头(301)和所述内管(201)连接处还设置有弹簧垫片(201c)。
9.根据权利要求8所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述内管(201)端部内还设置有第一泄压孔(201d)，所述由壬堵头(301)内侧还设置有第二泄压孔(301d)，所述第一泄压孔(201d)和第二泄压孔(301d)同轴心。
10.根据权利要求8或9所述的防砂固定节流阀，其特征在于：所述由壬堵头(301)端部还设置有固定槽(301e)，所述固定槽(301c)与所述第二泄压孔(301d)相通，所述泄压阀(303)设置于所述固定槽(301e)内。
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