CN113431523B - 一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻采设备领域，且公开了一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，包括阀管、旋转阀球，旋转阀球的中部开设有通孔，所述阀管的内腔设有上下排列的上阀座和下阀座，旋转阀球设于上阀座和下阀座之间，所述上阀座和下阀座的两侧均开设有一组竖槽，所述阀管的两侧均固定连接有平衡管，且两个平衡管内腔的中部均活动套装有中间活塞。通过旋转阀球上下两侧定位套管、环形腔配合阀管两侧平衡管的结构联动设计，在控制旋转阀球旋转进行开启或关闭方钻杆旋塞阀过程中，抵消大部分旋转阀球上下两侧存在的较大压差值，从而便于控制旋转阀球的开启，有效的避免了因旋转阀球受到井下的压力，导致开启困难，影响后续施工作业效率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采设备领域，具体为一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀。
背景技术
方钻杆旋塞阀是一种常用的钻具防喷装置，专用于钻采钻具内，主要用于石油、天然气钻井与修井作业时控制井涌、井喷等问题，现有的方钻杆旋塞阀主要有阀球、阀座组成，通过控制阀球旋转，来打开或关闭旋塞阀。
然而，现有的方钻杆旋塞阀在使用时，由于旋转阀球受到井下的压力，导致开启困难，影响后续施工作业效率的问题，并且再大压力作用下开启或控制阀球旋转时，增加了阀球与阀座之间的摩擦损耗，导致方钻杆旋塞阀的使用寿命降低，同时在旋塞阀开启过程中，容易因旋转阀球中部通孔与阀座之间的堵塞物卡住导致无法顺利关闭的问题，影响方钻杆旋塞阀的应急使用性能，为此，提供一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀。
发明内容
本发明提供了一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，具备便于开启或关闭、使用寿命高以及应急使用性能高的优点，解决了背景技术中提到的技术问题。
为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，包括阀管、旋转阀球，旋转阀球的中部开设有通孔，所述阀管的内腔设有上下排列的上阀座和下阀座，旋转阀球设于上阀座和下阀座之间，所述上阀座和下阀座的两侧均开设有一组竖槽，所述阀管的两侧均固定连接有平衡管，且两个平衡管内腔的中部均活动套装有中间活塞，一个所述中间活塞的顶部和另一个中间活塞的底部均固定连接有被动补偿管，一个所述中间活塞的底部和另一个中间活塞顶部均固定连接有主动补偿管，一个中间活塞的底部和另一个中间活塞的顶部均设有第一导管，且两个第一导管分别接通阀管内旋转阀球的下方内腔和上方内腔，一个中间活塞的顶部和另一个中间活塞的底部均设有第二导管，且两个第二导管分别接通上阀座和下阀座处的竖槽，所述第二导管上设有单向进气管。
可选的，所述阀管内设有阀管内固定套装有位于上阀座上方和下阀座下方的定位套管，且两个定位套管的一端的外侧分别与上阀座、下阀座活动套接，两个定位套管的一端还分别与旋转阀球活动贴合，两个定位套管的另一端与上阀座的顶部和下阀座的底部之间预留有环形腔，所述主动补偿管的内径大于被动补偿管的内径。
可选的，所述竖槽的每组数量为三个，且每组竖槽中外侧的两个始终与旋转阀球中部的通孔保持不相通的状态，而中部的竖槽与旋转阀球中部的通孔相接通，且竖槽与环形腔相通。
可选的，所述阀管内固定套装有两个限位环套，两个限位环套分别固定安装两个定位套管的上方和下方，限位环套的内侧开设有中间内槽，且限位环套的中部固定套装有位于中间内槽外侧的过滤网。
