CN207609853U - 一种通气阻液阀及真空除气器 - Google Patents

一种通气阻液阀及真空除气器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种通气阻液阀及真空除气器,通气阻液阀包括:阀体;阻液活塞,阻液活塞包括外筒、内轴和预设个螺旋片;伸缩杆,伸缩杆的顶端与内轴的底端连接;阀芯;阀座,阀座的外壁与阀体的腔体内壁密封固定,阀座上开有第一通孔;弹性复位装置;当阀体的入口吸进气体时,弹性复位装置能够使伸缩杆向靠进阀体的入口方向移动,使得阀芯打开第一通孔;当阀体的入口吸进液体时,弹性复位装置被压缩,使得伸缩杆向靠近阀体的出口方向移动,使得阀芯密封第一通孔。本实用新型避免了由于钻井液的密度变化,或者液面平衡装置的误动作所导致的钻井液被吸入真空泵中,造成真空泵的损坏。

Description

一种通气阻液阀及真空除气器
技术领域
本实用新型涉及阀体技术领域,尤其涉及一种通气阻液阀及真空除气器。
背景技术
在石油钻井作业中,需要使用钻井液进行钻井,钻井液的作用是冷却钻头、携带钻屑返回至地面、平衡地层压力等。当钻至含气层时,天然气会侵入钻井液中,气侵钻井液将会影响钻井液的密度、粘度等性能,因此,在钻井液返回地面钻井液罐之后,需对气侵的钻井液进行除气,以维持钻井液的性能。
目前现场对钻井液除气的方法是使用钻井液真空除气器进行除气。钻井液真空除气器的原理是:利用真空泵的抽吸作用,在真空罐内形成负压区,除气器的离心式叶轮使钻井液在真空罐与钻井液罐中形成循环,在真空环境下侵入液体中的气体逸出,被真空泵抽吸出来排往安全地带,从而完成除气过程。
在真空泵抽吸气体的过程中,由于钻井液的密度变化,或者液面平衡装置的误动作,有时会导致钻井液被吸入真空泵中,造成真空泵的损坏。
因此,如何避免由于钻井液的密度变化,或者液面平衡装置的误动作所导致的钻井液被吸入真空泵中,造成真空泵的损坏是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的是提供一种通气阻液阀,以避免由于钻井液的密度变化,或者液面平衡装置的误动作所导致的钻井液被吸入真空泵中,造成真空泵的损坏。
本实用新型的第二个目的是提供一种真空除气器。
为了实现上述第一个目的,本实用新型提供了如下方案:
一种通气阻液阀,包括:
阀体,所述阀体的出口与真空除气器的入口导通;
阻液活塞,所述阻液活塞包括外筒、内轴和预设个螺旋片,所述外筒与所述阀体的腔体内壁间隙配合,所述内轴安装在所述外筒内,且所述螺旋片安装在所述内轴上,所述螺旋片之间构成气体流动通道,所述螺旋片跟着所述内轴旋转时,能够将所述阀体入口处的气体吸入所述气体流动通道;
伸缩杆,所述伸缩杆的顶端与所述内轴的底端连接;
阀芯,所述阀芯安装在所述伸缩杆上;
阀座,所述阀座的外壁与所述阀体的腔体内壁密封固定,所述阀座上开有第一通孔,所述伸缩杆穿过所述第一通孔,所述阀芯能够随着所述伸缩杆的移动密封或者打开所述第一通孔;
弹性复位装置,所述弹性复位装置的底端安装在所述阀体的出口处;
当所述阀体的入口吸进所述气体时,所述弹性复位装置能够使所述伸缩杆向靠进所述阀体的入口方向移动,使得所述阀芯打开所述第一通孔;
当所述阀体的入口吸进液体时,所述弹性复位装置被压缩,使得所述伸缩杆向靠近所述阀体的出口方向移动,使得所述阀芯密封所述第一通孔。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述弹性复位装置为弹簧;
所述弹簧的底端抵接在所述阀体的出口处设置的通气导向座上,所述弹簧的顶端抵接在所述伸缩杆上设置的抵接板上。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述弹簧为钢制压缩弹簧。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述通气导向座上开设有导向孔;
