CN206280051U - 一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置，属于油田井下工具技术、化工装置领域。该无需关断流体回路的回路内工具投放装置连接在管路上，包括阀芯、阀体和三通；所述三通的两个接口分别与管道连接，形成流体回路，流体沿管道和三通的轴线流动，所述三通的第三个接口与阀体的下端密封连接；所述阀芯安装在阀体内，在所述阀体上开有阀体置物孔，在所述阀芯上开有阀芯置物孔；所述阀芯置物孔和阀体置物孔均为通孔；阀芯能够在驱动力的作用下沿阀体的轴线方向在阀体内滑动。

Description

一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置

技术领域

本实用新型属于油田井下工具技术、化工装置领域，具体涉及一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置。

背景技术

随着井下作业工艺的多样化、复杂化，越来越多的井下工具需要集成井下作动机构、完成井下动作。而井下机构的激活通常需要在管柱内投入球、胶塞、电子元器件等。常用的方法是在作业平台上将管柱从连接处拆卸开，将管柱内孔暴露出来，通过开口向管柱内投放上述装置，投放完成后重新连接管柱继续作业。该方法增加了拆卸管柱的工作量，并且在管柱拆开后无法连续作业，造成时间浪费。

同样在化工生产、试验管路中，经常需要投入固体药剂、小型监测仪器等。如果采用拆卸管道的方式，不仅降低了生产和试验效率，而且会增加事故风险。如果采用增加旁路的方法，又会增加管道系统复杂程度和建造费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置，可以实现在不影响管道内流体循环的条件下向管道内投放物体，无需拆卸连接管道，无需关停管路循环，全程无泄漏，能够起到节约时间、降低风险的效果。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其连接在管路上，包括阀芯、阀体和三通；

所述三通的两个接口分别与管道连接，形成流体回路，流体沿管道和三通的轴线流动，所述三通的第三个接口与阀体的下端密封连接；

所述阀芯安装在阀体内，在所述阀体上开有阀体置物孔，在所述阀芯上开有阀芯置物孔；所述阀芯置物孔和阀体置物孔均为通孔；阀芯能够在驱动力的作用下沿阀体的轴线方向在阀体内滑动。

投放工具前，所述阀体置物孔与阀芯置物孔同轴线设置，待投放的工具从阀体置物孔进入阀芯置物孔；投放时，阀芯向下进入流体回路，阀芯置物孔与流体回路同轴线，待投放的工具被流体冲刷携带从阀芯置物孔内脱出，进入流体回路中。

在所述阀芯的外表面上位于所述阀芯置物孔的上方、下方均设有密封槽，在所述密封槽内均设置有密封机构，在阀芯和阀体之间形成密封；

阀芯移动时，当阀芯下方的密封机构离开阀体前，阀芯上方的密封机构已经通过阀体置物孔并与阀体再次形成密封。

所述阀体置物孔沿阀体的径向设置，其孔径大于待投放工具的最大尺寸，所述阀芯置物孔沿阀芯的径向设置，其孔径大于待投放工具的最大尺寸。

所述阀体为筒形结构，其下端的外表面与三通的连接处设置有密封机构；

所述阀体与三通通过螺纹或法兰连接。

所述密封机构均为密封圈。

优选地，所述装置包括阀芯轴，其一端固定连接在阀芯上，另一端与外部驱动机构连接。

所述外部驱动机构包括螺母和手柄，所述手柄通过螺母与阀芯轴固定连接。

所述装置包括压盖，其与阀体的上端通过螺纹或法兰连接，所述阀芯轴从压盖的中心孔穿出后与所述手柄连接。

一种方案是，所述阀芯轴与压盖形成滑动副，所述阀芯轴能够在压盖内沿其轴向进行滑动。

另一种方案是，所述阀芯轴和压盖形成螺纹副，旋转阀芯轴使得阀芯轴在压盖内沿其轴向进行移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)可以在不影响管路循环的情况下向其内部投放物体，并且不会发生泄漏；

