CN205349307U - 旁通节流控制阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旁通节流控制阀，包括：阀体，所述阀体的两端分别设有第一接口和第二接口；所述第一接口和所述第二接口之间设有阀腔，所述阀腔内设置节流阀；所述阀腔上连通至少一个分流腔，所述分流腔内设有相适配的移动挡板，所述移动挡板可沿所述分流腔内壁上下移动；所述分流腔的侧壁上设有至少一个连通所述分流腔和外部的排气通道，所述移动挡板可移动覆盖在所述排气通道的进气口上。本实用新型提供的旁通节流控制阀可以控制第二接口排出的风量和风压，同时将阀腔内的过量气体分流并从排风通道排出阀体，作为岩屑上返的动力，旁通节流控制阀可以同时满足潜孔锤以及岩屑上返对风量或风压的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体控制阀，更具体地，涉及一种适用于大直径空气潜孔锤上的旁通节流控制阀。
背景技术
采用大直径空气潜孔锤进行钻井时，潜孔锤与钻具配合使用进行钻进，由空气向潜孔锤提供动力，潜孔锤冲击破碎岩石，形成岩屑，空气再将岩屑吹离井底，岩屑上返从井口排出。潜孔锤的钻进过程以及岩屑上返过程对风量或风压均有一定的要求。例如，在潜孔锤钻进过程中，风量要求达到40m3/min～110m3/min，风压保持在0.8Mpa～2.1Mpa，以保证潜孔锤正常使用。在岩屑上返排渣过程中，风量要求达到400m3/min以上，才能满足上返风速的要求，避免上返岩屑回落造成堵塞。
为保证钻井顺利进行，向钻孔内提供的风量应同时满足潜孔锤和岩屑上返所需风量，导致向钻孔内的通风量和风压必然大于潜孔锤所需风量。而常规的钻具无法控制和调节进入潜孔锤的风量及风压。当超过潜孔锤所需风量的空气进入潜孔锤时，会直接造成潜孔锤损坏或滞动，无法继续使用进行钻井。如为满足潜孔锤的要求而降低风量，将不能达到岩屑上返对风量的要求，使得岩屑排不到地面上，容易造成卡钻等钻井事故的发生。为了解决上述问题，通常采用不同的空压机对潜孔锤的钻进过程以及岩屑上返过程分别供风，分别满足相应的风量和风压。但是，使用多台空压机会增加运行成本和管理成本，进而增加钻井成本。
因此，需要一种旁通节流控制阀设置在潜孔锤和钻具之间，能够控制和调节风量，既满足潜孔锤所需的风量和风压，又满足上排渣所需的风量。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种旁通节流控制阀，解决在钻进过程中，不能使用一台空压机同时满足潜孔锤以及上返岩屑所需风量或风压的问题。
基于上述目的本实用新型提供的一种旁通节流控制阀，包括：阀体，所述阀体的两端分别设有第一接口和第二接口；所述第一接口和所述第二接口之间设有阀腔，所述阀腔内设置节流阀；所述阀腔上连通至少一个分流腔，所述分流腔内设有相适配的移动挡板，所述移动挡板可沿所述分流腔内壁上下移动；所述分流腔的侧壁上设有至少一个连通所述分流腔和外部的排气通道，所述移动挡板可移动覆盖在所述排气通道的进气口上。
优选地，移动挡板包括挡板和连接在所述挡板底部的弹性件，所述挡板和所述弹性件位于所述分流腔内，所述挡板可沿所述分流腔的内壁上下移动。
优选地，所述挡板为与所述分流腔相适配的弹柱。
优选地，在所述阀腔的延伸方向上设置多个所述分流腔，所述分流腔的延伸方向与所述阀腔的延伸方向相互垂直。
优选地，在所述阀腔的轴向上设置多个所述分流腔，所述分流腔沿所述阀腔的轴向对称分布。
优选地，所述分流腔的侧壁的延伸方向上连通多个所述排气通道。
优选地，所述排气通道和所述分流腔之间连通多个进气支路。
另外，优选地，所述排气通道的排气口上设有过滤网。
从上面所述可以看出，本实用新型提供的旁通节流控制阀，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：阀腔内的节流阀可以控制和调节通过的风量，避免第二接口的排出风量和风压超范围，以满足潜孔锤对风量和风压的要求。分流腔对阀腔内的过量气体进行分流，并通过排气通道快速排出阀体，以满足岩屑上返对风量的要求。旁通节流控制阀能够同时确保潜孔锤的正常工作以及岩屑顺利上返。通过在分流腔内设置移动挡板，可以自动调节排气口的过风面积，自动控制排气速度。另外，在排气通道的排气口设置过滤网，可以防止井内的岩屑进入钻具内，堵塞潜孔锤。
附图说明
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1为本实用新型具体实施例中采用的旁通节流控制阀的示意图；
图2为图1所示的旁通节流控制阀用于小风量排放时的使用状态示意图；
图3为图1所示的旁通节流控制阀用于大风量排放时的使用状态示意图。
其中附图标记：
10：阀体；11：第一接口；12：第二接口；
13：阀腔；14：节流阀；15：分流腔；
16：排气通道；17：进气支路；18：挡板；
19：弹性件；20：过滤网；21：调整螺母；
22：挡圈。
