CN212055970U - 一种四通旋塞控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种四通旋塞控制阀,主要解决了固井控制阀只能进行启闭控制，不能够实现液体排放、胶塞分流压入控制的问题。其特征在于：所述阀体连接有四个由壬接头，阀体中心腔内置有阀芯，内部过流通道轴向与径向出口类似“L”形，阀芯底部球形端与阀体内腔的密封垫对应；阀芯与阀体之间有密封弧片及矩形密封圈密封；阀芯通过端盖固定在阀体内，阀芯与端盖之间有推力轴承，端盖表面嵌有弹簧和限位滚子，与控制盘限位槽配合限位；阀芯的控制杆顶端有开口方向指示标志，通过螺帽安装有控制盘。转动控制盘可使阀芯转动，实现各不同作用管线接口的启闭控制。该四通旋塞控制阀，可减少施工管线及控制阀的数量、实现废液排放及胶塞的压入控制，简化施工环节的操作。

Description

一种四通旋塞控制阀

技术领域

本实用新型涉及油田固井工程技术领域，特别涉及一种四通旋塞控制阀。

背景技术

固井施工过程中，需要通过水泥头、阀门和高压管线建立施工车辆与套管柱间的连接通道，依次注入清洗液、隔离液、水泥浆、顶替液等液体。高压管线与水泥头之间的阀门，多为高压球阀或旋塞阀，只是具有启闭控制作用，不能实现分流或排液，由于阀门功能单一，完成不同液体的注入时，水泥头连接的高压管线一般需要多条。由于各液体是依次注入的，同一时段只有一条管线在工作，其它高压管线处于空置状态，造成了不必要的浪费，多条管线的连接也增加了工人的工作量。由于水泥头接口处没有用于放液的管线接口，对于密度不合格的水泥浆等没有办法排放，只能注入井内，造成部分井段固井质量不合格。如果应用注水泥车辆进行顶替作业，管线内残留水泥浆无法排出，进入套管后还会造成留塞的情况。因此，固井施工时应用普通阀门控制多条管线的连接方法，不仅增加了管线及附件的数量，使工作量增加，还会造成部分井段固井质量不合格，及套管留塞等质量问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种四通旋塞控制阀，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的结构包括入口由壬接头、阀体、定位销、阀芯、放液由壬接头、端盖、弹簧、限位螺栓、压板、螺钉、限位滚子、限位槽、控制盘、注油嘴、出口指示标志、螺帽、注油孔、控制杆、推力轴承、阀芯上密封圈、密封弧片、矩形密封圈、主出口由壬接头、过流孔、阀芯下密封圈、球形限位端、密封垫、密封垫支撑环、压胶塞由壬接头、减重孔、三出口阀芯，其特征在于阀体内腔有密封面、台肩及定位销孔等结构，阀体外部同一径向平面上焊接有放液由壬接头、主出口由壬接头和压胶塞由壬接头，入口由壬接头垂直于放液由壬接头、主出口由壬接头和压胶塞由壬接头的交点并通过螺纹连接与阀体上，阀体腔内置有阀芯，阀芯具有密封面、过流孔、控制杆、注油孔等结构，阀芯呈“L”形通道的仰角设计，可减小流体流动阻力，阀体与阀芯之间设置有密封弧片及矩形密封圈，用于密封阀芯与阀体的环隙，密封弧片通过定位销进行定位；阀芯与阀体的上下接触面设置有阀芯上密封圈和阀芯下密封圈，阀芯底部的球形端面与密封垫配合密封；阀芯通过端盖固定，端盖与阀芯间的推力轴承可以减小阀芯承压时转动阻力；阀芯的转动通过与控制杆连接的控制盘实现，控制盘与端盖之间有限位滚子及限位槽形成限位；注油孔端部有注油嘴，端盖与阀体之间有限位螺栓。

所述的阀体中心腔内置有三出口阀芯，三出口阀芯内部过流通道有三个出口，两个径向出口呈“L”形，另一轴向出口垂直于“L”形出口的交点，转动三出口阀芯可实现三通旋塞阀两条分支路的双开、单开或关闭控制。

所述的阀体具有接头水眼、密封面、限位台肩、定位销孔、螺纹等结构，所述的主出口由壬接头在阀体上呈径向成T形分布，入口由壬接头在T形面的垂直方向，主出口由壬接头分别连接水泥头、排放和压胶塞管线。

