CN201196047Y - 过滤型旁通阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过滤型旁通阀，属于钻井机械领域。所述过滤型旁通阀包括：阀体、安装在阀体内腔的阀芯、阀套和弹簧；在阀芯上沿圆周设置有一个以上通孔，相应的，在阀体上与阀芯通孔相对应的位置设置有筛孔。旁通阀芯从旁通阀体母扣端装入，这样可以减小旁通阀公扣端阀体内腔的直径尺寸；同时，采用螺纹接头压紧旁通阀座取代了现有的弹簧挡圈结构；使旁通阀体公扣处的壁厚得到增加，并去除了应力集中的危险截面，增加了旁通阀的安全性，延长了使用寿命。此外，在阀体内腔还安装有过滤装置，可以对流入旁通阀的液体进行过滤，去除杂质。

Description

过滤型旁通阀

技术领域

本实用新型涉及一种钻井设备，特别涉及一种过滤型旁通阀。

背景技术

在石油和天然气行业需要实用大量的螺杆钻具。螺杆钻具由四大部分组成，它们分别是过滤型旁通阀、马达总成、万向轴总成和传动轴总成。过滤型旁通阀装配在在螺杆钻具最上端，它的作用首先是连接钻铤或扶正器接头，其二是当钻井泥浆带压流经旁通阀内孔时、旁通阀芯下行关闭，泥浆全部用于驱动螺杆钻具工作和循环；当泥浆泵关闭后，旁通阀芯在弹簧的作用下上行成打开状，在钻具的上提过程中，钻具中的泥浆通过筛孔排出进入井里。

以往的过滤型旁通阀其阀芯和阀套都是从旁通阀体下端的公扣端装入，为了保证在泥浆流量大时也可顺利通过旁通阀体，同时也为了保证阀芯开闭的可靠性，旁通阀体上装配阀芯和阀套部分的孔径受到了限制，为了保证阀体内孔径足够粗，就会造成旁通阀体下端的公扣处壁厚尺寸较小；另外，在阀体内部安装弹性挡圈的环形凹槽和与其临近的公扣螺纹牙底因应力集中而形成了一个危险截面，当螺杆钻具工作一段时间后，前述的危险截面处会因应力集中产生疲劳，从而降低阀体的强度，甚至出现断裂，这样就降低了过滤型旁通阀的实用寿命，直接增加了生产成本。在实际实用中，螺杆钻具因旁通阀体公扣螺纹和螺纹牙底处断裂造成螺杆钻具掉落井底的现象各生产现场均有发生，这样会直接影响生产安全、降低生产效率。此外，在钻井工程作业中需要利用钻井泥浆驱动钻具和工作和循环，但钻井泥浆中常常混杂有大量杂质，如石块、废塑料等，这些杂质会随钻井泥浆通过旁通阀流入钻具，造成钻具堵塞，加快钻具的磨损，从而影响钻井工作的正常进行。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种过滤型旁通阀。本实用新型的过滤型旁通阀阀芯从旁通阀体上部的母扣端装入，这样就可以减小旁通阀体下部公扣端的内径尺寸；此外，在阀体内腔公扣端装入螺纹接头，增加了阀体公扣端的厚度，去除了应力集中的危险截面，可以显著提高过滤型旁通阀的安全可靠性和寿命；同时，在阀体内腔安装了过滤装置，使流经旁通阀的钻井泥浆得到过滤，减少了流入钻具的杂质。为实现上述目的，本实用新型所述技术方案如下：

本实用新型的一种过滤型旁通阀，包括阀体、安装在所述阀体内腔的阀芯、阀套和弹簧；所述阀体上端为母扣端，下端为公扣端；在所述阀芯上沿圆周设置有一个以上通孔；相应的，在所述阀体上与阀芯通孔相对应的位置设置有筛孔；所述阀芯部分插入所述阀套内、并可相对于所述阀套运动；所述弹簧安装在所述阀体内壁与所述阀芯和所述阀套构成的空腔内；其特征在于，在所述阀体内腔公扣端设置有中空的螺纹接头，所述螺纹接头与所述阀套下端面接触，用于固定所述阀套；在所述阀体内腔母扣端还设置有过滤装置。

本实用新型的过滤型旁通阀，其特征在于，所述过滤装置包括圆形挡环、安装在所述圆形挡环上的过滤板以及用于固定所述过滤板的弹性挡圈。

本实用新型的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀芯沿圆周均匀设置有4至8个通孔；相应的，在所述阀体上与阀芯通孔相对应的位置设置有筛孔。