所述伸缩杆能够在所述导向孔内移动,且所述弹簧套设所述伸缩杆。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述通气导向座上开设有第二通孔。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述第二通孔的个数为多个,均布在所述通气导向座上。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述阀芯与所述第一通孔的密封端为锥形端,所述第一通孔的入口端为锥形口,所述锥形端与所述锥形口能够密封。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述锥形端的顶端处还开设有密封槽,所述密封槽内安装有密封圈。
优选地,在上述通气阻液阀中,所述外筒的轴心线和所述内轴的轴心线重合,所述螺旋片焊接在所述内轴上,所述螺旋片的螺旋包角小于或者等于180°,所述螺距小于阻液活塞高度的1/2,所述螺旋片的个数大于或等于2个,且在所述外轴的圆周方向上均布。
从上述的技术方案可以看出,本实用新型提供的通气阻液阀,使用时,将阀体的出口与真空除气器的入口连接。阻液活塞上的气体流动通道在正常通气的情况下,由于气体的密度较小,气体通过阻液活塞的气体流动通道时所产生的沿程阻力以及局部阻力小,阻力使阻液活塞的顶端和底端的端面产生压差也小,压差所产生的推动力小,弹性复位装置克服阻液活塞的推动力,阀芯与阀座为打开的状态,气体正常通过。当液体被吸入通气阻液阀进入阻液活塞时,由于液体流动的沿程阻力及局部阻力比通过气体时的阻力大得多,将使液体在阻液活塞顶端和底端的端面间产生较大的压差,压差所产生的推动力大,该推动力克服弹性复位装置,将推动阻液活塞、阀芯和伸缩杆向靠近阀体出口的那端移动,最终阀芯与阀座的第一通孔相接触而密封,实现了对气体流动通道的密封,达到阻止液体流动的目的,避免液体进入真空除气器而造成真空泵的损坏。即本实用新型提供的通气阻液阀,避免了由于钻井液的密度变化,或者液面平衡装置的误动作所导致的钻井液被吸入真空泵中,造成真空泵的损坏。
实现上述第二个目的,本实用新型提供了如下方案:
一种真空除气器,包括如上述任意一项所述的通气阻液阀。
由于本实用新型公开的真空除气器包括上述任意一项中的通气阻液阀,因此,通气阻液阀所具有的有益效果均是本实用新型公开的真空除气器所包含的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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为本实用新型提供的通气阻液阀的剖视结构示意图;
图2为本实用新型提供的通气阻液阀的阻液活塞的结构示意图;
图3为本实用新型提供的通气阻液阀的螺旋片的结构示意图;
图4为本实用新型提供的通气阻液阀的通气导向座的结构示意图。
其中,图1-图4中:
阀体1、阻液活塞2、外筒201、内轴202、螺旋片203、伸缩杆3、抵接板301、阀芯4、阀座5、第一通孔501、弹性复位装置6、通气导向座7、导向孔701、第二通孔702、密封圈8。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
流体在流过管道等过流装置时将产生沿程阻力损失以及局部阻力损失,根据达西-维斯巴赫公式,管道的沿程阻力以及局部阻力损失与流体的密度成正比。本实用新型利用气体与液体的密度相差较大,其流过通道时的阻力差别大的原理,公开了通气阻液阀。
实施例一
请参阅图1-图4,本实用新型公开了一种通气阻液阀,其中,通气阻液阀包括阀体1、阻液活塞2、伸缩杆3、阀芯4、阀座5和弹性复位装置6。
阀体1为圆筒,阀体1的出口与阀体1的进口端均设置有螺纹,阀体1的出口与真空除气器的入口导通,且阀体1的出口与真空除气器通过螺纹连接。
阻液活塞2包括外筒201、内轴202和预设个螺旋片203,外筒201与阀体1的腔体内壁间隙配合,内轴202安装在外筒201内,且螺旋片203安装在内轴202上,螺旋片203之间构成气体流动通道,螺旋片203跟着内轴202旋转时,能够将阀体1入口处的气体吸入气体流动通道。其中,外筒201和内轴202同轴布置,阻液活塞2整体安装在阀体1的腔体中,阻液活塞2的外筒201与阀体1的内壁在径向方向上有间隙,使得阻液活塞2能够在阀体1的腔体中自由滑动。
伸缩杆3为圆柱轴,其顶端与内轴202的底端连接,具体地,伸缩杆3与内轴202同轴设置。阀芯4为圆台状,其中心开设有安装孔,伸缩杆3穿过安装孔与阀芯4焊接在一起。
阀座5的外壁与阀体1的腔体内壁密封固定,阀座5上开有第一通孔501,伸缩杆3穿过第一通孔501,阀芯4能够随着伸缩杆3的移动密封或者打开第一通孔501。
