CN114033325B - 一种自感井喷箭形止回阀 - Google Patents

一种自感井喷箭形止回阀 Download PDF

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Abstract

本发明属于石油内防喷领域,尤其是涉及一种自感井喷箭形止回阀,包括阀体,阀体内轴向设有贯穿的阀腔,阀腔的一端内设有用于井喷触发保险的感应机构,阀腔的中间位置设有用于开关阀的密封机构,密封机构包括固定在阀腔内壁上的密封座,密封座内设有开口朝向感应机构的通流槽,阀腔远离感应机构端设有由感应机构控制的用于开关通流槽的定位机构,通流槽的开口为喇叭状,密封活塞密封通流槽端也为喇叭状,且密封垫固定在密封活塞的倒八面上,可以减少泥浆对密封垫的摩擦冲刷,加快密封垫的磨损,楔面收缩杆可以在正常工作时,保障泥将可以正常排出,在发生将时,配合动力板快速将钻具密封,防止压力增大的泥浆与易燃气体喷出。

Description

一种自感井喷箭形止回阀
技术领域
本发明属于石油内防喷领域,尤其是涉及一种自感井喷箭形止回阀。
背景技术
箭形止回阀是油田钻井作业中泥浆可从阀内由上向下自由通过,
当遇到高压油气层向上顶压时,可带动箭形止回阀的阀瓣向上与阀座贴合密封,关闭钻具内通道,在紧急情况下应急抢装在钻具上,防止溢流、井涌或井喷等事故的发生,但是现有的箭形止回阀存在以下问题;
①现有的箭形止回阀的泄压孔过小,容易使阀内憋压,对工作人员造成危险;
②由于在紧急情况下抢装时需要快速将止回阀装在钻具上,且在安装前需要将箭形止回阀打开,现有的箭形止回阀都是螺纹打开,打开速度较慢;
③由于在下钻时泥浆对箭形止回阀存在压力,会使通流口造成一定的关闭,使泥浆对箭形止回阀的磨损较为严重,时间过程容易影响阀体的密封性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提出了一种可以在发生井喷时自动感应危险,且在正常下井时减小泥浆对箭形止回阀阀体摩擦的箭形止回阀。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种自感井喷箭形止回阀,包括阀体,所述阀体内轴向设有贯穿的阀腔,所述阀腔的一端内设有用于井喷触发保险的感应机构,所述阀腔的中间位置设有用于开关阀的密封机构,所述密封机构包括固定在所述阀腔内壁上的密封座,所述密封座内设有开口朝向感应机构的通流槽,所述阀腔远离所述感应机构端设有由所述感应机构控制的用于开关所述通流槽的定位机构。
优选的,所述密封机构包括所述密封座内绕所述通流槽环形均匀设有的八个通流孔,所述密封座的中心位置滑动设有密封活塞,所述密封活塞靠近所述通流槽侧的面可以与所述通流槽重合且密封所述通流槽,所述密封活塞靠近所述通流槽的面上固定设有密封垫,所述密封活塞通过活塞弹簧连接在所述通流槽的内壁上。
优选的,所述感应机构包括所述阀腔的内壁上转动设有的动力板,所述动力板上环形均匀设有八个水动力板,每个水动力板内都设有开口背离水流方向的气槽,每个所述气槽内都密封滑动设有压力板,每个所述压力板都通过两个压力弹簧连接在所述气槽的内壁上,所述动力板的轴向方向的中心位置设有总气管,每个水动力板上都设有连通所述总气管的支气管,每个所述支气管都通过若干个通气孔连通对应的气槽。
