CN212479749U - 一种耐高温高压双向液控超高压混合流体截止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种耐高温高压双向液控超高压混合流体截止阀，包括内部设置有两个控制腔的阀体，在每个控制腔中分别安装有一个控制阀，每个控制阀包括：密封销，包括隔离段和销柱；分别固定在隔离段两侧的固定环，固定环的中部设置有滑动孔；流通模块分别安装于固定环的外侧，包括与样品管道连接的流体输出通道，以及与流体输出通道连通且与销柱相对的封闭通道；分别位于隔离段与相邻固定环之间的油腔；分别设置在流通模块与固定环之间的流体输入腔；套在一侧油腔内销柱上的弹簧。本实施方式通过销柱与封闭通道的直接接触来实现流体输送的通断，在这个密封过程中不需要采用现有的柔性密封材料，因此，可以防止井下高温高压对柔性密封材料的影响。

Description

一种耐高温高压双向液控超高压混合流体截止阀

技术领域

本实用新型涉及石油井下测量领域，具体涉及一种通过两个单独密封销实现四个通道开关控制且能够耐高温高压的双向液控超高压混合流体截止阀。

背景技术

液控双向阀是依靠控制流体压力使双通道实现流通的阀。目前常见的液控双向阀结构是设置有两个独立的腔体，每个腔体内单独安装一个控制通道开关的液控开关，在使用时，通过独立的油路分别控制相应的液控开关移动，进而实现两个独立腔体连接的通道连通。这种结构导致整个液控双向阀的体积增大，很难应用到一些需要特定形状的领域，如石油井下测量。此外，两个独立的液控开关也增大了控制和密封难度。

对于石油井下测量来说，井下温度和压力随深度增加而不断增加，常规的密封方式多是采用液控开关伸入相应的流通通道，然后利用液控开关外圆周周上的密封圈实现液控开关与流通通道之间的密封，这种密封方式在井下的强大压力和高温侵蚀下，很容易损坏进而导致封闭泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种通过两个单独密封销实现四个通道开关控制且能够耐高温高压的双向液控混合截止阀。

具体地，本实用新型提供一种耐高温高压双向液控超高压混合流体截止阀，包括：

阀体，内部并排设置有两个相互独立的柱状空心控制腔，两端设置有与内部控制腔分别连通的样品管道接口和液压管道接口；

控制阀，分别安装在一个控制腔内，在液压管道输入的液压油作用下，控制相应控制腔上样品通道的通断；

每个控制阀分别包括：

密封销，包括与控制腔形成滑动密封接触的隔离段，在隔离段的两侧分别设置有向控制腔两端方向延伸的销柱；

固定环，设置有两个且结构相同，分别密封固定在隔离段的两侧，轴向中部设置有供销柱穿过的滑动孔；

流通模块，设置有两个且结构相同，分别密封安装于固定环远离隔离段的一侧，包括与样品管道连接的流体输出通道，以及与流体输出通道连通且与销柱相对的封闭通道，封闭通道的直径小于销柱的直径；

油腔，分别位于隔离段与相邻固定环之间，并分别与液压管路连通；

流体输入腔，分别设置在流通模块与固定环之间，并通过流体输入通道与样品管道连通；

弹簧，套在其中一侧油腔内的销柱上，两个控制阀上的弹簧安装位置相对。

在本实用新型的一个实施方式中，在所述控制腔的开口两端分别安装有封闭管口且限制内部各部件移动的锁盖，锁盖通过外螺纹拧在所述控制腔的开口内。

在本实用新型的一个实施方式中，在所述锁盖的圆心处设置有轴向贯穿的螺栓固定孔，所述流通模块通过穿过螺栓固定孔的螺栓与所述锁盖固定。

在本实用新型的一个实施方式中，所述固定环与所述流通模块相对的一侧，设置有轴向凸出的定位块，定位块的长度即为所述流体输入腔的宽度。

在本实用新型的一个实施方式中，所述销柱的端部设置有锥形突出部，且锥形突出部的直径小于所述封闭通道的直径；所述封闭通道的开口为与所述锥形突出部角度对应的喇叭形开口。

在本实用新型的一个实施方式中，所述控制腔的内圆周上与各部件对应的位置处设置有方便密封的凸出段和限位的凸出台阶。

在本实用新型的一个实施方式中，每个所述流通模块的流体输出通道分别连接一根样品管道，每个所述流通模块的流体输入通道分别连接一根样品管道。

在本实用新型的一个实施方式中，两个所述控制阀的液压管路分别由两个电磁阀控制，其中，每个电磁阀通过相应的液压管路分别控制两个所述控制阀相对一端的油腔。

在本实用新型的一个实施方式中，所述样品管道接口和所述液压管道接口分别设置在所述阀体轴向两端延伸突出的连接块上，且所述样品管道接口的数量为四个，所述液压管道接口的数量为两个，四个所述样品管道接口中两个作为两个所述控制腔中的样品管道输出接口，另两个作为两个所述控制腔中的样品管道输入接口。

