CN211779310U - 一种能够降低驱动力的旋塞阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋塞阀，特别是一种能够降低驱动力的旋塞阀，属于钻井装备技术领域。本实用新型的一种能够降低驱动力的旋塞阀，包括阀体，以及配合装配于阀体内的下阀座、阀芯和上阀座，以及配合穿出阀体侧壁的阀杆，且阀杆与阀芯相连接、用于带动阀芯转动从而实现旋塞阀的启闭；还包括设置于旋塞阀上的省力机构，其与阀杆相连、用以降低启闭旋塞阀时的驱动力。采用本实用新型的一种能够降低驱动力的旋塞阀，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，当需要启闭旋塞阀时，通过操作省力机构来带动阀杆转动，阀杆带动阀芯转动，实现了旋塞阀的启闭。

Description

一种能够降低驱动力的旋塞阀

技术领域

本实用新型涉及一种旋塞阀，特别是一种能够降低驱动力的旋塞阀，属于钻井装备技术领域。

背景技术

方钻杆旋塞阀为球阀结构，是通过钢球与阀座锥面形成密封，如中国专利CN201410770717.4(一种带压低扭矩方钻杆旋塞阀)，再如中国专利 CN201120184542.0(方钻杆或油管旋塞阀开关定位装置)。方钻杆旋塞阀的作用是在钻井过程中，当地层压力超过泥浆静液柱压力时，防止地层压力推动泥浆沿钻柱水眼向上喷出，保护水龙带不会因高压而被憋坏。方钻杆旋塞阀的使用，不仅能防止泥浆从钻具水眼喷出，保护水龙带不受地层高压的破坏，同时也起到节约泥浆、保持钻台清洁、减少环境污染的作用，最重要的是能避免发生严重的井喷事故。

在正常的工程使用过程中，旋塞阀是处于开启状态的，而当出现紧急状态时，如在井喷事故的发生时，需要立即将旋塞阀关闭，此时旋塞阀内的往往压力很大，当钢球(阀芯)两端压差达到10MPa以上时，单人用操作扳手并带加力杆都难以将旋塞阀关闭，严重影响了旋塞阀的正常使用，导致井喷事故更加严重。

因此，本实用新型设计了一种能够降低驱动力的旋塞阀，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够降低驱动力的旋塞阀。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种能够降低驱动力的旋塞阀，包括阀体，以及配合装配于阀体内的下阀座、阀芯和上阀座，以及配合穿出阀体侧壁的阀杆，且阀杆与阀芯相连接、用于带动阀芯转动从而实现旋塞阀的启闭；还包括设置于旋塞阀上的省力机构，其与阀杆相连、用以降低启闭旋塞阀时的驱动力。

采用本实用新型的旋塞阀时，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，当需要启闭旋塞阀时，通过操作省力机构来带动阀杆转动，阀杆带动阀芯转动，实现了旋塞阀的启闭。在实际工程使用的过程中，将旋塞阀开启时，优选的通过操作省力机构来关闭旋塞阀，当然也可以直接通过阀杆来关闭旋塞阀。在紧急状态下，如在井喷事故的发生时，此时需要将旋塞阀立即关闭，得益于省力机构的设计，通过操作省力机构，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，使得单人就能够迅速的实现旋塞阀的开启。

可供选择的，所述省力机构包括设置于阀杆上的从动齿轮，以及配合穿出阀体侧壁的轴杆，轴杆上设置有用于驱动从动齿轮转动的主动齿轮，且主动齿轮的直径小于从动齿轮的直径。作为省力机构的具体设计，通过操作轴杆转动时，在主动齿轮于从动齿轮传动的作用下，轴杆带动阀杆转动，阀杆带动阀芯转动，实现了旋塞阀的启闭。得益于主动齿轮的直径小于从动齿轮的设计，降低启闭旋塞阀时的驱动力。

进一步的，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合。即，主动齿轮与从动齿轮与直接相啮合。当然，主动齿轮与从动齿轮之间再设置若干个传动齿轮也是可行的，但是这就增加了旋塞阀的制造难度和制造成本。

进一步的，所述从动齿轮与阀体的装配面间设置有第一耐磨环或第一推力轴承；所述主动齿轮与阀体的装配面间设置有第二耐磨环或第二推力轴承。在实际制造的旋塞阀而言，阀体需要承压，因此阀体具有一定韧性，硬度不宜过高，耐磨性不强；而从动齿轮、主动齿轮的硬度通常是大于阀体的硬度的，耐磨性较强；如果不采用本设计，当旋塞阀的启闭使用的次数较多时，阀体容易被从动齿轮、主动齿轮磨损，影响旋塞阀的正常使用。因此，本实用新型提出了本设计，得益于第一耐磨环(或第一推力轴承)，第二耐磨环(或第二推力轴承)的设计，从动齿轮、主动齿轮不与阀体产生摩擦，避免了阀体的磨损，提高了旋塞阀的使用寿命。