优选的,所述感应机构还包括所述阀体位于所述动力板的两端处设有的转动槽,所述动力板与所述阀腔内壁连接的两端都转动套设有密封环,每个所述转动槽的侧壁上都与所述动力板同轴转动设有绕线轮,所述绕线轮的内壁上设有棘轮,所述动力板的两端靠近所述绕线轮的棘轮处环形均匀设有八个开口朝向绕线轮的卡块滑槽,每个所述卡块滑槽内都滑动设有卡块,每个所述卡块都通过卡块弹簧连接在对应卡块滑槽的内壁上,每个所述卡块滑槽通过导气管连通所述总气管。
优选的,所述定位机构包括所述固定在所述阀腔内壁上关于所述密封活塞对称的两个伸缩杆壁,两个所述伸缩杆壁与所述动力板的两端对应,每个所述伸缩杆壁都设有开口朝向密封活塞的伸缩槽,每个所述伸缩槽内都滑动设有楔面收缩杆,每个所述楔面收缩杆的楔形面都抵在所述密封活塞的球形面上,每个所述楔面收缩杆都通过伸缩杆弹簧连接在对应伸缩槽的内壁上。
优选的,所述定位机构还包括所述阀体内与所述伸缩杆壁对应的转向槽,每个所述转向槽的内壁上都转动设有一个转向轮,所述阀体内与所述转动槽设有连通所述转动槽与所述转向槽的绳槽,每个所述楔面收缩杆都绕过转向轮穿过绳槽缠绕在对应的绕线轮上。
有益效果:通流槽的开口为喇叭状,密封活塞密封通流槽端也为喇叭状,且密封垫固定在密封活塞的倒八面上,可以减少泥浆对密封垫的摩擦冲刷,加快密封垫的磨损。
动力板可以在发生井喷时快速做出反应,将楔面收缩杆拉进伸缩槽内,使通流槽将通流槽密封。
楔面收缩杆可以在正常工作时,保障泥将可以正常排出,在发生将时,配合动力板快速将钻具密封,防止压力增大的泥浆与易燃气体喷出。
附图说明
图1为本发明外观示意图;
图2为本发明结构实施示意图;
图3为图2中A-A方向示意图;
图4为图2中B-B方向示意图;
图5为图2中C处放大示意图;
图6为图4中D处放大示意图;
图7为图5中E-E方向示意图。
图中,阀体10;阀腔11;伸缩杆壁12;伸缩杆弹簧13;楔面收缩杆14;密封活塞15;伸缩槽16;密封座18;通流孔19;转向槽20;转向轮21;钢丝绳22;绳槽23;活塞弹簧24;通流槽25;密封垫26;动力板27;通气孔28;压力板29;气槽30;压力弹簧31;支气管32;总气管33;密封环34;转动槽35;绕线轮36;卡块滑槽37;导气管38;卡块弹簧39;卡块40;感应机构90;密封机构91;定位机构92。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
结合图2,一种自感井喷箭形止回阀,包括阀体10,阀体10内轴向设有贯穿的阀腔11,阀腔11的一端内设有用于井喷触发保险的感应机构90,阀腔11的中间位置设有用于开关阀的密封机构91,密封机构91包括固定在阀腔11内壁上的密封座18,密封座18内设有开口朝向感应机构90的通流槽25,阀腔11远离感应机构90端设有由感应机构90控制的用于开关通流槽25的定位机构92。
进一步,结合图2,密封机构91包括密封座18内绕通流槽25环形均匀设有的八个通流孔19,密封座18的中心位置滑动设有密封活塞15,密封活塞15靠近通流槽25侧的面可以与通流槽25重合且密封通流槽25,密封活塞15靠近通流槽25的面上固定设有密封垫26,密封活塞15通过活塞弹簧24连接在通流槽25的内壁上。
进一步,结合图4,图6,感应机构90包括阀腔11的内壁上转动设有的动力板27,动力板27上环形均匀设有八个水动力板,每个水动力板内都设有开口背离水流方向的气槽30,每个气槽30内都密封滑动设有压力板29,每个压力板29都通过两个压力弹簧31连接在气槽30的内壁上,动力板27的轴向方向的中心位置设有总气管33,每个水动力板上都设有连通总气管33的支气管32,每个支气管32都通过若干个通气孔28连通对应的气槽30。