在本实用新型的一个实施方式中，两端的所述连接块由所述阀体的一个侧面延伸构成，且该侧面为外凸的弧形，相对的一侧为容纳所述控制腔且凸出的固定块。

本实用新型通过销柱与封闭通道的直接接触来实现流体输送的通断，利用的是销柱与密封通道之间尺寸配合实现密封隔离，在这个密封过程中不需要采用现有的柔性密封材料，因此，可以防止井下高温高压对柔性密封材料的影响，避免频率的更换密封件，大大提高截止阀的使用寿命。

本实用新型利用一根密封销实现两个流通模块的通断控制，可减少整体体积，而且通过固定环的限制，可以对密封销的滑动方向和角度进行限制，使销柱可以精确的与封闭通道形成密封配合，简化控制方式及降低部件成本。

本实用新型的阀体可以直接安装于需要的测量仪器上，通过阀体的外形配合，直接利用螺栓固定在测量仪器上，直接使样品管道及液压管道与测量仪器的相应管道连通。同时阀体的外形可以根据安装位置进行设置，使阀体安装到测量仪器上后，保持外形一致。利用集成的两个控制阀实现独立的模块化设计，大大降低了测量仪器的设计难度和加工难度。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式的截止阀结构示意图；

图2是本实用新型一个实施方式的控制阀结构示意图；

图3是本实用新型一个实施方式的阀体外观立体示意图；

图4是本实用新型一个实施方式的阀体左端端部示意图；

图5是本实用新型一个实施方式的阀体仰视图。

具体实施方式

以下以具体实施例结合附图对本实用新型的方案做详细说明。

如图1所示，在本实用新型的一个实施方式中公开一种耐高温高压双向液控超高压混合流体截止阀，其包括一个阀体1，在阀体1内部设置有两个独立的控制腔11，每个控制腔11内分别安装有一个控制阀A、B，每个控制阀A、B分别包括密封销2、固定环3、流通模块4、油腔5、流体输入腔6和弹簧7。

阀体1为一体结构，其内部并排制作有两个相互独立的柱状空心控制腔11，与控制腔11两端开口相对的两端处设置有与内部控制腔11分别连通的样品管道接口12和液压管道接口13。

控制阀A、B由控制腔11的开口一端装入控制腔11中再分别进行控制腔11两端开口的密封。控制阀A、B用于在液压管道15输入的液压油作用下，在控制腔11内轴向移动，进而使与控制腔11连通的样品通道14实现开和关，每个控制阀A、B可以控制其两端的一条样品通道14通断，而两个控制阀A、B就可以同时实现四条样品通道14的通断。

控制阀A、B结构完全相同，但是安装方式相反，即，控制阀A的左侧与控制阀B的右侧对应，控制阀A的右侧与控制阀B的左侧对就，在工作时，控制阀A向右侧移动时，而控制阀B则同时向左移动，下述以控制阀A的结构作为示例说明：

如图2所示，密封销2活动安装在控制腔11内，包括与控制腔11内圆周表面形成轴向密封滑动接触的隔离段21，和分别从隔离段21的轴向两侧向控制腔的两端方向延伸的销柱22，密封销2的安装位置位于控制腔11的中部，两根销柱22的长度不对称但直径和形状一致；隔离段21的外圆周表面相对控制腔11的内圆周表面能够实现轴向滑动。

固定环3设置有两个且结构相同，分别密封且间隔地固定在隔离段21的两侧，中部设置有轴向的供销柱22穿过的滑动孔31，固定环3与控制腔11内表面接触的外圆周上设置有密封件，在滑动孔31的内圆周表面上设置有与销柱22外圆周滑动密封的密封条；两个固定环3与隔离段21之间分别形成一段密封空间，该密封空间即作为液压油的容纳油腔5，两个油腔5分别通过通孔与输入输出液压油的油路管线15连接。

流通模块4同样设置两个且结构相同，分别密封安装于固定环3的外侧，包括与样品管道14连通的流体输出通道42，以及与流体输出通道42连通且与销柱22相对的封闭通道41，封闭通道41的直径小于销柱22的直径；流通模块4与固定环3之间形成有流体输入空间，流体输入空间即形成流体输入腔6，流体输入腔6通过流体输入通道与样品管道14连通。流体输入腔6通过销柱22与封闭通道41的接触实现与流通模块4的通断。

