CN211448580U - 一种用于石油钻井的钻井液固控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于石油钻井的钻井液固控系统，具体涉及石油钻井液固控领域，包括阀体和阀门控制机构，阀体的内部活动安装有阀芯，阀体的顶端固定连接有油液管，阀门控制机构包括液压仓、拉紧机构、弹性连轴座、驱动机构，驱动机构的输出端固定连接有联轴器、丝杆，丝杆的外侧套接有与丝杆相适配的丝杆套，丝杆套的底端安装有活塞。本实用新型通过液压传导的方式将阀门控制机构的机械能传递至阀门机构，利用驱动机构对液压仓内部进行加压，利用流体力学的传导特性实现对阀门的远距离控制，相较于传统的单螺杆传动结构不受力矩的控制，方便对钻井液循环中泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线的控制，提高其实用性。

Description

一种用于石油钻井的钻井液固控系统

技术领域

本实用新型涉及石油钻井液固控系统技术领域，更具体地说，本实用新型具体为一种用于石油钻井的钻井液固控系统。

背景技术

石油钻井作业中，钻井液固控系统广泛用于试验钻井作业钻井液低压循环系统，在钻井作业钻井液循环中，固控阀为泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线的控制开关，所以，目前的低压钻井液循环系统中都具有数量较多的固控阀。

现有的固控装置为采用单螺杆传动来实现底部阀阀芯的上下运动，实现底部阀的开关，这种单螺杆传动的底部阀结构简单，为了使螺杆传动能够实现自锁功能，所以需要将单螺杆传动设置为小螺距，在采用小螺距螺杆传动时，由于螺距小，所述螺杆传动缓慢，从而导致了需要较长的时间才能实现开关底部阀的开关动作，在实际使用中，极大的影响了钻井作业的效率，尤其处理井下紧急事故时，由于底部阀开关动作缓慢，容易造成安全事故；另外，这种小螺距单螺杆传动，由于螺距小，手轮旋转一周时，阀芯只能提起或者降低较小的高度，所以在操作底部阀时操作劳动强度大。

为了解决上述问题，在专利申请公布号CN202954763U的专利公开了一种石油钻井液固控系统底部阀，参考说明书附图5，该申请中阀芯2的升降速度为传统单螺杆传动的底部阀的两倍，因此在相同的开关行程内开关底部阀时间为传统单螺杆底部阀的一半，减小了劳动强度，提高了工作效率。

但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点：由于油井固控系统大多同于处理井下紧急事故，其连接结构较为复杂，该一体式底部阀采用单螺杆传动，其油井固控系统的结构特性导致该阀门控制系统在执行控制操作时操作复杂，且单螺杆传动的方式，常需要加长螺杆长度，导致其扭矩过小，在长期使用中容易扭曲，使用寿命短。

因此亟需提供一种用于石油钻井可长距控制且使用寿命长的钻井液固控系统。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种用于石油钻井的钻井液固控系统，通过应用帕斯卡原理，通过液压传导的方式将阀门控制机构的机械能传递至阀门机构，利用驱动机构对液压仓内部进行加压，利用流体力学的传导特性实现对阀门的远距离控制，相较于传统的单螺杆传动结构不受力矩的控制，方便对钻井液循环中泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线的控制，提高其实用性；另外，本实用新型通过设置液压传动结构以及双阀杆机构，液压传动结构具有结构简单稳定的特性，对材料结构无较高要求不易因结构形变等问题失灵，且钢性的油液管对双阀杆机构起到一定的导向作用能够进一步提高液压传动系统到阀芯控制的稳定性，能够稳定的将液压系统的压力转换为控制阀芯运动的作用力，防止阀杆结构形变，提高该固控阀的使用寿命，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于石油钻井的钻井液固控系统，包括阀体和阀门控制机构，所述阀体的内部活动安装有阀芯，所述阀体的顶端固定连接有油液管，所述阀芯的顶端固定安装有阀杆，所述阀门控制机构包括液压仓、拉紧机构、弹性连轴座、驱动机构，所述液压仓、驱动机构通过拉紧机构固定连接，所述驱动机构的输出端固定连接有联轴器，所述联轴器的另一端固定连接有丝杆，所述丝杆的外侧套接有与丝杆相适配的丝杆套，所述丝杆套的底端贯穿至液压仓的内部并固定安装有活塞，所述活塞的周侧与液压仓的内壁过盈配合。