本发明提供了一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，具备以下有益效果：
1、该石油开采施工用方钻杆旋塞阀，通过旋转阀球上下两侧定位套管、环形腔配合阀管两侧平衡管的结构联动设计，在控制旋转阀球旋转进行开启或关闭方钻杆旋塞阀过程中，抵消大部分旋转阀球上下两侧存在的较大压差值，从而便于控制旋转阀球的开启，有效的避免了因旋转阀球受到井下的压力，导致开启困难，影响后续施工作业效率的问题，且通过抵消大部分井下的向上压力，从而减轻了旋转阀球开启旋转过程中的摩擦损耗，进而提高了旋转阀球的使用寿命。
2、该石油开采施工用方钻杆旋塞阀，通过在控制旋转阀球旋转进行关闭方钻杆旋塞阀过程中，通过单向进气管的一端向接通旋转阀球的中部通孔进行高压注水，利用高压水柱冲散堵在旋转阀球通孔与定位套管贴合处的堵塞物，从而便于旋转阀球的顺利关闭，有效的避免了现有方钻杆旋塞阀在紧急情况需要关闭时，容易因旋转阀球中部通孔与阀座之间的堵塞物卡住导致无法顺利关闭的问题，进而保障了方钻杆旋塞阀的应急使用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1结构定位套管的俯视示意图。
图中：1、阀管；2、上阀座；3、下阀座；4、定位套管；5、环形腔；6、竖槽；7、旋转阀球；8、限位环套；9、中间内槽；10、过滤网；11、第一导管；12、平衡管；121、中间活塞；122、主动补偿管；123、被动补偿管；13、第二导管；131、单向进气管。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-2，一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，包括阀管1，阀管1内腔的中部固定套装有上阀座2和下阀座3，且上阀座2位于下阀座3的上方，上阀座2之间设有可控制旋转的旋转阀球7，旋转阀球7的中部开设有通孔，阀管1内固定套装有位于上阀座2上方和下阀座3下方的定位套管4，且两个定位套管4的一端的外侧分别与上阀座2、下阀座3活动套接，两个定位套管4的一端还分别与旋转阀球7活动贴合，两个定位套管4的另一端与上阀座2的顶部和下阀座3的底部之间预留有环形腔5，上阀座2和下阀座3的两侧均开设有一组竖槽6，每组竖槽6的数量为三个，且每组竖槽6中外侧的两个始终与旋转阀球7中部的通孔保持不相通的状态，而中部的竖槽6与旋转阀球7中部的通孔相接通，且竖槽6接通环形腔5，阀管1内固定套装有两个限位环套8，两个限位环套8分别固定安装两个定位套管4的上方和下方，限位环套8的内侧开设有中间内槽9，且限位环套8的中部固定套装有位于中间内槽9外侧的过滤网10，阀管1的两侧均固定连接有平衡管12，平衡管12内腔的中部活动套装有中间活塞121，中间活塞121的顶部和底部分别固定连接有被动补偿管123和主动补偿管122，且主动补偿管122的内径小于主动补偿管122的内径，一个平衡管12的底部固定套接有第一导管11，该第一导管11的一端与主动补偿管122的内腔相接通，且该第一导管11的另一端与中间内槽9的内腔相接通，该平衡管12顶端的中部固定套装有第二导管13，第二导管13的一端与被动补偿管123的内腔相接通，且第二导管13的另一端与上阀座2上方的环形腔5相接通，第二导管13上设有单向进气管131。
阀管1另一侧上阀座2内201的顶部固定连接有主动补偿管122，且该上阀座2底部固定套接有接通主动补偿管122和下阀座3下方环形腔5的第二导管13，该201的底部固定连接有被动补偿管123，且该上阀座2的顶部固定套接有接通主动补偿管122和上阀座2上方中间内槽9内腔的第一导管11。
