CN207609409U - 一种环空放气阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型为石油开采油套管环空放气阀，安装在过电缆封隔器上，是油气田开发中控制油管和套管环空气体流动的重要装置，该环空放气阀主要包括四部分：本体、弹簧、金属密封总成和弹性密封件，阀体和阀座采用金属‑金属密封，密封面为弧形面，密封压力高，使用寿命长，克服了弹性密封摩擦大及易损坏等问题；通过独特的结构设计，控制管线打压时活塞向上移动打开环空放气阀，与传统的活塞向下移动打开环空放气阀结构相比，缩短了环空放气阀长度，环空放气阀结构更加紧凑，降低了环空放气阀潜在泄漏点；环空放气阀关闭时，井底气体压力越高，阀体和阀座处的密封越紧密，密封性越好，实现了自锁功能；为方便组装，阀体和活塞内部都有内六角。

Description

一种环空放气阀

技术领域：

本实用新型属于控制油气田开发中油管和套管环空气体的流动气阀的技术领域，尤其涉及一种环空放气阀。

背景技术

油气田开发过程中，安装在过电缆封隔器上的环空放气阀是控制油管和套管环空气体流动的重要装置。目前的产品大多是采用活塞密封结构，在活塞上安装两道弹性密封圈，环空放气阀开启时，两道密封圈均处于本体排气孔下端，活塞杆上位于两道密封圈上部的排气孔与本体上的排气孔连通，实现放气功能；环空放气阀关闭时，两道密封圈分别位于本体上排气孔的上下端，实现密封功能。这种密封结构的主要缺点是当密封圈划过本体上的排气孔时会产生擦伤，影响密封效果。弹性密封是通过密封件的挤压变形密封的，其密封能力有限，同时弹性密封圈本身使用寿命短。打开环空放气阀时，活塞向下移动，环空放气阀内部必须留有足够的空间，这导致了环空放气阀长度加长。因此，设计一种密封压力高、密封可靠性好、结构紧凑、使用寿命长的新型环空放气阀尤为重要。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种环空放气阀。

本实用新型可应用于油气田开采中，安装在过电缆封隔器上，主要用来控制油气田开发中油管和套管环空气体的流动。通过结构创新，使该工具密封压力高、密封可靠性好、结构紧凑、使用寿命长。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而采用的技术方案是：

一种环空放气阀，包括上接头、外筒、下接头；所述外筒两端分别连接有上接头和下接头；其特征在于，所述外筒内设置有转换套，所述转换套2接有端部带弹性密封通道的活塞，所述活塞下端通过阀体与设置在下接头的阀座连接；所述活塞上缠绕有弹簧。

所述转换套内径大于所述活塞密封面外径，所述转换套的内径大于阀体和阀座接触圆周的直径。

所述阀体与阀座之间采用金属密封机构，其中阀体为椭圆面，阀座是球面，两者之间密封为线接触。

所述阀体与阀座之间采用金属密封机构，其中阀体为椭圆面，阀座是球面，两者之间密封为线接触。

所述转换套通过上接头端面和外筒台肩轴向定位，所述阀座通过外筒端面和下接头台肩实现轴向定位。

有益效果

本实用新型具有的优点和积极效果是：采用金属密封提高密封性能和使用寿命；优化结构设计使环空放气阀关闭时始终受到向下的力，实现自锁功能；采用独特的转换套设计使环空放气阀的打开方式为活塞向上移动打开，有效缩短了放气阀长度。通过结构创新，使该实用新型具有密封压力高、密封可靠性好、结构紧凑、使用寿命长等优点。具体分析为：

1、环空放气阀由本体(上接头、外筒、下接头)、弹簧、金属密封总成(转换套、活塞、阀体、阀座)和弹性密封件组成。上接头上1/4in NPT螺纹与控制管线连接，下接头上1inNPT螺纹与过电缆封隔器连接；弹簧和活塞安装在转换套中，转换套置于外筒中，外筒与上接头连接，转换套通过上接头端面和外筒台肩实现轴向定位；阀体与活塞连接，阀座安装在下接头中，下接头与外筒连接，阀座通过外筒端面和下接头台肩实现轴向定位；活塞与转换套和外筒之间、上接头和外筒之间采用弹性密封以传递控制压力，阀座和下接头之间、阀体和活塞之间采用弹性密封以防下部气体泄漏；环空放气阀打开时，外筒上的台肩起到活塞定位作用。