在一个优选地实施方式中，所述油液管为钢性直管和软管相互连接构成，所述钢性直管的长度等于阀杆的长度，所述钢性直管的一端与阀体的顶面固定连接，所述软管的一端与液压仓的底端固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述阀体内腔的顶面固定安装有限位环，所述限位环活动套接于阀杆的表面，所述阀杆的顶端贯穿阀体的顶面延伸至油液管的内部并与油液管的内壁滑动连接。

在一个优选地实施方式中，所述阀杆的顶端固定安装有第二活塞，所述第二活塞的周侧与油液管的内壁过盈配合，所述第二活塞的周侧套接有活塞环。

在一个优选地实施方式中，所述拉紧机构由套接于液压仓外侧的套环以及顶端的安装板构成，所述套环与安装板之间设有连接杆并通过连接杆固定连接，所述驱动机构通过螺杆安装于安装板的顶面。

在一个优选地实施方式中，所述驱动机构由旋转电机构成，所述电机的输出端贯穿拉紧机构的顶面与丝杆的顶端通过联轴器固定连接，所述丝杆套的内侧开设有与丝杆相适配的螺纹槽。

在一个优选地实施方式中，所述弹性连轴座由两个分别套接于丝杆套顶端和液压仓周侧的弹簧座构成，所述弹簧座的内侧固定安装有弹簧，所述位于丝杆套顶端的弹簧座内部设有轴承，所述轴承套接于丝杆的外侧。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过应用帕斯卡原理，通过液压传导的方式将阀门控制机构的机械能传递至阀门机构，利用驱动机构对液压仓内部进行加压，利用流体力学的传导特性实现对阀门的远距离控制，相较于传统的单螺杆传动结构不受力矩的控制，方便对钻井液循环中泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线的控制，提高其实用性；

2、本实用新型通过设置液压传动结构以及双阀杆机构，液压传动结构具有结构简单稳定的特性，对材料结构无较高要求不易因结构形变等问题失灵，且钢性的油液管对双阀杆机构起到一定的导向作用能够进一步提高液压传动系统到阀芯控制的稳定性，能够稳定的将液压系统的压力转换为控制阀芯运动的作用力，防止阀杆结构形变，提高该固控阀的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的阀门控制结构示意图。

图3为本实用新型的阀门结构示意图。

图4为本实用新型的图3中A处结构示意图。

图5为本实用新型的对比文件结构示意图。

附图标记为：1、阀体；2、阀芯；3、阀杆；4、限位环；5、油液管；6、液压仓；7、活塞；8、拉紧机构；9、弹性连轴座；10、联轴器；11、驱动机构；12、丝杆；13、丝杆套；31、第二活塞；91、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如附图1-4所示的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，包括阀体1和阀门控制机构，阀体1的内部活动安装有阀芯2，阀体1的顶端固定连接有油液管5，阀芯2的顶端固定安装有阀杆3，阀门控制机构包括液压仓6、拉紧机构8、弹性连轴座9、驱动机构11，液压仓6、驱动机构11通过拉紧机构8 固定连接，驱动机构11的输出端固定连接有联轴器10，联轴器10的另一端固定连接有丝杆12，丝杆12的外侧套接有与丝杆12相适配的丝杆套13，丝杆套13的底端贯穿至液压仓6的内部并固定安装有活塞7，活塞7的周侧与液压仓6的内壁过盈配合。

实施方式具体为：通过应用帕斯卡原理，通过液压传导的方式将阀门控制机构的机械能传递至阀门机构，利用驱动机构11对液压仓6内部进行加压，利用流体力学的传导特性实现对阀门的远距离控制，相较于传统的单螺杆传动结构不受力矩的控制，方便对钻井液循环中泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线的控制，提高其实用性；另外，本实用新型通过设置液压传动结构以及双阀杆机构，液压传动结构具有结构简单稳定的特性，对材料结构无较高要求不易因结构形变等问题失灵，且钢性的油液管对双阀杆机构起到一定的导向作用能够进一步提高液压传动系统到阀芯控制的稳定性，能够稳定的将液压系统的压力转换为控制阀芯运动的作用力，防止阀杆结构形变，提高该固控阀的使用寿命。

其中，油液管5为钢性直管和软管相互连接构成，钢性直管的长度等于阀杆3的长度，钢性直管的一端与阀体1的顶面固定连接，软管的一端与液压仓6的底端固定连接，实现远程液压传动连接，相较于传统电动传动连接可实现力矩的增大，在油井作业方面其安全性更高。

其中，阀体1内腔的顶面固定安装有限位环4，限位环4活动套接于阀杆 3的表面，阀杆3的顶端贯穿阀体1的顶面延伸至油液管5的内部并与油液管 5的内壁滑动连接，实现对阀杆3的导向作用，防止阀杆3变形弯曲。