本实用新型的过滤型旁通阀，其特征在于，所述阀套为圆筒状；所述阀体公扣端的内径比所述阀体其他部分的内径小。

本实用新型的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀套与所述阀体内腔接触面设置有O形密封圈。

本实用新型的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀芯与所述阀体内腔接触面设置有O形密封圈。

本实用新型的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀芯与所述阀套接触面间设置有O形密封圈。

本实用新型所提供的技术方案的有益效果是：与目前的过滤型旁通阀相比，本实用新型改进之处有以下几方面：首先，旁通阀芯从旁通阀体母扣端装入，这样可以减小旁通阀公扣端阀体内腔的直径尺寸；同时，采用螺纹接头压紧旁通阀座取代了现有的弹簧挡圈结构；这样既可以满足对阀套位置的限定，同时又使旁通阀阀体公扣处的壁厚得到增加，消除了应力集中的危险截面，可以显著提高过滤型旁通阀的安全可靠性和实用寿命。此外，在阀体内腔母扣端安装了由挡环、过滤板和弹性挡圈组成的过滤装置，使流经旁通阀的钻井泥浆得到过滤，减少了流入钻具的杂质，避免了钻具堵塞，保证了工程的正常进行。

附图说明

图1为现有的过滤型旁通阀结构示意图；

图2本实用新型实施例提供的过滤型旁通阀结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，原有的旁通阀总成主要包括阀体1′、阀芯2′、阀套6′以及限位装置。阀体1′外观为圆柱状体，其上端为母扣端9′，下端为公扣端10′。在母扣端内部加工有一段内螺纹，用于插入其他钻具并与其他钻具固定。阀体公扣端10′的外径较小，且在阀体公扣端10′外表面加工有外螺纹，用于将阀体插入其他钻具，并与其他钻具进行固定。

阀体1′的内部为空腔，在阀体空腔内安装有阀芯2′和阀套6′，阀芯2′与阀套6′间可以相对移动。阀套6′呈喇叭状，喇叭口端靠近阀体公扣端，且与阀体1′内腔壁贴合；阀套6′喇叭嘴端呈圆筒状，但该圆筒的外径比阀体内径小。

阀芯2′安装在阀体内腔阀套的上部，阀芯2′也呈喇叭状，喇叭口端靠近阀体母扣端，且这部分的阀芯壁较厚，与阀体1′内壁贴合；阀芯2′喇叭口端的壁较薄，呈圆筒状，该圆筒的外径与阀套内径基本相同，使阀套的圆筒部分可以套装在阀芯圆筒部分外。在阀芯圆筒部分同一圆周壁上均匀地开有圆孔4′，圆孔的数量根据实际需要确定，一般为4至8个。

在阀体1′壁与阀芯2′壁上圆孔4′相对应的位置开有筛孔3′。此外还配装有与筛孔相配合的筛堵，用于对筛孔进行封堵。

在阀体内腔阀芯的上部安装有圆环状的弹簧挡圈11′，用以保证阀芯2′只能在限定的范围内运动。

在阀芯与阀套套装并与阀体内壁形成的空腔内还设置有弹簧8′，当弹簧8′受外力被压紧时，阀芯2′向阀套6′端移动，阀芯2′上的圆孔被阀套6′挡住，此时从阀体母扣端9′流入的液体只能通过阀体内腔最终从阀体公扣端10′流出。

当弹簧8′没有受到压力处于放开状态时，阀芯2′向阀套6′做相反方向运动，此时阀芯2′上的圆孔不再受到阀套6′遮挡，阀体内腔通过阀芯通孔与阀体上的筛孔5′导通，流入阀体内腔的液体可以通过阀芯壁通孔从阀体筛孔流出。

为了保证旁通阀总成各部分之间的密封良好，在阀套与阀体内腔接触面、阀芯与阀体内腔接触面以及阀芯与阀套接触面分别设置有O形密封圈5′。

阀体内腔阀套下端的边缘安装有弹性挡圈7′，弹性挡圈7′与阀套6′下端面接触，用于对阀套6′的位置进行固定。

在装配旁通阀总成的过程中，阀芯2′、阀套6′、弹簧8′以及弹性挡圈7′都是从阀体公扣端10′装入阀体内腔的，这样阀体的内径就必须做得大些。因在实际的工程中，阀体是与其他钻具相配合实用的，所以对阀体外径有严格的规定和限制，而阀体内径做大必然导致阀体壁要相应做薄。特别是阀体公扣端10′，此段的阀体因要插入其他钻具内，所以其外径比阀体其他部分的外径小，当阀体内径做大后，此段的阀体壁的厚度会比阀体其他部分更薄，在阀体公扣端10′外螺纹牙底因应力集中会形成一个危险截面。当旁通阀总成与螺杆钻具配合工作一段时间后，前述的危险截面处会因应力集中产生疲劳，从而降低阀体的强度，甚至出现断裂。