所述的阀芯结构由芯体、过流通道、控制杆、注油孔、台肩、球形限位端、螺纹等组成，过流通道的仰角结构，有效减小流体流动阻力，球形限位端可实现限位及密封作用。

所述的密封弧片配合矩形密封圈用于密封阀体与阀芯之间的环隙及水眼，并用定位销定位密封弧片，上端由阀芯台肩固定。

所述的端盖螺纹连接于阀体的顶部，通过推力轴承限位阀芯，将阀体、阀芯、密封弧片组装为一体，端盖上安装有弹簧和限位滚子，并用压板钉紧，突出的限位滚子可与所述控制盘的限位槽配合限位，转动控制盘时带动阀芯的转动，通过出口指示标志及限位滚子准确确定出口对应方向。

所述注油嘴可为推力轴承和阀芯加入润滑油，保证旋塞阀的工作状态。初始时阀芯径向出口对着主出口由壬接头方向，旋塞阀注入管道为连通状态，当需要排放废液时，转动控制盘，将芯体出口对着放液由壬接头方向，可通过排液管线排放废液，需要压入胶塞时，可将阀芯出口对向压胶塞由壬接头，进行胶塞压入作业，压入完毕，阀芯出口转回主出口由壬接头方向，继续进行施工作业。通过控制阀芯的转动，可实现注入、关闭、排液和压胶塞施工的分别控制。

本实用新型的有益效果是，本实用新型与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该四通旋塞控制阀，可实现注入、关闭、排放和压胶塞控制等操作，功能更全面；阀体和阀芯间为密封弧片、密封圈和密封垫多组密封，密封结构的多组配合使得密封效果更有保证；阀芯通道转向处仰角结构可减小流体流动阻力；阀芯与端盖处加装推力轴承可以减小承压时阀芯的转动阻力以方便操作，阀芯的减重孔可以减轻多余重量；阀芯顶端的出口指示标志及控制盘的转动时受到的滚子限位结构，保证阀芯出口与管线接口吻合；顶端注油孔的设计，可以方便加注润滑油，润滑轴承及阀芯。该四通旋塞控制阀控制方便，结构新颖，密封可靠，流体阻力小，可以减少施工高压管线及阀门数量，适用于各种固井施工作业中，降低了工人的劳动强度，可以更好满足油田固井施工需要。

附图说明

图1：本实用新型实施例结构示意图。

图2：本实用新型实施例俯视结构示意图。

图3：本实用新型的三通控制结构示意图。

图4：本实用新型的三通俯视控制结构示意图。

图中：入口由壬接头1、阀体2、定位销3、阀芯4、放液由壬接头5、端盖 6、弹簧7、限位螺栓8、压板9、螺钉10、限位滚子11、限位槽12、控制盘13、注油嘴14、出口指示标志15、螺帽16、注油孔17、控制杆18、推力轴承19、阀芯上密封圈20、密封弧片21、矩形密封圈22、主出口由壬接头23、过流孔 24、阀芯下密封圈25、球形限位端26、密封垫27、密封垫支撑环28、压胶塞由壬接头29、减重孔30、三出口阀芯31。

具体实施方式

参照附图说明对本实用新型作以下具体的详细说明。如附图所示，本实用新型的结构包括入口由壬接头1、阀体2、定位销3、阀芯4、放液由壬接头5、端盖6、弹簧7、限位螺栓8、压板9、螺钉10、限位滚子11、限位槽12、控制盘13、注油嘴14、出口指示标志15、螺帽16、注油孔17、控制杆18、推力轴承19、阀芯上密封圈20、密封弧片21、矩形密封圈22、主出口由壬接头23、过流孔24、阀芯下密封圈25、球形限位端26、密封垫27、密封垫支撑环28、压胶塞由壬接头29、减重孔30、三出口阀芯31，其特征在于阀体2内腔有密封面、台肩及定位销孔等结构，阀体2外部同一径向平面上焊接有放液由壬接头5、主出口由壬接头23和压胶塞由壬接头29，入口由壬接头1垂直于放液由壬接头 5、主出口由壬接头23和压胶塞由壬接头29的交点，并通过螺纹连接与阀体2 上，阀体2腔内置有阀芯4，阀芯4具有密封面、过流孔24、控制杆18、注油孔17等结构，阀芯4呈“L”形通道的仰角设计，可减小流体流动阻力，阀体2 与阀芯4之间设置有密封弧片21及矩形密封圈22，用于密封阀芯4与阀体2的环隙，密封弧片21通过定位销3进行定位；阀芯4与阀体2的上下接触面设置有阀芯上密封圈20和阀芯下密封圈25，阀芯4底部的球形端面与密封垫27配合密封；阀芯4通过端盖6固定，端盖6与阀芯4间的推力轴承19可以减小阀芯4承压时转动阻力；阀芯4的转动通过与控制杆18连接的控制盘13实现，控制盘13与端盖6之间有限位滚子11及限位槽12形成限位；注油孔17端部有注油嘴14，端盖6与阀体2之间有限位螺栓8。