2、阀体和阀座之间采用金属对金属密封，密封压力高，安全可靠。

3、环空放气阀内部设计有独特的转换套结构，转换套的内径大于外筒密封面的内径，由于面积差，从液控管线打压时，活塞向上运动打开环空放气阀。该设计减小了活塞运动所需空间，从而缩短了环空放气阀长度。

4、转换套的内径大于阀体和阀座接触圆周的直径，环空放气阀关闭时，井底气压使活塞受到向下的力，阀体-阀座处金属密封面始终闭合，实现自锁功能。井底压力越大，阀体-阀座处的密封越紧密。

5、为组装方便，阀体和活塞内部均有内六角结构。

附图说明

图1环空放气阀结构示意图

附图标记

1-上接头；2-转换套；3-外筒；4-弹簧；5-活塞；6-阀体；7-阀座；8-下接头； 9-O型密封圈；10-O型密封圈；31-外筒台肩；12-排气孔；13-活塞密封面 81-下接头台肩

具体实施方式

为了能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，举以下实例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，环空放气阀由本体(上接头1、外筒3、下接头8)、弹簧4、金属密封总成(转换套2、活塞5、阀体6、阀座7)、和弹性密封件(图中未注明)组成。上接头1上1/4in NPT螺纹与控制管线连接，下接头8上1in NPT螺纹与过电缆封隔器连接；弹簧4和活塞5安装在转换套2中，转换套2置于外筒3中，外筒3与上接头1连接，转换套2通过上接头1端面和外筒台肩31(见图1所示)，实现轴向定位；阀体6与活塞5连接，阀座7安装在下接头8中，下接头8与外筒3连接，阀座7通过外筒3端面和下接头8台肩81实现轴向定位；活塞5与转换套2和外筒3之间、上接头1和外筒3 之间采用弹性密封以传递控制压力，阀座7和下接头8之间、阀体6和活塞5之间采用弹性密封以防下部气体泄漏。环空放气阀打开时，外筒3上的台肩31起到活塞定位作用。

本实用新型的工作原理为：从控制管线加压，液体经转换套2与上接头1和外筒3的间隙进入活塞5上两道密封圈9和10之间，由于转换套2内径大于外筒3的密封面外径，活塞5受到向上的力，活塞5带动阀体6上移，同时压缩弹簧4，环空放气阀打开，井底气体经环空放气阀排气孔12进入过电缆封隔器上部油管与套管环空并排到地面；控制管线泄压，在弹簧4的推动下活塞5下移，阀体6和阀座7闭合，环空放气阀关闭。在环空放气阀关闭位置，阀体6和阀座7接触圆周直径小于转换套2的内径，环空放气阀关闭时，井底气压使活塞受到向下的力，阀体6-阀座7处金属密封面始终闭合，因此，井底气体压力对活塞5有一个向下的推力，实现自锁功能。若控制管线不打压，井底压力始终打不开环空放气阀，且井底压力越大，环空放气阀密封越严密。

上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护范围的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之列。

Claims (5)

1.一种环空放气阀，包括上接头(1)、外筒(3)、下接头(8)；所述外筒3两端分别连接有上接头(1)和下接头(8)；其特征在于，所述外筒(3)内设置有转换套(2)，所述转换套2接有端部带弹性密封通道(9，10)的活塞5，所述活塞(5)下端通过阀体(6)与设置在下接头(8)的阀座(7)连接；所述活塞(5)上缠绕有弹簧(4)。

2.根据权利要求1所述的一种环空放气阀，其特征在于，所述活塞上设有密封面；所述转换套(2)内径大于所述密封面(13)外径，所述转换套的内径大于阀体(6)和阀座(7)接触圆周的直径。

3.根据权利要求1所述的一种环空放气阀，其特征在于，所述阀体(6)与阀座(7)之间采用金属密封机构，其中阀体(6)为椭圆面，阀座(7)是球面，两者之间密封为线接触。

4.根据权利要求2所述的一种环空放气阀，其特征在于，所述阀体(6)与阀座(7)之间采用金属密封机构，其中阀体(6)为椭圆面，阀座(7)是球面，两者之间密封为线接触。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种环空放气阀，其特征在于，所述转换套(2)通过上接头(1)端面和外筒台肩(31)轴向定位，所述阀座(7)通过外筒(3)端面和下接头(8)台肩(81)实现轴向定位。