CN206016731U - 一种旁通阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旁通阀，包括阀体、阀芯和阀套，其中，阀体的侧壁上开设有第一泄压孔；阀芯和阀套置于阀体内部；阀芯包括空腔，阀芯的第一端的底面上开设有与空腔连通的开口，阀芯与第一端相对的第二端的底面不开口，阀芯的侧壁上开设有与空腔连通的第二泄压孔，且在第二泄压孔与第二端之间开设有与空腔连通的进水孔；旁通阀闭合时，第二泄压孔和第一泄压孔对应连通，进水孔所在的阀芯部分进入到阀套，旁通阀打开时，第二泄压孔所在的阀芯部分进入到阀套，进水孔所在的阀芯部分穿过阀套露出阀体。使用该旁通阀的螺杆钻在起钻时，进水孔所在阀芯部分缩入到阀套内，杂质随钻井液从第二泄压孔和第一泄压孔排出，不会进入到马达中。

Description

一种旁通阀

技术领域

本实用新型涉及钻井领域，特别涉及一种旁通阀。

背景技术

螺杆钻是油田钻井中应用较为广泛的一种工具，主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等四大总成组成。其中旁通阀是螺杆钻的重要组成部分，在螺杆钻起钻、下钻时旁通阀的旁通通道开启，平衡钻具内外压力，在钻井时，旁通通道关闭，使钻井液进入马达，为马达提供动力。

目前，工程中所用的旁通阀的阀芯为两端均开口的中空结构，阀芯的空腔与马达的转子及定子之间的空腔连通。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：

1、当钻井作业结束，钻井液中的泥沙、垢渣等杂质快速沉积，通过阀芯的空腔进入马达的转子与定子之间的空腔，从而造成转子卡堵，马达不能正常工作。

2、阀芯第一端附近的外壁和底面垂直，在阀芯运行时，阀芯第一端经常与阀体第一泄压孔处的凹槽发生卡阻现象，造成阀芯无法回位。

实用新型内容

为解决上述技术问题之一，本实用新型提供一种旁通阀。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种旁通阀，其特征在于，包括阀体、阀芯和阀套，其中，

所述阀体的侧壁上开设有第一泄压孔；

所述阀芯和所述阀套置于所述阀体内部；

所述阀芯包括空腔，所述阀芯的第一端的底面上开设有与所述空腔连通的开口，所述阀芯与所述第一端相对的第二端的底面不开口，所述阀芯的侧壁上开设有与所述空腔连通的第二泄压孔，且在所述第二泄压孔与所述第二端之间 开设有与所述空腔连通的进水孔；

旁通阀闭合时，所述第二泄压孔和所述第一泄压孔对应连通，所述进水孔所在的阀芯部分进入到所述阀套，旁通阀打开时，所述第二泄压孔所在的阀芯部分进入到所述阀套，所述进水孔所在的阀芯部分穿过所述阀套露出所述阀体。

可选择地，所述旁通阀还包括弹簧，所述弹簧适于套设在所述阀芯上从而通过伸张与收缩来控制所述阀芯的运动。

可选择地，所述第一泄压孔包括位于凹槽中的几个小孔，所述第一泄压孔的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与所述阀体轴线垂直的截面圆周上。

可选择地，所述第二泄压孔的数量与所述第一泄压孔的数量相同，所述第二泄压孔的形状、大小相同，均匀分布在与所述阀芯轴线垂直的截面圆周上。

可选择地，所述进水孔的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与所述阀芯轴线垂直的截面圆周上。

可选择地，所述阀芯的所述第一端和/或所述第二端附近为梯形圆台结构，所述梯形圆台结构的外壁在所述第一端和/或所述第二端附近相对于所述阀芯的轴线形成倾斜角，所述倾斜角处的筒壁厚度向所述第一端和/或所述第二端逐渐减小。

可选择地，所述阀体的两端均设置有螺纹。

可选择地，所述阀套固定在所述阀体内部，包括外径不同的两个圆柱体，外径小的圆柱体适于进入所述弹簧中，外径大的圆柱体适于支撑所述弹簧。

可选择地，所述阀芯第一端附近的外壁、所述阀套外径大的圆柱体外壁及所述阀套外径小的圆柱体的内壁上均设置有凹槽，所述凹槽内均设置有密封圈。

可选择地，所述进水孔的孔径大于所述第二泄压孔的孔径。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型提供的旁通阀，阀芯的下部不开口，在第二泄压孔和第二端之间开设有进水孔。钻井时，钻井液的压力使弹簧压缩，阀芯下移，第二泄压孔进入阀套中，进水孔穿过阀套进入旁通阀与马达之间的空腔，钻井液从阀芯内部空腔通过进水孔进入到旁通阀与马达之间的空腔中；当钻井作业结束，钻井液的压力减小，弹簧伸张，阀芯上移，进水孔所在的阀芯部分缩回阀套内，阀芯的第二端的底面将阀芯与马达封堵，钻杆内部的泥沙、垢渣等杂质随钻井液 通过第二泄压孔及第一泄压孔排出，而不会进入马达的空腔中，可避免马达的转子与定子之间的间隙被堵而造成马达不能正常工作的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型一实施例提供的阀芯的结构示意图；