所述的阀体2中心腔内置有三出口阀芯31，三出口阀芯31内部过流通道有三个出口，两个径向出口呈“L”形，另一轴向出口垂直于“L”形出口的交点，转动三出口阀芯31可实现三通旋塞阀两条分支路的双开、单开或关闭控制。

所述的阀体2具有接头水眼、密封面、限位台肩、定位销孔、螺纹等结构，所述的主出口由壬接头23在阀体2上呈径向成T形分布，入口由壬接头1在T 形面的垂直方向，主出口由壬接头23分别连接水泥头、排放和压胶塞管线。

所述的阀芯4结构由芯体、过流通道、控制杆18、注油孔14、台肩、球形限位端26、螺纹等组成，过流通道的仰角结构，有效减小流体流动阻力，球形限位端26可实现限位及密封作用。

所述的密封弧片21配合矩形密封圈22用于密封阀体2与阀芯4之间的环隙及水眼，并用定位销3定位密封弧片21，上端由阀芯台肩固定。

所述的端盖6螺纹连接于阀体2的顶部，通过推力轴承19限位阀芯4，将阀体2、阀芯4、密封弧片21组装为一体，端盖6上安装有弹簧7和限位滚子 11，并用压板9钉紧，突出的限位滚子11可与所述控制盘13的限位槽12配合限位，转动控制盘13时带动阀芯4的转动，通过出口指示标志15及限位滚子 11准确确定出口对应方向。

所述注油嘴14可为推力轴承19和阀芯4加入润滑油，保证旋塞阀的工作状态。初始时阀芯4径向出口对着主出口由壬接头23方向，旋塞阀注入管道为连通状态，当需要排放废液时，转动控制盘13，将芯体出口对着放液由壬接头 5方向，可通过排液管线排放废液，需要压入胶塞时，可将阀芯4出口对向压胶塞由壬接头29，进行胶塞压入作业，压入完毕，阀芯4出口转回主出口由壬接头23方向，继续进行施工作业。通过控制阀芯4的转动，可实现注入、关闭、排液和压胶塞施工的分别控制。

安装方法：安装四通旋塞控制阀时，所述入口由壬接头1、主出口由壬接头 23和压胶塞由壬接头29焊接或螺纹连接在阀体2上，所述的阀体2安装密封垫支撑环、密封垫及定位销，密封弧片21安装矩形密封圈22后进行定位安装。所述阀芯4安装密封圈后装入阀体1，安装推力轴承19，将端盖6连接于阀体2 上，找准定位孔后用螺栓锁紧，安装弹簧7、限位滚子11，确保限位滚子11正对水眼方向，钉紧压板9，控制盘13接入控制杆18，旋紧压帽，确保阀芯4出口指示标志15与控制盘13限位槽方向一致，装入注油嘴，完成安装。

使用方法：固井施工管线连接时，四通旋塞控制阀与固井水泥头底部接口连接，高压管线与入口由壬接头1和施工车辆连接，放液由壬接头5连接放液管线，压胶塞由壬接头29与水泥头顶部接口通过高压软管连接。正常施工时，液体通过入口由壬接头1和主出口由壬接头23完成过流。当需要排放废液时，只需转动控制盘13将阀芯4出口正对排液由壬接头方向，可实现排液。需要压入胶塞时，将阀芯4出口转到压胶塞由壬接头29方向即可实现压胶塞作业。将阀芯4出口对向无接口方向即可关闭所有管路，阀芯4的转动，可以完成多种功能转换。