进一步的，所述阀杆与阀体的装配面间设置有第一向心轴承；所述轴杆与阀体的装配面间设置有第二向心轴承。能够降低摩擦力，使得阀杆、轴杆更加容易转动，有利于旋塞阀的启闭，进一步的降低启闭旋塞阀时的驱动力。

可供选择的，所述阀体内壁设置有支撑阀芯底部的支撑块，且支撑块与阀芯之间设置有第三推力轴承。能够降低摩擦力，使得支撑阀芯更加容易转动，有利于旋塞阀的启闭，进一步的降低启闭旋塞阀时的驱动力。

可供选择的，还包括设置于旋塞阀上用于使阀杆仅可在90°范围内转动的启闭定位机构。能够正确限制旋塞阀的启闭位置，避免出现操作过度的情况，使得阀芯通道与阀体的通道能够有效的对正对齐，降低阀芯受到流体的冲蚀损坏。具体的，所述的启闭定位机构包括设置于阀杆外壁的限位块，以及开设于阀体侧壁匹配所述限位块的限位槽，限位块可沿限位弧槽滑动，以使阀杆仅可在90°范围内转动。

可供选择的，所述下阀座与阀体之间装配有第一弹性元件，用以提高下阀座与阀芯之间的预紧力。能够提高旋塞阀的密封效果，具体的是下阀座与阀芯之间的密封效果。优选的，所述第一弹性元件为波形弹簧。

可供选择的，所述下阀座、阀芯和上阀座通过扣环组件定位装配于阀体内，且扣环组件与上阀座之间装配有调节阀座。在实际制造旋塞阀的过程中，阀体内的各个部件可能存在微小的制造偏差，容易造成旋塞阀的装配精度不够高；为了提高旋塞阀的装配精度，以提高旋塞阀的可靠性，也使得阀芯与其两侧的下阀座、上阀座的密封效果更加可靠，因此本实用新型提出了调节阀座的设计。先将预先制作的调节阀座比装配尺寸大上几个丝(1丝＝0.01毫米)，装配时，通过抛光磨削调节阀座，可使得下阀座、阀芯和上阀座能够高精度的被扣环组件装配于阀体内。

进一步的，所述调节阀座与上阀座的装配面间设置有第二弹性元件，用以提高上阀座与阀芯之间的预紧力。能够提高旋塞阀的密封效果，具体的是上阀座与阀芯之间的密封效果。优选的，所述第二弹性元件为弹簧密封圈。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种能够降低驱动力的旋塞阀，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，当需要启闭旋塞阀时，通过操作省力机构来带动阀杆转动，阀杆带动阀芯转动，实现了旋塞阀的启闭。在实际工程使用的过程中，将旋塞阀开启时，优选的通过操作省力机构来关闭旋塞阀，当然也可以直接通过阀杆来关闭旋塞阀。在紧急状态下，如在井喷事故的发生时，此时需要将旋塞阀立即关闭，得益于省力机构的设计，通过操作省力机构，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，使得单人就能够迅速的实现旋塞阀的开启。

附图说明

图1是本实用新型的旋塞阀的剖视图，其中旋塞阀处于开启状态；

图2是图1的A处放大图；

图3是图1的B处放大图；

图4是图1的C处放大图；

图5是图1的D处放大图；

图6是本实用新型的旋塞阀的剖视图，其中旋塞阀处于关闭状态；

图7是本实用新型的旋塞阀的结构示意图；

图8是图7的E处放大图；

图9是主动齿轮与从动齿轮相啮合的结构示意图。

图中标记：1-阀体，11-公扣，12-母扣，13-限位槽，14-支撑块，15-第三推力轴承，2-下阀座，21-波形弹簧，22-挡环，3-上阀座，4-阀芯，5-阀杆， 51-从动齿轮，52-第一耐磨环，53-第一向心轴承，54-第一压环，541-限位块， 55-第一卡簧，6-轴杆，61-主动齿轮，62-第二耐磨环，63-第二向心轴承，64- 第二压环，65-第二卡簧，7-调节阀座，71-弹簧密封圈，8-扣环组件、81-整体扣环，82-拼合扣环，83-挡圈，91、92、93、94、95-密封圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

本实用新型公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图9所示，本实施例的一种能够降低驱动力的旋塞阀，包括阀体 1，以及配合装配于阀体1内的下阀座2、阀芯4和上阀座3，以及配合穿出阀体1侧壁的阀杆5，且阀杆5与阀芯4相连接、用于带动阀芯转动从而实现旋塞阀的启闭；还包括设置于旋塞阀上的省力机构，其与阀杆5相连、用以降低启闭旋塞阀时的驱动力。