(2)通过阀芯将被投放物体直接送入管路内部，被流体冲携带走，不是依靠重力下落入管路，更加可靠；

(3)仅阀芯为运动部件，一次动作完成状态切换和物品投放，无需复杂操作；

(4)阀体尺寸设计可使在投放时不会在回路内产生节流作用，不影响循环。

附图说明

图1为无需关断流体回路的回路内工具投放装置在未激活状态的三维剖视图。

图2为无需关断流体回路的回路内工具投放装置在激活状态的三维剖视图。

图3为在回路外部放置物体的示意图。

图4为切换投放装置联通状态的示意图。

图5被投放物体随流体进入回路的示意图。

图6为装置复位，投放完成状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置(简称投放装置)为一种可连接在管路上的阀件，可实现在不影响管道内流体循环(无需关断)、不会发生泄漏的条件下向管道内投放物体。主要由阀芯和壳体等部件组成。阀芯上设置了置物孔，随着阀芯的运动，该孔可在与管路外部联通和与管路内部联通两种状态间切换。当置物孔与管路外部联通时，将需要投放的物体放入置物孔内。阀芯运动进行状态切换，当置物孔与管路内部联通后，被投放物品进入管路，并且被流体冲刷携带从阀件内脱离，完成物品投放。由于阀芯仅占用部分流道，不影响管路正常运行。当物品投放完成后，阀芯复位。通过合理设计阀芯上下两端的密封槽的间距和阀体的尺寸参数，可以实现本装置工作过程中，流体始终不会发生泄露。

图1为无需关断流体回路的回路内工具投放装置在未激活状态的三维剖视图。其中1是阀芯轴，一端连接固定在阀芯7上，另一端与外部驱动装置连接，将外部驱动装置的力和运动传递到阀芯7上，驱动阀芯7移动完成装置状态切换，进行投放作业；2是螺母，将手柄3与阀芯轴1连接固定；3是手柄，与阀芯轴7连接固定，方便作业人员用手握持，推动阀芯运动；4是压盖，与阀体5固定连接，阀芯轴1从压盖4的中心孔穿过，两者可以在轴向相对滑动，压盖4用于限制阀芯的运动幅度，防止阀芯7在回路内压作用下从阀体5内向上脱出；阀体5为筒形结构，下端与三通9固定连接，连接处设置密封机构。在阀体5上沿径向设有通孔，孔径大于被投放物10的最大尺寸，被投放物10可通过该孔放入阀芯7。6是密封圈，在阀芯7和阀体5间形成密封，防止回路内流体通过两者间的缝隙泄露；7是阀芯，可以在驱动力的作用下沿轴线在阀体5内滑动，在阀芯7上设有径向的通孔，用于放置被投放物品，此孔在装置未激活状态与阀体5上的径向孔同轴，在装置激活状态与回路内部相通。图1为未激活状态，所以阀芯7的通孔与阀体5的通孔同轴。在阀芯7的上下两段均设置有多条密封圈6，用于密封阀芯7和阀体5的间隙；8是密封圈，密封阀体5和三通9之间的间隙；9是三通，两端设有连接部位，与管道连接形成主回路，并通过侧孔与阀体5固定连接，形成被投放物体的通道。阀体5、阀芯7和三通9组成密封的外壳，保证在本投放装置所有状态下，回路内液体不会发生泄漏。阀体5与阀芯7组成投放机构，通过两者的相对位置变化，在保证回路内液体不泄露的前提下完成物体的投放。

图2为无需关断流体回路的回路内工具投放装置在激活状态的三维剖视图。此时阀芯7在阀芯轴1和手柄3的作用下，向下移动，阀芯7上的通孔与回路内部相通，由于通孔轴线与回路轴线平行，流体流过阀芯7上的通孔，将被投放物体冲走。

图3为在回路外部放置物体的示意图。此时，本装置与管道11相连接，形成流体回路，流体沿管道11和三通9的轴线流动。阀芯7上的通孔与阀体5上的通孔同轴，与外界相通。阀芯下端的密封圈7起密封作用，防止回路内的流体外泄。将被投放物体10穿过阀体5上的通孔，置于阀芯7的通孔内。

图4为切换投放装置联通状态的示意图。通过手柄3下压阀芯7，被投放物体10随阀芯7向下运动。阀芯7上下两端的密封槽的间距、阀体5的尺寸经过合理设计，在下密封圈从阀体5内进入主回路失去密封作用之前，上端的密封圈7已经向下运动通过阀体5上的径向孔，与阀体5再次形成密封，保证状态切换过程中不会发生流体泄露。如本图所示，阀芯7上端的密封圈在阀芯7和阀体5间形成密封，防止流体外泄。并且阀芯7上的通孔与回路内部相连，被投放物10进入回路内部。