如图2所示，四通旋塞控制阀不连接放液由壬接头时，可构成三通旋塞阀，利用三出口阀芯结构，可实现三通管线合并、分流或关闭。阀体2两径向放液由壬接头5和主出口由壬接头23连接不同施工车辆，轴向接口连接井口四通旋塞控制阀入口。初始时阀芯4两径向出口都与由壬接头对应，实现三通连接。当只需要开启某一管路时，只需将阀芯4朝该管路方向转动90°，出口正对该由壬接头，另一出口处于关闭状态时，可实现单一管路连通，另一管路关闭。再转动90°时，可实现两管路完全关闭。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种四通旋塞控制阀，包括入口由壬接头(1)、阀体(2)、定位销(3)、阀芯(4)、放液由壬接头(5)、端盖(6)、弹簧(7)、限位螺栓(8)、压板(9)、螺钉(10)、限位滚子(11)、限位槽(12)、控制盘(13)、注油嘴(14)、出口指示标志(15)、螺帽(16)、注油孔(17)、控制杆(18)、推力轴承(19)、阀芯上密封圈(20)、密封弧片(21)、矩形密封圈(22)、主出口由壬接(23)、过流孔(24)、阀芯下密封圈(25)、球形限位端(26)、密封垫(27)、密封垫支撑环(28)、压胶塞由壬接头(29)、减重孔(30)、三出口阀芯(31)，其特征在于阀体(2)连接有入口由壬接头(1)、放液由壬接头(5)、主出口由壬接(23)和压胶塞由壬接头(29)，内腔具有密封面、台肩及定位销孔，阀体(2)中心腔内置有阀芯(4)，内部过流孔(24)轴向与径向出口类似“L”形，阀芯(4)底部球形限位端(26)与阀体(2)内腔的密封垫(27)对应；阀芯(4)与阀体(2)之间有密封弧片(21)及矩形密封圈(22)密封；阀芯(4)通过端盖(6)固定在阀体(2)内，阀芯(4)与端盖(6)之间有推力轴承(19)，端盖(6)表面嵌有弹簧(7)和限位滚子(11)，与限位槽(12)配合限位；阀芯(4)的控制杆(18)顶端有出口指示标志(15)，通过螺帽(16)安装有控制盘(13)，注油孔(17)可加注润滑油，转动控制盘(13)可使阀芯(4)转动，实现各不同作用管线接口的启闭控制。

2.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于放液由壬接头(5)，主出口由壬接(23)，压胶塞由壬接头(29)处于同一径向平面，呈“T”形分布，入口由壬接头(1)位于旋塞阀中心与放液由壬接头(5)和主出口由壬接(23)垂直连通，可根据需要选取接头型式。

3.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于阀体(2)内腔中心有阀芯(4)，所述的阀芯(4)轴向过流孔与径向过流口类似“L”形结构，阀芯(4)下端为球形限位端(26)。

4.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于阀芯(4)与端盖(6)间有推力轴承(19)，阀芯(4)芯体顶部有深度不等的减重孔(30)。

5.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于阀体(2)与阀芯(4)间为密封弧片(21)和矩形密封圈(22)，通过定位销(3)定位。

6.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于阀体(2)与阀芯(4)间有阀芯上密封圈(20)和阀芯下密封圈(25)，球形限位端(26)配合对应密封垫(27)及密封垫支撑环(28)。

7.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于控制杆(18)连接有控制盘(13)，端部有出口指示标志(15)，内部有注油孔(17)。

8.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于端盖(6)上置有限位滚子(11)由弹簧(7)支撑，通过压板(9)钉紧，限位滚子(11)与控制盘(13)的限位轨道槽配合限位。

9.根据权利要求1所述的一种四通旋塞控制阀，其特征在于阀体(2)连接有入口由壬接头(1)、主出口由壬接(23)和压胶塞由壬接头(29)，三者可构成三通旋塞阀，阀体(2)中心腔内置有三出口阀芯(31)，三出口阀芯(31)内部过流通道有三个出口，两个径向出口呈“L”形，另一轴向出口垂直于“L”形出口的交点，转动三出口阀芯(31)可实现三通旋塞阀两条分支路的双开、单开或关闭控制。

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