弹性复位装置6的底端安装在阀体1的出口处。当阀体1的入口吸进气体时,即阻液活塞2上的气体流动通道正常通气,由于气体的密度较小,气体通过阻液活塞2的气体流动通道时所产生的沿程阻力以及局部阻力小,阻力使阻液活塞2的顶端和底端的端面产生压差也小,压差所产生的推动力小,弹性复位装置6克服阻液活塞2的推动力,能够使伸缩杆3向靠进阀体1的入口方向移动,使得阀芯4打开第一通孔501,气体通过气体流动通道和第一通孔501,最后从阀芯4的出口端排出,即阀芯4与阀座5为打开的状态,气体正常通过。
当阀体1的入口吸进液体时,由于液体流动的沿程阻力及局部阻力比通过气体时的阻力大得多,将使液体在阻液活塞2顶端和底端的端面间产生较大的压差,压差所产生的推动力大,该推动力克服弹性复位装置6,将推动阻液活塞2、阀芯4和伸缩杆3向靠近阀体1出口的那端移动,最终阀芯4与阀座5的第一通孔501相接触而密封。
本实用新型提供的通气阻液阀,使用时,将阀体1的出口与真空除气器的入口连接。阻液活塞2上的气体流动通道在正常通气的情况下,由于气体的密度较小,气体通过阻液活塞2的气体流动通道时所产生的沿程阻力以及局部阻力小,阻力使阻液活塞2的顶端和底端的端面产生压差也小,压差所产生的推动力小,弹性复位装置6克服阻液活塞2的推动力,阀芯4与阀座5为打开的状态,气体正常通过。当液体被吸入通气阻液阀进入阻液活塞2时,由于液体流动的沿程阻力及局部阻力比通过气体时的阻力大得多,将使液体在阻液活塞2顶端和底端的端面间产生较大的压差,压差所产生的推动力大,该推动力克服弹性复位装置6,将推动阻液活塞2、阀芯4和伸缩杆3向靠近阀体1出口的那端移动,最终阀芯4与阀座5的第一通孔501相接触而密封,实现了对气体流动通道的密封,达到阻止液体流动的目的,避免液体进入真空除气器而造成真空泵的损坏。在通气阻液阀关闭后,可通过真空管汇上的三通阀放气使通气阻液阀复位,在排除故障后继续进行除气工作。
即本实用新型提供的通气阻液阀,避免了由于钻井液的密度变化,或者液面平衡装置的误动作所导致的钻井液被吸入真空泵中,造成真空泵的损坏。
实施例二
在本实用新型提供又一实施例中,本实施例中的通气阻液阀和实施例一中的通气阻液阀的结构类似,对相同之处就不再赘述了,仅介绍不同之处。
在本实施例中,具体公开了弹性复位装置6为弹簧,弹簧的底端抵接在阀体1的出口处设置的通气导向座7上,通气导向座7焊接在阀体1的出口,弹簧的顶端抵接在伸缩杆3上设置的抵接板301上。其中,弹簧可以套设伸缩杆3,此时,抵接板301为伸缩杆3的轴肩,弹簧一端抵接在抵接板301上,另一端抵接在通气导向座7上。也可以是抵接板301为伸缩杆3底端连接的板,弹簧的一端与抵接板301连接,弹簧的另一端与通气导向座7抵接。需要说明的是,弹性复位装置6也可以是其他能够替代弹簧的弹性件,例如弹性系数较小的板簧等。本实施例中,以抵接板301为伸缩杆3的轴肩,弹簧一端抵接在抵接板301上,另一端抵接在通气导向座7上,弹簧顶端端面与伸缩杆3的轴肩下平面相重合安装,弹簧的底端端面与通气导向座7的上平面相重合安装为例。
进一步地,本实用新型公开了弹簧为钢制压缩弹簧。
本实用新型公开了通气导向座7上开设有导向孔701,伸缩杆3能够在导向孔701内移动,且弹簧套设伸缩杆3,即导向孔701给伸缩杆3的移动提供了导向。
为了增加气体通过的顺畅性,本实用新型公开了通气导向座7上开设有第二通孔702。其中,第二通孔702的个数为多个,均布在通气导向座7上,第二导向孔701绕着导向孔701均布在通气导向座7上。
进一步地,本实用新型公开了阀芯4与第一通孔501的密封端为锥形端,第一通孔501的入口端为锥形口,锥形端与锥形口能够密封。阀芯4的锥形端为外圆锥,阀座5的锥形口为内圆锥孔,内圆锥孔的母线与内圆锥孔轴线的角度与阀芯4外圆锥面的母线与圆锥面的轴线的角度相等。
为了提高通气阻液阀的密封性,本实用新型公开了锥形端的顶端处还开设有密封槽,密封槽内安装有密封圈8。其中密封圈8为O形密封圈。
本实施例还公开了外筒201的轴心线和内轴202的轴心线重合,螺旋片203焊接在内轴202上,螺旋片203的螺旋包角小于或者等于180°,螺距小于阻液活塞2高度的1/2,螺旋片203的个数大于或等于2个,且在外轴的圆周方向上均布。
本实用新型除可应用于钻井液真空除气器的通气阻液外,同时亦可应用于其它需要通气阻液的场合。