图2是本实用新型过滤型旁通阀的结构示意图。

本实用新型的过滤型旁通阀是在原有的旁通阀基础上进行改进而成的，本实用新型的旁通阀机构是在原有的旁通阀基础上进行改进而成的，仍然包括阀体1、阀芯2、筛孔3、阀芯圆孔4、O形密封圈5、阀套6、弹簧8。

其主要区别在于，首先，在制作旁通阀总成的过程中，利用阀体母扣端9外径较大、阀体1壁也较厚的特性，将阀芯部分2由阀体母扣端9放入阀体内腔，阀套6将原有的喇叭状改为圆筒状，圆筒的下端部外径比上部略大，形成一圈凸台；相应的阀体1的内壁上也有一圈凸台，用于将阀套定位。这样，阀套6外径比原有的旁通阀总成的阀套6′外径小，相应的，阀体该部分的内腔直径可以做得更小些，而这部分的阀体壁就比原有的阀体厚了。经过改进，使原有的阀体公扣端10较薄的阀体壁变厚，增加了这部分阀体的强度。

其次，用螺纹接头7取代原有的弹簧挡圈7′。在将阀套装入阀体内腔后，由阀体公扣端旋入螺纹接头，该螺纹接头7与阀套6的下端面接触，用于固定并压紧阀套6。螺纹接头7为中空的圆筒状，在圆筒外径上加工有外螺纹。该螺纹接头可以代替原有的弹簧挡圈实现固定阀套位置的作用。此外，由于螺纹接头7一般由金属材料制成，且具有一定厚度，因此，在阀体公扣端安装螺纹接头可以增加公扣端阀体的强度，同时也消除了原有旁通阀总成因应力集中而形成的危险截面。

另外，本实用新型的过滤型旁通阀在阀体内腔阀芯上端部还安装有过滤装置。在钻井工程作业中需要利用钻井泥浆驱动钻具的工作和循环，但钻井泥浆中常常混杂有大量杂质，如石块、废塑料等，这些杂质会随钻井泥浆流入钻具，堵塞钻具，从而影响钻井工作的正常进行。为减少钻井泥浆杂质在钻井作业中的影响，本实用新型的过滤型旁通阀在阀体内腔母扣下端安装过滤装置。过滤装置由圆形挡环13、过滤板12和弹性挡圈11组成。圆形挡环13为圆环状，安装在阀体内腔壁的环形凹槽内，用于固定过滤板12，圆形挡环的下部与阀芯2上端面接触，可以起到限定阀芯2运动范围的作用。在圆形挡环13的环形内嵌装有过滤板12，过滤板12可以是金属材料制成的网状面板或在金属面板上开孔制成。在过滤板12的上面安装有弹性挡圈11，弹性挡圈11也嵌装在挡环13内，用于固定过滤板12，防止过滤板12向阀体母扣端9移动。

安装了上述过滤装置，使流经旁通阀的钻井泥浆得到过滤，减少了流入钻具的大量杂质，这样就减少了钻具在钻井作业中被杂质磨损，延长了钻具的实用寿命；同时保证钻具内部的通畅，提高了工作效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种过滤型旁通阀，包括阀体、安装在所述阀体内腔的阀芯、阀套和弹簧；所述阀体上端为母扣端，下端为公扣端；在所述阀芯上沿圆周设置有一个以上通孔；相应的，在所述阀体上与阀芯通孔相对应的位置设置有筛孔；所述阀芯部分插入所述阀套内、并可相对于所述阀套运动；所述弹簧安装在所述阀体内壁与所述阀芯和所述阀套构成的空腔内；其特征在于，在所述阀体内腔公扣端设置有中空的螺纹接头，所述螺纹接头与所述阀套下端面接触，用于固定所述阀套；在所述阀体内腔母扣端还设置有过滤装置。

2.根据权利要求1所述的过滤型旁通阀，其特征在于，所述过滤装置包括圆形挡环、安装在所述圆形挡环上的过滤板以及用于固定所述过滤板的弹性挡圈。

3.根据权利要求1所述的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀芯沿圆周均匀设置有4至8个通孔；相应的，在所述阀体上与阀芯通孔相对应的位置设置有筛孔。

4.根据权利要求1所述的过滤型旁通阀，其特征在于，所述阀套为圆筒状；所述阀体公扣端的内径比所述阀体其他部分的内径小。

5.根据权利要求1所述的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀套与所述阀体内腔接触面设置有O形密封圈。

6.根据权利要求1所述的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀芯与所述阀体内腔接触面设置有O形密封圈。

7.根据权利要求1所述的过滤型旁通阀，其特征在于，在所述阀芯与所述阀套接触面间设置有O形密封圈。

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