在需要控制旋转阀球7旋转进行开启或关闭方钻杆旋塞阀过程中，当阀管1下方井内压力较高时，通过第一导管11接通中间内槽9和主动补偿管122的内腔，来自井下的气体或液体压力使得中间活塞121上移压缩被动补偿管123，此时中间内槽9外侧的过滤网10进行过滤，防止杂质堵塞第一导管11，被动补偿管123、第二导管13、上阀座2上方环形腔5和竖槽6内气压随之增大，对旋转阀球7有向下的压力，利用主动补偿管122的内径大于被动补偿管123的内径，从而抵消大部分来自井下对旋转阀球7向上的压力，从而便于控制旋转阀球7的开启，同理，当阀管1下方井内压力较低时，出现欠压状况时，即旋转阀球7上方压力较大时，均能有效的避免了因旋转阀球7受到井下的压力，导致开启困难，影响后续施工作业效率的问题，且通过抵消大部分井下的向上压力，从而减轻了旋转阀球7开启旋转过程中的摩擦损耗，进而提高了旋转阀球7的使用寿命。
在控制旋转阀球7旋转进行关闭方钻杆旋塞阀过程中，若旋转阀球7中部通孔外侧与定位套管4内侧之间被流体中的杂质阻挡，导致无法正常关闭时，通过单向进气管131的一端进行高压注水，高压水经竖槽6进入旋转阀球7中部的通孔中，且进入旋转阀球7内的高压水柱与旋转阀球7通孔内壁保持倾斜角度注入，从而利用高压水柱冲散堵在旋转阀球7通孔与定位套管4贴合处的堵塞物，从而便于旋转阀球7的顺利关闭，有效的避免了现有方钻杆旋塞阀在紧急情况需要关闭时，容易因旋转阀球7中部通孔与阀座之间的堵塞物卡住导致无法顺利关闭的问题，进而保障了方钻杆旋塞阀的应急使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，包括阀管（1）、旋转阀球（7），旋转阀球（7）的中部开设有通孔，其特征在于：所述阀管（1）的内腔设有上下排列的上阀座（2）和下阀座（3），旋转阀球（7）设于上阀座（2）和下阀座（3）之间，所述上阀座（2）和下阀座（3）的两侧均开设有一组竖槽（6），所述阀管（1）的两侧均固定连接有平衡管（12），且两个平衡管（12）内腔的中部均活动套装有中间活塞（121），一个所述中间活塞（121）的顶部和另一个中间活塞（121）的底部均固定连接有被动补偿管（123），一个所述中间活塞（121）的底部和另一个中间活塞（121）顶部均固定连接有主动补偿管（122），一个中间活塞（121）的底部和另一个中间活塞（121）的顶部均设有第一导管（11），且两个第一导管（11）分别接通阀管（1）内旋转阀球（7）的下方内腔和上方内腔，一个中间活塞（121）的顶部和另一个中间活塞（121）的底部均设有第二导管（13），且两个第二导管（13）分别接通上阀座（2）和下阀座（3）处的竖槽（6），所述第二导管（13）上设有单向进气管（131），所述阀管（1）内设有阀管（1）内固定套装有位于上阀座（2）上方和下阀座（3）下方的定位套管（4），且两个定位套管（4）的一端的外侧分别与上阀座（2）、下阀座（3）活动套接，两个定位套管（4）的一端还分别与旋转阀球（7）活动贴合，两个定位套管（4）的另一端与上阀座（2）的顶部和下阀座（3）的底部之间预留有环形腔（5），所述主动补偿管（122）的内径大于被动补偿管（123）的内径，所述竖槽（6）的每组数量为三个，且每组竖槽（6）中外侧的两个始终与旋转阀球（7）中部的通孔保持不相通的状态，而中部的竖槽（6）与旋转阀球（7）中部的通孔相接通，且竖槽（6）与环形腔（5）相通。
2.根据权利要求1所述的一种石油开采施工用方钻杆旋塞阀，其特征在于：所述阀管（1）内固定套装有两个限位环套（8），两个限位环套（8）分别固定安装两个定位套管（4）的上方和下方，限位环套（8）的内侧开设有中间内槽（9），且限位环套（8）的中部固定套装有位于中间内槽（9）外侧的过滤网（10）。
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