其中，阀杆3的顶端固定安装有第二活塞31，第二活塞31的周侧与油液管5的内壁过盈配合，第二活塞31的周侧套接有活塞环，实现液压压力转化为阀杆3的动力。

其中，拉紧机构8由套接于液压仓6外侧的套环以及顶端的安装板构成，套环与安装板之间设有连接杆并通过连接杆固定连接，驱动机构11通过螺杆安装于安装板的顶面，实现液压仓6与驱动机构11的固定。

其中，驱动机构11由旋转电机构成，电机的输出端贯穿拉紧机构8的顶面与丝杆12的顶端通过联轴器10固定连接，丝杆套13的内侧开设有与丝杆12相适配的螺纹槽，实现驱动机构11的旋转机械能转化为丝杆套13的往复运动。

其中，弹性连轴座9由两个分别套接于丝杆套13顶端和液压仓6周侧的弹簧座构成，弹簧座的内侧固定安装有弹簧91，位于丝杆套13顶端的弹簧座内部设有轴承，轴承套接于丝杆12的外侧，实现对丝杆套13弹性导向作用。

本实用新型工作原理：

首先将该固控阀固定安装于钻井作业钻井液循环中，为泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线提供控制开关，在使用时只需接通驱动机构11的电源，通过驱动机构11的电机带动丝杆12的正转反转连动丝杆套13，使丝杆套13 带动活塞7做往复运动，当活塞7向下运动对油液管5、液压仓6内部液压油液进行施压时，通过液压仓6内的油液将压力转化为力矩更大的力作用于阀杆3的顶端，在油液管5的导向作用下，推动阀芯2下压实现阀门关闭，当需要开启时，只需控制驱动机构11反向旋转即可，相较于传统的单螺杆传动结构不受力矩的控制，方便对钻井液循环中泥浆泵、混浆泵和剪切泵的吸入管线的控制，提高其实用性。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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 (7)

1.一种用于石油钻井的钻井液固控系统，包括阀体(1)和阀门控制机构，其特征在于：所述阀体(1)的内部活动安装有阀芯(2)，所述阀体(1)的顶端固定连接有油液管(5)，所述阀芯(2)的顶端固定安装有阀杆(3)，所述阀门控制机构包括液压仓(6)、拉紧机构(8)、弹性连轴座(9)、驱动机构(11)，所述液压仓(6)、驱动机构(11)通过拉紧机构(8)固定连接，所述驱动机构(11)的输出端固定连接有联轴器(10)，所述联轴器(10)的另一端固定连接有丝杆(12)，所述丝杆(12)的外侧套接有与丝杆(12)相适配的丝杆套(13)，所述丝杆套(13)的底端贯穿至液压仓(6)的内部并固定安装有活塞(7)，所述活塞(7)的周侧与液压仓(6)的内壁过盈配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，其特征在于：所述油液管(5)为钢性直管和软管相互连接构成，所述钢性直管的长度等于阀杆(3)的长度，所述钢性直管的一端与阀体(1)的顶面固定连接，所述软管的一端与液压仓(6)的底端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，其特征在于：所述阀体(1)内腔的顶面固定安装有限位环(4)，所述限位环(4)活动套接于阀杆(3)的表面，所述阀杆(3)的顶端贯穿阀体(1)的顶面延伸至油液管(5)的内部并与油液管(5)的内壁滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，其特征在于：所述阀杆(3)的顶端固定安装有第二活塞(31)，所述第二活塞(31)的周侧与油液管(5)的内壁过盈配合，所述第二活塞(31)的周侧套接有活塞环。

5.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，其特征在于：所述拉紧机构(8)由套接于液压仓(6)外侧的套环以及顶端的安装板构成，所述套环与安装板之间设有连接杆并通过连接杆固定连接，所述驱动机构(11)通过螺杆安装于安装板的顶面。

6.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，其特征在于：所述驱动机构(11)由旋转电机构成，所述电机的输出端贯穿拉紧机构(8)的顶面与丝杆(12)的顶端通过联轴器(10)固定连接，所述丝杆套(13)的内侧开设有与丝杆(12)相适配的螺纹槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井的钻井液固控系统，其特征在于：所述弹性连轴座(9)由两个分别套接于丝杆套(13)顶端和液压仓(6)周侧的弹簧座构成，所述弹簧座的内侧固定安装有弹簧(91)，所述位于丝杆套(13)顶端的弹簧座内部设有轴承，所述轴承套接于丝杆(12)的外侧。

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