采用本实用新型的旋塞阀时，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，当需要启闭旋塞阀时，通过操作省力机构来带动阀杆5转动，阀杆5带动阀芯4转动，实现了旋塞阀的启闭。在实际工程使用的过程中，将旋塞阀开启时，优选的通过操作省力机构来关闭旋塞阀，当然也可以直接通过阀杆来关闭旋塞阀。在紧急状态下，如在井喷事故的发生时，此时需要将旋塞阀立即关闭，得益于省力机构的设计，通过操作省力机构，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，使得单人就能够迅速的实现旋塞阀的开启。

可供选择的，如图1、图2、图3、图6、图9所示，所述省力机构为齿轮省力机构，包括设置于阀杆5上的从动齿轮51，以及配合穿出阀体1侧壁的轴杆6，轴杆6上设置有用于驱动从动齿轮转动的主动齿轮61，且主动齿轮61 的直径小于从动齿轮51的直径。作为省力机构的具体设计，通过操作轴杆6 转动时，在主动齿轮61于从动齿轮51传动的作用下，轴杆6带动阀杆5转动，阀杆5带动阀芯转动，实现了旋塞阀的启闭。得益于主动齿轮61的直径小于从动齿轮51的设计，降低启闭旋塞阀时的驱动力。

进一步的，如图9所示，所述主动齿轮61与从动齿轮51相啮合。即，主动齿轮61与从动齿轮51与直接相啮合。当然，主动齿轮61与从动齿轮51之间再设置若干个传动齿轮也是可行的，但是这就增加了旋塞阀的制造难度和制造成本。

进一步的，如图2、图3所示，所述从动齿轮51与阀体1的装配面间设置有第一耐磨环52或第一推力轴承；所述主动齿轮61与阀体1的装配面间设置有第二耐磨环62或第二推力轴承。在实际制造的旋塞阀而言，阀体需要承压，因此阀体具有一定韧性，硬度不宜过高，耐磨性不强；而从动齿轮51、主动齿轮61的硬度通常是大于阀体1的硬度的，耐磨性较强；如果不采用本设计，当旋塞阀的启闭使用的次数较多时，阀体1容易被从动齿轮51、主动齿轮61 磨损，影响旋塞阀的正常使用。因此，本实用新型提出了本设计，得益于第一耐磨环52(或第一推力轴承)，第二耐磨环62(或第二推力轴承)的设计，从动齿轮51、主动齿轮61不与阀体1产生摩擦，避免了阀体1的磨损，提高了旋塞阀的使用寿命。

进一步的，如图2、图3所示，所述阀杆5与阀体1的装配面间设置有第一向心轴承53；所述轴杆6与阀体1的装配面间设置有第二向心轴承63。能够降低摩擦力，使得阀杆5、轴杆6更加容易转动，有利于旋塞阀的启闭，进一步的降低启闭旋塞阀时的驱动力。第一向心轴承53的上方设置有第一压环 54和第一卡簧55，第一卡簧55卡嵌在阀杆5外周，使得第一向心轴承53被装配于阀杆5与阀体1之间，如图3所示。第二向心轴承63的上方设置有第二压环64和第二卡簧65，第二卡簧65卡嵌在轴杆6外周，使得第二向心轴承 63被装配于轴杆6与阀体1之间，如图2所示。

可供选择的，如图5所示，所述阀体1内壁设置有支撑阀芯4底部的支撑块14，且支撑块14与阀芯4之间设置有第三推力轴承15。能够降低摩擦力，使得支撑阀芯4更加容易转动，有利于旋塞阀的启闭，进一步的降低启闭旋塞阀时的驱动力。

可供选择的，还包括设置于旋塞阀上用于使阀杆仅可在90°范围内转动的启闭定位机构。能够正确限制旋塞阀的启闭位置，避免出现操作过度的情况，使得阀芯通道与阀体的通道能够有效的对正对齐，降低阀芯受到流体的冲蚀损坏。具体的，如图3、图7、图8所示，所述的启闭定位机构包括设置于阀杆5 外壁的限位块541，以及开设于阀体1侧壁匹配所述限位块541的限位槽13，限位块541可沿限位弧槽13滑动，以使阀杆仅可在90°范围内转动。与上述第一压环54的设计相结合时，限位块541设置在压环54外壁，如图3、图8 所示。

可供选择的，如图2所示，所述下阀座2与阀体1之间装配有第一弹性元件，用以提高下阀座与阀芯之间的预紧力。能够提高旋塞阀的密封效果，具体的是下阀座与阀芯之间的密封效果。优选的，所述第一弹性元件为波形弹簧21。进一的的，所述第一弹性元件(波形弹簧21)通过挡环22卡嵌套在下阀座2外周，并压在阀体1内壁位置，如图2所示。