进一步,结合图5,图7,感应机构90还包括阀体10位于动力板27的两端处设有的转动槽35,动力板27与阀腔11内壁连接的两端都转动套设有密封环34,每个转动槽35的侧壁上都与动力板27同轴转动设有绕线轮36,绕线轮36的内壁上设有棘轮,动力板27的两端靠近绕线轮36的棘轮处环形均匀设有八个开口朝向绕线轮36的卡块滑槽37,每个卡块滑槽37内都滑动设有卡块40,每个卡块40都通过卡块弹簧39连接在对应卡块滑槽37的内壁上,每个卡块滑槽37通过导气管38连通总气管33。
进一步,结合图2,图3,定位机构92包括固定在阀腔11内壁上关于密封活塞15对称的两个伸缩杆壁12,两个伸缩杆壁12与动力板27的两端对应,每个伸缩杆壁12都设有开口朝向密封活塞15的伸缩槽16,每个伸缩槽16内都滑动设有楔面收缩杆14,每个楔面收缩杆14的楔形面都抵在密封活塞15的球形面上,每个楔面收缩杆14都通过伸缩杆弹簧13连接在对应伸缩槽16的内壁上。
进一步,结合图2,图5,定位机构92还包括阀体10内与伸缩杆壁12对应的转向槽20,每个转向槽20的内壁上都转动设有一个转向轮21,阀体10内与转动槽35设有连通转动槽35与转向槽20的绳槽23,每个楔面收缩杆14都绕过转向轮21穿过绳槽23缠绕在对应的绕线轮36上。
初始状态:压力弹簧31处于正常状态,卡块弹簧39处于正常状态,伸缩杆弹簧13处于正常装填,楔面收缩杆14处于伸出状态活塞弹簧24处于正常状态。
工作原理:将阀体10装在钻具上,使楔面收缩杆14侧靠近管道,在正常使用过程中,由于泵的功率不变,所以阀腔11内出泥浆的速度不变,泥浆从钻具进入到阀腔11内后首先带动动力板27转动,由于泥浆的排出速度不变,所以动力板27转动的速度不变,楔面收缩杆14始终挤压密封活塞15,使通流槽25始终处于打开状态,方便泥浆通过通流槽25穿过通流孔19,从阀腔11内进入到管道排出,通流槽25的开口为喇叭状,密封活塞15密封通流槽25端也为喇叭状,且密封垫26固定在密封活塞15的倒八面上,可以减少泥浆对密封垫26的摩擦冲刷,加快密封垫26的磨损。
在发生井喷时,阀腔11内得到压力增大,阀腔11内泥浆的速度增大,使动力板27的转速正大,且泥浆对压力板29的压力增大,压动压力板29,压力弹簧31被压缩,使气槽30内的空气通过通气孔28压入支气管32内,支气管32内的气体通过总气管33与导气管38压动卡块40滑动,配合动力板27的离心力将卡块40滑出,卡块弹簧39被拉伸,卡块40卡住绕线轮36的棘轮后带动绕线轮36转动,绕线轮36通过钢丝绳22拉动楔面收缩杆14向转向轮21滑动,使楔面收缩杆14对密封活塞15的限制取消,动力板27可以在发生井喷时快速做出反应,将楔面收缩杆14拉进伸缩槽16内,使通流槽25将通流槽25密封,同时活塞弹簧24恢复,带动密封活塞15向远离动力板27方向滑动,使密封垫26将通流槽25密封,由于阀腔11内泥浆的压力增大,密封垫26对通流槽25的密封程度也增大,防止压力增大的泥浆与易燃气体喷出,楔面收缩杆14可以在正常工作时,保障泥将可以正常排出,在发生将时,配合动力板27快速将钻具密封。