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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
图1为本实用新型具体实施例中采用的旁通节流控制阀的示意图。如图1所示，旁通节流控制阀包括阀体10。
阀体10的两端分别设有第一接口11和第二接口12。第一接口11用于连接钻杆，第二接口12用于连接潜孔锤。向潜孔锤供风时，气体从第一接口11进入，从第二接口12流出。
第一接口11和第二接口12之间设有阀腔13，阀腔13用于连通第一接口11和第二接口12，作为向潜孔锤供风的通道。阀腔13内设置节流阀14，节流阀14用于限制进入到潜孔锤的风量，使提供给潜孔锤的风量和风压可以满足要求，避免风量或风压过大，造成潜孔锤的损坏。
节流阀14内设有弹簧，当风量小于或等于潜孔锤所需风量时，弹簧不受力，则节流阀14处于关闭状态，可以向潜孔锤正常供风；当风量大于潜孔锤所需风量时，弹簧受到使其压缩的力，弹簧处于压缩状态，节流阀14处于开启状态，以保证向潜孔锤提供所需风量，超出潜孔锤所需的风量将不能通过节流阀14而被分流。
阀腔13上连通至少一个分流腔15，分流腔15用于对阀腔13内的过量气体进行分流。分流腔15内设有相适配的移动挡板，移动挡板可沿分流腔15内壁上下移动。当阀腔13内的风量小于或等于潜孔锤所需风量时，分流腔15不发挥作用，移动挡板处于静止状态。当节流阀14开启时，阀腔13内的过量气体开始向分流腔15转移，并可以推动移动挡板沿着分流腔15的内壁向下移动；当移动挡板受到的压力被卸载，移动挡板沿着分流腔15的内壁向上移动，恢复到初始位置。
优选地，移动挡板包括挡板18和弹性件19，弹性件19的顶部连接在挡板18的底部，弹性件的底部19位于分流腔15的底部。挡板18和弹性件19受到来自阀腔13的气体的下压力，弹性件19产生形变，开始逐渐收缩，可以带动挡板18沿着分流腔15的内壁向下移动；当挡板18所受的压力卸下时，弹性件19为恢复形变，开始逐渐伸张，可以推动挡板18沿着分流腔15的内壁向上移动。挡板18可以是弹柱或其他结构件，弹性件19可以是弹簧等具有弹性的部件。
在分流腔15的底部设有挡圈22，挡圈22和弹性件19之间设有多个调整螺母21。根据实际施工情况，增加或减少调整螺母21的个数，以调整挡板18在分流腔15内的移动空间，调整弹性件19的弹力范围。
分流腔15的侧壁上设有至少一个连通分流腔15和外部的排气通道16。排气通道16用于将进入到分流腔15内的空气排出阀体10，排入环空，并作为岩屑上返的动力。移动挡板可移动地覆盖在排气通道16的进气口上，移动挡板可以调整排气通道16的进气口的覆盖面积，即调整进气口的进气面积，实现调节排气通道16排风量的目的。
优选地，在阀腔13的延伸方向上设置多个分流腔15，分流腔15的延伸方向与阀腔13的延伸方向相互垂直。多个分流腔有助于实现气体快速排入到排气通道16中，并沿阀腔13的延伸方向分别向钻孔内的岩屑提供上返动力。
优选地，在阀腔13的轴向上设置多个分流腔15，多个分流腔15沿阀腔13的轴向对称分布。对称分布的分流腔15有助于对阀腔13内的气体进行均匀分流，避免局部压力过大；并均匀地向钻孔内的岩屑提供上返动力。
优选地，分流腔15的侧壁的延伸方向上连通多个排气通道16。设置多个排气通道16可以实现过量气体的快速排放，而且有助于实现不同风量的气体排放。排气通道16的数量可以根据气体所需排放量以及每条排气通道16的实际排放量而得。
优选地，排气通道16和分流腔15之间连通多个进气支路17。进气支路17的进口与分流腔15连通，进气支路17的出口与排气通道16连通。进气支路17的进口通常设置在排气通道16的进气口的上方，进气支路17的进口的直径小于排气通道16的进气口的直径，进气支路17可以用于少量的气体排放。
当挡板18沿着分流腔15的内壁向下移动，并下降到进气支路17的进口下方时，气体可以从进气支路17的进口进入到排气通道16，并排入到钻孔内。
优选地，排气通道16的排气口处设有过滤网20。过滤网20可以避免在停止通风后，外部的杂质等通过排风管道16进入到阀腔13后，进入钻具或潜孔锤造成堵塞。
下面进一步介绍旁通节流控制阀的使用过程。
图2为图1所示的旁通节流控制阀用于小风量排放时的使用状态示意图。图3为图1所示的旁通节流控制阀用于大风量排放时的使用状态示意图。
在本实施例中，阀腔13上连通八个分流腔15，阀腔13的延伸方向上设置2个分流腔15，阀腔13的同一横截面上对称分布四个分流腔15。每个分流腔15内设有挡板18和弹簧。每个分流腔15上连通一个排风通道16，每个排风通道16的上方连通一个进气支路17，排风通道16的排气口上设有过滤网20。
当风量或风压小于潜孔锤所需风量或风压时，例如风量小于110m3/min，风压小于2.1Mpa，节流阀14处于关闭状态，分流腔15处于未使用状态，可以向潜孔锤正常供风。