图5为被投放物体随流体进入回路的示意图。由于阀芯7上的通孔与回路轴线平行，流体流经阀芯7上的通孔，将被投放物10冲入回路内部。由于利用流体拖曳力将被投放物从阀芯7的孔内带出，相比于依靠被投放物重力自由下降的方式，可以更加可靠地保证被投放物10不会粘黏在投放装置中，能够顺利地进入回路。

图6为装置复位，投放完成状态图。在被投放物10进入回路后，阀芯7上移，其上下两端的密封圈再次完成密封功能交替，防止液体泄漏。由于阀芯7上下端面存在压差，可以利用该压差力完成阀芯7的自动复位，在复位过程中，在阀芯7的通孔内还存留有少量流体，在阀芯复位后需要对其进行清理。

本例中的驱动方式采用手动，所以安装了手柄3。也可以在手柄处安装气动、电动或液动装置，作为驱动方式。本例中阀芯轴1和压盖4两者间为滑动副，也可以采用螺纹副连接，通过旋转阀杆1使阀芯7下移进入主回路。本例的阀体5、阀芯7的截面为圆形，也可以根据需要采用其他形状的截面，如正方形，既可以固定通孔的方向，也可以适合被投放物的形状。

本实用新型通过阀芯在阀体内的轴向移动，将置物孔顺序与回路内外联通，完成被投放物的投放，通过合理设计阀芯上下两端的密封槽的间距和阀体的尺寸参数，实现阀芯运动过程中回路内液体不会发生泄露，利用流体拖曳力将被投放物携入回路，降低了利用重力投放时，被投放物与装置粘连的风险。本实用新型可以实现在不影响管道内流体循环的条件下向管道内投放物体，起到节约时间、降低风险的效果。可以应用于石油钻完井过程中向井筒内投放物体，无需拆卸钻完井管柱，降低作业风险；也可以应用于化工生产管道和其它管道系统，无需停产拆卸管道，无需连接管道旁路，即可在线向管道内投放物体，能够提高效率，降低成本。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其连接在管路上，其特征在于：所述无需关断流体回路的回路内工具投放装置包括阀芯、阀体和三通；

所述三通的两个接口分别与管道连接，形成流体回路，流体沿管道和三通的轴线流动，所述三通的第三个接口与阀体的下端密封连接；

所述阀芯安装在阀体内，在所述阀体上开有阀体置物孔，在所述阀芯上开有阀芯置物孔；所述阀芯置物孔和阀体置物孔均为通孔；阀芯能够在驱动力的作用下沿阀体的轴线方向在阀体内滑动。

2.根据权利要求1所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：投放工具前，所述阀体置物孔与阀芯置物孔同轴线设置，待投放的工具从阀体置物孔进入阀芯置物孔；投放时，阀芯向下进入流体回路，阀芯置物孔与流体回路同轴线，待投放的工具被流体冲刷携带从阀芯置物孔内脱出，进入流体回路中。

3.根据权利要求2所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：在所述阀芯的外表面上位于所述阀芯置物孔的上方、下方均设有密封槽，在所述密封槽内均设置有密封机构，在阀芯和阀体之间形成密封；

阀芯移动时，当阀芯下方的密封机构离开阀体前，阀芯上方的密封机构已经通过阀体置物孔并与阀体再次形成密封。

4.根据权利要求3所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述阀体置物孔沿阀体的径向设置，其孔径大于待投放工具的最大尺寸，所述阀芯置物孔沿阀芯的径向设置，其孔径大于待投放工具的最大尺寸。

5.根据权利要求4所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述阀体为筒形结构，其下端的外表面与三通的连接处设置有密封机构；

所述阀体与三通通过螺纹或法兰连接。

6.根据权利要求5所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述密封机构均为密封圈。

7.根据权利要求1至6任一所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述装置包括阀芯轴，其一端固定连接在阀芯上，另一端与外部驱动机构连接。

8.根据权利要求7所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述外部驱动机构包括螺母和手柄，所述手柄通过螺母与阀芯轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述装置包括压盖，其与阀体的上端通过螺纹或法兰连接，所述阀芯轴从压盖的中心孔穿出后与所述手柄连接；

所述阀芯轴与压盖形成滑动副，所述阀芯轴能够在压盖内沿其轴向进行滑动。

10.根据权利要求8所述的无需关断流体回路的回路内工具投放装置，其特征在于：所述装置包括压盖，其与阀体的上端通过螺纹或法兰连接，所述阀芯轴从压盖的中心孔穿出后与所述手柄连接；

所述阀芯轴和压盖形成螺纹副，旋转阀芯轴使得阀芯轴在压盖内沿其轴向进行移动。