弹簧7套在一侧油腔5内的销柱22上，用于使该侧的流通模块4在正常状态下与流体输入腔6保持为常通，这样的设置可以使此端的流通模块4或连接管线不受井下液体的压力影响。两个控制阀A、B上的弹簧7安装位置相对，即，如上方控制阀A的弹簧7安装在左端销柱22上，则下方控制阀B的弹簧7就安装在右端销柱22上。

以下对前述各部件的工作过程进行说明，为描述方便，以面向屏幕时图1、2中的控制阀A的左侧为描述的左侧，右侧为描述的右侧，同时由于除密封段21和弹簧7外，其它部件都是对称设置的两个，因此，同一控制阀中左右对称的部件以同一标号进行描述。

未工作时，两个油腔5内分别充液压油，弹簧7的两端分别与固定环3和隔离段21接触，由于固定环3不动，此时弹簧7不受力，因此，弹簧7会利用弹力自动推动隔离段21向右端移动，进而带动两侧的销柱22同时移动，右侧销柱22最终与右侧流通模块4的封闭通道41接触，并使右侧的流通模块4与右侧的流体输入腔6断开连通；同时，左侧的销柱22会远离左侧流通模块4的封闭通道41，使左侧的流通模块4与左侧的流体输入腔6保持连通状态。

在该过程中，左右两侧的销柱22可以在左右两侧固定环3的滑动孔31中密封滑动，防止油腔5内的液压油与流体输入腔6中的流体相互渗透，为提高密封性，固定环3、流通模块4及隔离段21与控制腔11内圆周接触的圆周上都分别设置有相应的密封槽和密封条。

在工作时，通过与右测油腔5连接的液压管道15输入液压油，使右侧油腔5内的液压油逐步推动隔离段21向左侧移动，最终右侧油腔5内的液压油克服弹簧7的弹力使左侧的销柱22与左侧流通模块4的封闭通道41接触，使左侧流通模块4与左侧流体输入腔6断开；此时，右侧的流通模块4的封闭通道41与右侧流体输入腔6连通。

在上述通断的过程中，两个控制阀A、B的流体输出通道42、流体输入通道分别连接样品管道B1和B3，B2和B4，进而实现四条样品管道B1、B3和B2、B4的通断控制(控制阀A和控制阀B分别控制两条)，实现相应流体的输送或采集。即左侧流通模块4的流体输出通道42和相邻流体输入腔6的流体输入通道控制一条由B1、B3样品通道构成的通道连通，而右侧的则控制B2、B4样品通道构成的通道连通，两个控制阀A、B即实现四条通道的连通控制。每个控制阀A、B的两个油腔5分别由一个电磁阀L1、L2控制，即电磁阀L1控制控制阀A上的左油腔和控制阀B的右油腔，而电磁阀L2则控制控制阀A的右油腔和控制阀B的左油腔。

本实施方式通过销柱22与封闭通道41的直接接触来实现流体输送的通断，利用的是销柱22与密封通道41之间的尺寸配合实现密封隔离，在这个密封过程中不需要采用现有的柔性密封材料，通过销柱与密封通道的配合可以截止最高20000Ps i地层流体压力，这里的地层液体压力同时是地层中带有固体碎屑的混合压力，因此，该设定结构可以防止井下高温高压对柔性密封材料的影响，避免频繁的更换密封件，大大提高截止阀的使用寿命。

本实施方式利用一根密封销2实现两个流通模块4的通断控制，减少了整体体积，而且通过固定环3的限制，可以对密封销2的滑动方向和角度进行限制，使销柱22可以精确的与封闭通道41形成密封配合，简化控制方式及降低部件成本。

本实施方式的阀体可以直接安装于需要的测量仪器上，通过阀体的外形配合，直接利用螺栓固定在测量仪器上，直接使样品管道及液压管道与测量仪器的相应管道连通。同时阀体的外形可以根据安装位置进行设置，使阀体安装到测量仪器上后，保持外形一致。利用集成的两个控制阀实现独立的模块化设计，大大降低了测量仪器的设计难度和加工难度。

阀体1内的各部件与控制腔11的内圆周之间都是滑动密封接触，可减少固定结构，简化安装过程。此外，可以在控制腔11的内圆周上与各部件对应的位置设置方便限定各部件固定位置的凸出段111和凸出台阶112。凸出段111方便与不同直径的流通模块4和固定环3外圆周接触，而凸出台阶112则可以限定流通模块4和固定环3的安装位置。

如固定环3移动至安装位置后，可被控制腔11内突出的凸出台阶112限制，避免其向油腔5一侧继续移动，影响液压油的输入量，同时，对应的凸出段111则与当前直径下的固定环3外圆周形成密封接触。同样的，流通模块4的外径尺寸大于固定环3的外径尺寸，因此在控制腔11管口处固定环3可以通过的地方，流通模块4则会被挡住，此时，与流通模块4对应的凸出段111则会与流通模块4的外圆周形成密封接触，且与流通模块4对应的凸出台阶112在不影响固定环3正常通过的情况下，将流通模块4挡住，防止流通模块4挤占流体输入腔6的空间。