当风量稍大于潜孔锤所需风量时，例如风量为130m3/min，节流阀14开启，节流阀14内的弹簧受到压缩开始控制通过的风量，通过节流阀14的风量为110m3/min，以保证潜孔锤正常使用。超出潜孔锤所需的风量约20m3/min，将不再通过节流阀14，而经阀腔13流向各个分流腔15。通过分流腔15的分流作用，排出阀腔13。如图2所示，气体从阀腔13进入到分流腔15，并开始下压挡板18，随着挡板18的逐渐下降，位于上方的进气支路17的进口开始暴露，空气通过进气支路17进入到排气通道16，由排气通道16的排气口排到钻孔内。
当风量远大于潜孔锤所需风量时，例如风量为550m3/min，节流阀14开启，节流阀14内的弹簧受到压缩开始控制通过的风量，通过节流阀14的风量为110m3/min，以保证潜孔锤正常使用。超出潜孔锤所需的风量约440m3/min，将不再通过节流阀14，而经阀腔13流向各个分流腔15。通过分流腔15的分流作用，快速地排出阀腔13。如图3所示，大量的气体从阀腔13进入到分流腔15，并开始下压挡板18，随着挡板18的逐渐下降，位于上方的进气支路17的进口开始暴露，空气通过进气支路17进入到排气通道16后排到外部。挡板18继续下降，位于下方的排气通道16的进气口开始暴露，空气由排气通道16的排气口排到钻孔内，排出的风量为岩屑提供上返动力。
从上面的描述和实践可知，本实用新型提供的旁通节流控制阀的阀腔内的节流阀可以控制和调节通过的风量，避免第二接口的排出风量和风压超范围，以满足潜孔锤对风量和风压的要求。分流腔对阀腔内的过量气体进行分流，并通过排气通道快速排出阀体，以满足岩屑上返对风量的要求。旁通节流控制阀能够同时确保潜孔锤的正常工作以及岩屑顺利上返。通过在分流腔内设置移动挡板，可以自动调节排气口的过风面积，自动控制排气速度。另外，在排气通道的排气口设置过滤网，可以防止井内的岩屑进入钻具内，堵塞潜孔锤。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的主旨之内，所做的任何修改、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 (8)
1.一种旁通节流控制阀，其特征在于，包括：
阀体，所述阀体的两端分别设有第一接口和第二接口；所述第一接口和所述第二接口之间设有阀腔，所述阀腔内设置节流阀；所述阀腔上连通至少一个分流腔，所述分流腔内设有相适配的移动挡板，所述移动挡板可沿所述分流腔内壁上下移动；所述分流腔的侧壁上设有至少一个连通所述分流腔和外部的排气通道，所述移动挡板可移动覆盖在所述排气通道的进气口上。
2.如权利要求1所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
移动挡板包括挡板和连接在所述挡板底部的弹性件，所述挡板和所述弹性件位于所述分流腔内，所述挡板可沿所述分流腔的内壁上下移动。
3.如权利要求2所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
所述挡板为与所述分流腔相适配的弹柱。
4.如权利要求1至3任一所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
在所述阀腔的延伸方向上设置多个所述分流腔，所述分流腔的延伸方向与所述阀腔的延伸方向相互垂直。
5.如权利要求4所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
在所述阀腔的轴向上设置多个所述分流腔，所述分流腔沿所述阀腔的轴向对称分布。
6.如权利要求1至3任一所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
所述分流腔的侧壁的延伸方向上连通多个所述排气通道。
7.如权利要求6所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
所述排气通道和所述分流腔之间连通多个进气支路。
8.如权利要求7所述的旁通节流控制阀，其特征在于，
所述排气通道的排气口上设有过滤网。
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| CN201521108770.4U CN205349307U (zh) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | 旁通节流控制阀 |
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| CN201521108770.4U CN205349307U (zh) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | 旁通节流控制阀 |
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