图2为根据本实用新型一实施例提供的阀套的结构示意图；

图3为根据本实用新型一实施例提供的阀体的结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、第二泄压孔；2、进水孔；3、凹槽；4、第一泄压孔。

具体实施方式

为使本实用新型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。

本实用新型一实施例提供了一种旁通阀，如图1-3所示，其特征在于，包括阀体、阀芯和阀套，其中，

阀体的侧壁上开设有第一泄压孔4；

阀芯和阀套置于阀体内部；

阀芯包括空腔，阀芯的第一端的底面上开设有与空腔连通的开口，阀芯与第一端相对的第二端的底面不开口，阀芯的侧壁上开设有与空腔连通的第二泄压孔1，且在第二泄压孔1与第二端之间开设有与空腔连通的进水孔2；

旁通阀闭合时，第二泄压孔1和第一泄压孔4对应连通，进水孔2所在的阀芯部分进入到阀套，旁通阀打开时，第二泄压孔1所在的阀芯部分进入到阀套，进水孔2所在的阀芯部分穿过阀套露出阀体。

使用本实施例提供的旁通阀进行钻井作业时，钻井液的压力使弹簧压缩，阀芯下移，第二泄压孔1所在的阀芯部分进入阀套中，进水孔2所在的阀芯部分穿过阀套，进入旁通阀与马达之间的空腔，钻井液从阀芯的空腔通过进水孔2 进入到旁通阀与马达之间的空腔，之后再进入马达中；当钻井作业结束，钻井液的压力减小，弹簧伸张，阀芯上移，进水孔2所在的阀芯部分缩回阀套内，阀芯第二端的底面将阀芯空腔与马达封堵，第一泄压孔4与第二泄压孔1对应连通，钻杆内部的泥沙、垢渣等杂质随钻井液通过第二泄压孔1及第一泄压孔4排出，而不会进入马达的空腔中，可避免马达的转子与定子之间的间隙被堵而造成马达不能正常工作的卡堵事故。

本领域技术人员应该明白，为了使阀套和阀芯能进入阀体，阀体的内径应大于阀套和阀芯的最大外径。

本实施例提供的旁通阀，可用于油田钻井采用的螺杆钻中，但不限于此。

作为本实施例的一种改进，旁通阀还包括弹簧，弹簧适于套设在阀芯上从而通过伸张与收缩来控制阀芯的运动。螺杆钻进行钻井作业时，当钻井液的流量和压力达到一定值，阀芯下移，压缩弹簧，阀芯的第二泄压孔1所在的阀芯部分进入到阀套之中，进水孔2所在的阀芯部分穿过阀套进入到旁通阀与马达之间的空腔中；当钻井作业结束时，钻井液的流量和压力减小，弹簧伸张，把阀芯顶起，此时第一泄压孔4和第二泄压孔1对应连通，进水孔2所在的阀芯部分进入到阀套内。

作为本实施例的另一种改进，如图3所示，第一泄压孔4可包括位于凹坑中的几个小孔，第一泄压孔4的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与阀体轴线垂直的截面圆周上。

第一泄压孔4可包括几个位于凹坑中的小孔，这样，在下钻时，进入阀芯空腔的钻井液只有一部分通过第一泄压孔4排出，可保证足够的压力使阀芯压缩弹簧下移。具体地，第一泄压孔4可包括四个位于坑槽中的小孔，小孔的孔径可约为5mm，这样，在螺杆钻起钻时，可保证颗粒较大的杂质随钻井液从第一泄压孔排出。需要说明的是，本实用新型不对组成第一泄压孔4的小孔的数量进行限定，也不对小孔的孔径进行限定，可根据具体的钻井液中杂质的颗粒大小而定。另外，第一泄压孔4的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与所述阀体轴线垂直的截面圆周上，这样，在钻井液流出时，从每个第一泄压孔4流出的钻井液的流量相同，可保证阀体在与阀体轴线垂直的圆周上受力均匀，螺杆钻平稳工作。

作为本实施例的另一种改进，如图1所示，第二泄压孔1的数量与第一泄 压孔4的数量相同，第二泄压孔1的形状、大小相同，均匀分布在与阀芯轴线垂直的截面圆周上。这样，在螺杆钻起钻、下钻时，每个第二泄压孔1均可与第一泄压孔4对应连通，钻井液通过第二泄压孔1和第一泄压孔4流出旁通阀。第二泄压孔1的形状、大小相同，均匀分布在与阀芯轴线垂直的截面圆周上，这样，在钻井液流出时，从每个第二泄压孔1流出的钻井液的流量相同，可保证阀芯在与阀芯轴线垂直的圆周上受力均匀，螺杆钻平稳工作。

作为本实施例的另一种改进，如图1所示，进水孔2的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与阀芯轴线垂直的截面圆周上。这样，在螺杆钻钻井作业过程中，从每个进水孔2流出的钻井液的流量相同，可保证进水孔2所在的阀芯部分受力均匀，螺杆钻能够平稳工作。