在调节好钻具内与井内的压力后动力板27的转速恢复,压力板29受到的压力小于压力弹簧31的弹力,卡块弹簧39恢复带动卡块40复位,使动力板27与绕线轮36断开连接,钢丝绳22将楔面收缩杆14顶出,使楔面收缩杆14的楔面压动密封活塞15,使通流槽25打开,使钻具正常工作。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种自感井喷箭形止回阀,包括阀体(10),其特征在于:所述阀体(10)内轴向设有贯穿的阀腔(11),所述阀腔(11)的一端内设有用于井喷触发保险的感应机构(90),所述阀腔(11)的中间位置设有用于开关阀的密封机构(91),所述密封机构(91)包括固定在所述阀腔(11)内壁上的密封座(18),所述密封座(18)内设有开口朝向感应机构(90)的通流槽(25),所述阀腔(11)远离所述感应机构(90)端设有由所述感应机构(90)控制的用于开关所述通流槽(25)的定位机构(92);
所述密封机构(91)包括所述密封座(18)内绕所述通流槽(25)环形均匀设有的八个通流孔(19),所述密封座(18)的中心位置滑动设有密封活塞(15),所述密封活塞(15)靠近所述通流槽(25)侧的面可以与所述通流槽(25)重合且密封所述通流槽(25),所述密封活塞(15)靠近所述通流槽(25)的面上固定设有密封垫(26),所述密封活塞(15)通过活塞弹簧(24)连接在所述通流槽(25)的内壁上;
所述感应机构(90)包括所述阀腔(11)的内壁上转动设有的动力板(27),所述动力板(27)上环形均匀设有八个水动力板,每个水动力板内都设有开口背离水流方向的气槽(30),每个所述气槽(30)内都密封滑动设有压力板(29),每个所述压力板(29)都通过两个压力弹簧(31)连接在所述气槽(30)的内壁上,所述动力板(27)的轴向方向的中心位置设有总气管(33),每个水动力板上都设有连通所述总气管(33)的支气管(32),每个所述支气管(32)都通过若干个通气孔(28)连通对应的气槽(30);
所述感应机构(90)还包括所述阀体(10)位于所述动力板(27)的两端处设有的转动槽(35),所述动力板(27)与所述阀腔(11)内壁连接的两端都转动套设有密封环(34),每个所述转动槽(35)的侧壁上都与所述动力板(27)同轴转动设有绕线轮(36),所述绕线轮(36)的内壁上设有棘轮,所述动力板(27)的两端靠近所述绕线轮(36)的棘轮处环形均匀设有八个开口朝向绕线轮(36)的卡块滑槽(37),每个所述卡块滑槽(37)内都滑动设有卡块(40),每个所述卡块(40)都通过卡块弹簧(39)连接在对应卡块滑槽(37)的内壁上,每个所述卡块滑槽(37)通过导气管(38)连通所述总气管(33);
所述定位机构(92)包括所述固定在所述阀腔(11)内壁上关于所述密封活塞(15)对称的两个伸缩杆壁(12),两个所述伸缩杆壁(12)与所述动力板(27)的两端对应,每个所述伸缩杆壁(12)都设有开口朝向密封活塞(15)的伸缩槽(16),每个所述伸缩槽(16)内都滑动设有楔面收缩杆(14),每个所述楔面收缩杆(14)的楔形面都抵在所述密封活塞(15)的球形面上,每个所述楔面收缩杆(14)都通过伸缩杆弹簧(13)连接在对应伸缩槽(16)的内壁上;
所述定位机构(92)还包括所述阀体(10)内与所述伸缩杆壁(12)对应的转向槽(20),每个所述转向槽(20)的内壁上都转动设有一个转向轮(21),所述阀体(10)内与所述转动槽(35)设有连通所述转动槽(35)与所述转向槽(20)的绳槽(23),每个所述楔面收缩杆(14)都绕过转向轮(21)穿过绳槽(23)缠绕在对应的绕线轮(36)上。
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