本实用新型公开的通气阻液阀,工作时,通气阻液阀安装在真空泵抽吸管汇中,在正常情况下,抽吸的气体可正常通过阻液活塞2、阀座5和通气导向套等部件的流动通道,当液体进入阻液阀时,由于液体的流动阻力大,流动液体推动阻液活塞2的推动力将克服弹簧的弹簧力并推动阀芯4至阀座5的位置,从而封闭流动通道,阻止液体流动。
本实用新型方案结构简单,通气时通气流量大,阻液时阀芯4关闭动作快,阻液效果好,方案易于实施。
实施例三
本实用新型提供了一种真空除气器,包括如上述任意一项实施例的通气阻液阀。
由于本实用新型公开的真空除气器包括上述任意一项实施例中的通气阻液阀,因此,通气阻液阀所具有的有益效果均是本实用新型公开的真空除气器所包含的。
在本实用新型中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别,没有其他的特殊含义。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通气阻液阀,其特征在于,包括:
阀体(1),所述阀体(1)的出口与真空除气器的入口导通;
阻液活塞(2),所述阻液活塞(2)包括外筒(201)、内轴(202)和预设个螺旋片(203),所述外筒(201)与所述阀体(1)的腔体内壁间隙配合,所述内轴(202)安装在所述外筒(201)内,且所述螺旋片(203)安装在所述内轴(202)上,所述螺旋片(203)之间构成气体流动通道,所述螺旋片(203)跟着所述内轴(202)旋转时,能够将所述阀体(1)入口处的气体吸入所述气体流动通道;
伸缩杆(3),所述伸缩杆(3)的顶端与所述内轴(202)的底端连接;
阀芯(4),所述阀芯(4)安装在所述伸缩杆(3)上;
阀座(5),所述阀座(5)的外壁与所述阀体(1)的腔体内壁密封固定,所述阀座(5)上开有第一通孔(501),所述伸缩杆(3)穿过所述第一通孔(501),所述阀芯(4)能够随着所述伸缩杆(3)的移动密封或者打开所述第一通孔(501);
弹性复位装置(6),所述弹性复位装置(6)的底端安装在所述阀体(1)的出口处;
当所述阀体(1)的入口吸进所述气体时,所述弹性复位装置(6)能够使所述伸缩杆(3)向靠进所述阀体(1)的入口方向移动,使得所述阀芯(4)打开所述第一通孔(501);
当所述阀体(1)的入口吸进液体时,所述弹性复位装置(6)被压缩,使得所述伸缩杆(3)向靠近所述阀体(1)的出口方向移动,使得所述阀芯(4)密封所述第一通孔(501)。
2.根据权利要求1所述的通气阻液阀,其特征在于,所述弹性复位装置(6)为弹簧;
所述弹簧的底端抵接在所述阀体(1)的出口处设置的通气导向座(7)上,所述弹簧的顶端抵接在所述伸缩杆(3)上设置的抵接板(301)上。
3.根据权利要求2所述的通气阻液阀,其特征在于,所述弹簧为钢制压缩弹簧。
4.根据权利要求2所述的通气阻液阀,其特征在于,所述通气导向座(7)上开设有导向孔(701);
所述伸缩杆(3)能够在所述导向孔(701)内移动,且所述弹簧套设所述伸缩杆(3)。
5.根据权利要求2所述的通气阻液阀,其特征在于,所述通气导向座(7)上开设有第二通孔(702)。
6.根据权利要求5所述的通气阻液阀,其特征在于,所述第二通孔(702)的个数为多个,均布在所述通气导向座(7)上。
7.根据权利要求1所述的通气阻液阀,其特征在于,所述阀芯(4)与所述第一通孔(501)的密封端为锥形端,所述第一通孔(501)的入口端为锥形口,所述锥形端与所述锥形口能够密封。
8.根据权利要求7所述的通气阻液阀,其特征在于,所述锥形端的顶端处还开设有密封槽,所述密封槽内安装有密封圈(8)。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的通气阻液阀,其特征在于,所述外筒(201)的轴心线和所述内轴(202)的轴心线重合,所述螺旋片(203)焊接在所述内轴(202)上,所述螺旋片(203)的螺旋包角小于或者等于180°,所述螺旋片(203)的螺距小于阻液活塞(2)高度的1/2,所述螺旋片(203)的个数大于或等于2个,且在所述内轴(202)的圆周方向上均布。
10.一种真空除气器,其特征在于,包括如权利要求1-9中任意一项所述的通气阻液阀。
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