作为本实施例的另一种改进，如图1所示，阀芯的第一端和/或第二端附近为梯形圆台结构，梯形圆台结构的外壁在第一端和/或第二端附近相对于阀芯的轴线形成倾斜角，倾斜角处的筒壁厚度向所述第一端和/或所述第二端逐渐减小。在实际中，阀体的第一泄压孔4附近设有卡槽，将阀芯的第一端附近设计为梯形圆台结构，可避免阀芯向下运动时阀芯的第一端卡在卡槽内从而造成阀芯无法复位。阀套的内径与阀芯第二端的外径相差很小，将阀芯的第二端附近设计为梯形圆台结构，更利于钻井过程中阀芯顺利进入到阀套之中。

作为本实施例的另一种改进，如图3所示，阀体的两端均设置有螺纹。具体工作中，阀芯的一端与钻杆相连，另一端与马达相连，可在阀芯两端设置内螺纹和/或者外螺纹。螺纹的设置使旁通阀与钻杆及马达连接紧固，并且方便拆卸。

作为本实施例的另一种改进，阀套固定在阀体内部，如图2所示，阀套可包括外径不同的两个圆柱体，外径小的圆柱体适于进入弹簧中，外径大的圆柱体适于支撑弹簧。具体地，可在阀体内壁上设置卡环，以此来将阀套固定在阀体内部。当阀芯受力压缩弹簧时，阀套外径小的圆柱体进入到弹簧中，外径大的圆柱体支撑弹簧的压缩，进水孔2所在阀芯部分进入到阀套中，进而穿过阀套。本实用新型不对此进行限定，阀套也可是两个以上圆柱体组成的阶梯型圆柱体，外径最大的圆柱体适于支撑弹簧的压缩，外径最小的圆柱体适于进入弹簧中。

作为本实施例的另一种改进，如图1-3所示，阀芯第一端附近的外壁、阀套 外径大的圆柱体外壁及阀套外径小的圆柱体的内壁上均设置有凹槽3，凹槽3内均设置有密封圈。这样，可确保阀芯与阀体之间、阀芯与阀套之间、阀套与阀体之间密封性较好，避免在螺杆钻运行过程中出现因密封性不好导致旁通阀内压力下降。需要说明的是，本实用新型不对凹槽3的位置和数量进行限定。

作为本实施例的另一种改进，如图1所示，进水孔2的孔径大于第二泄压孔1的孔径。这样，在旁通阀工作过程中，可保证旁通阀两端之间的压力差，从而保证钻井液能顺利从旁通阀流出并进入马达。具体地，可将进水孔2的孔径设计为第二泄压孔1的孔径的两倍，但本实用新型不对此进行限定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，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 (10)

1.一种旁通阀，其特征在于，包括阀体、阀芯和阀套，其中，

所述阀体的侧壁上开设有第一泄压孔；

所述阀芯和所述阀套置于所述阀体内部；

所述阀芯包括空腔，所述阀芯的第一端的底面上开设有与所述空腔连通的开口，所述阀芯与所述第一端相对的第二端的底面不开口，所述阀芯的侧壁上开设有与所述空腔连通的第二泄压孔，且在所述第二泄压孔与所述第二端之间开设有与所述空腔连通的进水孔；

旁通阀闭合时，所述第二泄压孔和所述第一泄压孔对应连通，所述进水孔所在的阀芯部分进入到所述阀套，旁通阀打开时，所述第二泄压孔所在的阀芯部分进入到所述阀套，所述进水孔所在的阀芯部分穿过所述阀套露出所述阀体。

2.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述旁通阀还包括弹簧，所述弹簧适于套设在所述阀芯上从而通过伸张与收缩来控制所述阀芯的运动。

3.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述第一泄压孔包括位于凹槽中的几个小孔，所述第一泄压孔的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与所述阀体轴线垂直的截面圆周上。

4.根据权利要求3所述的旁通阀，其特征在于，所述第二泄压孔的数量与所述第一泄压孔的数量相同，所述第二泄压孔的形状、大小相同，均匀分布在与所述阀芯轴线垂直的截面圆周上。

5.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述进水孔的数量为两个或两个以上，形状、大小相同，均匀分布在与所述阀芯轴线垂直的截面圆周上。

6.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述阀芯的所述第一端和/或所述第二端附近为梯形圆台结构，所述梯形圆台结构的外壁在所述第一端和/或所述第二端附近相对于所述阀芯的轴线形成倾斜角，所述倾斜角处的筒壁厚 度向所述第一端和/或所述第二端逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述阀体的两端均设置有螺纹。

8.根据权利要求2所述的旁通阀，其特征在于，所述阀套固定在所述阀体内部，包括外径不同的两个圆柱体，外径小的圆柱体适于进入所述弹簧中，外径大的圆柱体适于支撑所述弹簧。

9.根据权利要求8所述的旁通阀，其特征在于，所述阀芯的所述第一端附近的外壁、所述阀套外径大的圆柱体外壁及所述阀套外径小的圆柱体的内壁上均设置有凹槽，所述凹槽内均设置有密封圈。

10.根据权利要求1所述的旁通阀，其特征在于，所述进水孔的孔径大于所述第二泄压孔的孔径。