可供选择的，如图1、图6所示，所述下阀座2、阀芯4和上阀座3通过扣环组件8定位装配于阀体1内，且扣环组件8与上阀座3之间装配有调节阀座7。在实际制造旋塞阀的过程中，阀体内的各个部件可能存在微小的制造偏差，容易造成旋塞阀的装配精度不够高；为了提高旋塞阀的装配精度，以提高旋塞阀的可靠性，也使得阀芯与其两侧的下阀座2、上阀座3的密封效果更加可靠，因此本实用新型提出了调节阀座7的设计。先将预先制作的调节阀座7 比装配尺寸大上几个丝(1丝＝0.01毫米)，装配时，通过抛光磨削调节阀座7，可使得下阀座2、阀芯4和上阀座3能够高精度的被扣环组件8装配于阀体1 内。具体的，所述扣环组件8包括整体扣环81、拼合扣环82和挡圈83。

进一步的，如图4所示，所述调节阀座7与上阀座3的装配面间设置有第二弹性元件，用以提高上阀座与阀芯之间的预紧力。能够提高旋塞阀的密封效果，具体的是上阀座与阀芯之间的密封效果。优选的，所述第二弹性元件为弹簧密封圈71。弹簧密封圈71不仅能够提高上阀座与阀芯之间的预紧力，还能够使得调节阀座7与上阀座3之间密封装配。

进一步的，如图1、图6所示，所述阀体1的两端分别设置有公扣11、母扣12。便于旋塞阀在工程中的应用。

基于上述各实施例的技术特征的组合设计，在其中一实施例中，下阀座2 与阀体1的装配面间设置有密封圈91，如图2所示；轴杆6与阀体1的装配面间设置有密封圈92，如图2所示；阀杆5与阀体1的装配面间设置有密封圈 93，如图3所示；上阀座3与阀体1的装配面间设置有密封圈94，如图4所示；调节阀座7与阀体1的装配面间设置有密封圈95，如图4所示。优选的，所述密封圈91、92、93、94、95为“O”型密封圈。

综上所述，采用本实用新型的一种能够降低驱动力的旋塞阀,能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，当需要启闭旋塞阀时，通过操作省力机构来带动阀杆转动，阀杆带动阀芯转动，实现了旋塞阀的启闭。在实际工程使用的过程中，将旋塞阀开启时，优选的通过操作省力机构来关闭旋塞阀，当然也可以直接通过阀杆来关闭旋塞阀。在紧急状态下，如在井喷事故的发生时，此时需要将旋塞阀立即关闭，得益于省力机构的设计，通过操作省力机构，能够降低启闭旋塞阀时的驱动力，使得单人就能够迅速的实现旋塞阀的开启。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：包括阀体(1)，以及配合装配于阀体(1)内的下阀座(2)、阀芯(4)和上阀座(3)，以及配合穿出阀体(1)侧壁的阀杆(5)，且阀杆(5)与阀芯(4)相连接、用于带动阀芯转动从而实现旋塞阀的启闭；

还包括设置于旋塞阀上的省力机构，其与阀杆(5)相连、用以降低启闭旋塞阀时的驱动力。

2.如权利要求1所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述省力机构包括设置于阀杆(5)上的从动齿轮(51)，以及配合穿出阀体(1)侧壁的轴杆(6)，轴杆(6)上设置有用于驱动从动齿轮转动的主动齿轮(61)，且主动齿轮(61)的直径小于从动齿轮(51)的直径。

3.如权利要求2所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述主动齿轮(61)与从动齿轮(51)相啮合。

4.如权利要求2所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述从动齿轮(51)与阀体(1)的装配面间设置有第一耐磨环(52)或第一推力轴承；

所述主动齿轮(61)与阀体(1)的装配面间设置有第二耐磨环(62)或第二推力轴承。

5.如权利要求2所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述阀杆(5)与阀体(1)的装配面间设置有第一向心轴承(53)；所述轴杆(6)与阀体(1)的装配面间设置有第二向心轴承(63)。

6.如权利要求1所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述阀体(1)内壁设置有支撑阀芯(4)底部的支撑块(14)，且支撑块(14)与阀芯(4)之间设置有第三推力轴承(15)。

7.如权利要求1所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：还包括设置于旋塞阀上用于使阀杆仅可在90°范围内转动的启闭定位机构。

8.如权利要求1所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述下阀座(2)与阀体(1)之间装配有第一弹性元件，用以提高下阀座与阀芯之间的预紧力。

9.如权利要求1所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述下阀座(2)、阀芯(4)和上阀座(3)通过扣环组件(8)定位装配于阀体(1)内，且扣环组件(8)与上阀座(3)之间装配有调节阀座(7)。

10.如权利要求9所述的一种能够降低驱动力的旋塞阀，其特征在于：所述调节阀座(7)与上阀座(3)的装配面间设置有第二弹性元件，用以提高上阀座与阀芯之间的预紧力。

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