在本实用新型的一个实施方式中，控制腔11的两端可以直接通过流通模块4实现封堵，也可以在控制腔11的开口两端分别安装封闭管口且限制内部各部件移动的锁盖8，锁盖8通过外螺纹拧在控制腔11开口的内螺纹上。在采用锁盖8的结构下，内部的流通模块4和固定环3可采用滑动密封安装的方式安装在阀体1内，然后由两端的锁盖8利用接触挤压将流通模块4和固定环3固定在预定位置。该结构可以简化内部部件的安装，同时可以方便取出维护，还可以提高各部件之间的配合，减少中间缝隙。

进一步的，为限定流体输入腔6的空间大小，可以在固定环3相对流通模块4一侧设置轴向凸出的定位块(图中未示出)，定位块的长度即为流体输入腔6的宽度。采用与固定环3一体延伸的定位块后，不需要再安装用于限定流体输入腔6大小的调节部件，可以减少中间部件。定位块可以是固定环3轴向突出的对称结构，即定位块可以是不影响销柱22的移动及流体输入腔6内流体流动的任何结构。

在本实用新型的一个实施方式中，为提高封闭效果，可以将销柱22的端部设置成锥形突出部23，且锥形突出部23项部的直径小于封闭通道41的直径。采用该结构后，销柱22在与封闭通道41接触后，其端部的锥形突出部23会进入封闭通道41内，从而在封闭通道41内形成更稳定的接触面，进而提高封闭效果。

进一步地，该封闭通道41朝向销柱22的开口端，可以设置成与锥形突出部23角度对应的喇叭形开口，使销柱22在与封闭通道41接触时，锥形突出部23能够完全与封闭通道41的喇叭形开口形成圆周接触，提高封闭接触面积，进而提高密封效果。

在本实用新型的一个实施方式中，为提高流通模块4的稳定性，在锁盖8的圆心处设置有轴向贯穿的螺栓固定孔81，流通模块4通过穿过螺栓固定孔81的螺栓82与锁盖8固定。该结构可以使流通模块4与锁盖8形成一体，进一步提高安装后的稳定性，并防止流通模块4在压力影响下向固定环3一侧移动。

如图3、4所示，在本实用新型的一个实施方式中，样品管道接口12和液压管道接口13分别设置在阀体1轴向两端延伸突出的连接块16上；连接块16可作为方便设置样品管道接口和液压管道接口与测量仪器连接的连接件，同时还可以作为阀体固定时的固定件。

如图5所示，在本方案中样品管道接口12的数量为四个，分别与图1中的四条样品管道14对应，液压管道接口13的数量为两个，分别与图1中的液压管道15对应，样品管道接口12与液压管道接口13分别设置在阀体1两侧的连接块16上，其中，四个样品管道接口分别为B1、B2、B3、B4，两个液压管道接口分别为L1、L2。

当L1接口有压力时，B1与B2连通，B3与B4连通；

当L2接口有压力时，B1与B4连通，B2与B3连通。这里仅是给出一种工作方式的举例，在其它的实施方式中，可以根据相应采样设备的连接方式进行调整。

进一步地，两端的连接块16由阀体1的一个侧面延伸构成，且该侧面为外凸的弧形面，采用弧形面可以作为安装后的测量仪器的外表面，使安装后的阀体与测量仪器形成一个整体。而与弧形面相对的一侧为容纳控制腔11且凸出的固定块17。两个控制腔11采用相对弧形面一侧并列向下方延伸的设置方式，固定块17可以直接卡在测量仪器上设置的安装槽中，然后利用连接块16与测量仪器固定，并使弧形面一侧与测量仪器的外表面形成一个整体。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种耐高温高压双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，包括，

阀体，内部并排设置有两个相互独立的柱状空心控制腔，两端设置有与内部控制腔分别连通的样品管道接口和液压管道接口；

控制阀，分别安装在一个控制腔内，在液压管道输入的液压油作用下，控制相应控制腔上样品通道的通断；

每个控制阀分别包括：

密封销，包括与控制腔形成滑动密封接触的隔离段，在隔离段的两侧分别设置有向控制腔两端方向延伸的销柱；

固定环，设置有两个且结构相同，分别密封固定在隔离段的两侧，轴向中部设置有供销柱穿过的滑动孔；

流通模块，设置有两个且结构相同，分别密封安装于固定环远离隔离段的一侧，包括与样品管道连接的流体输出通道，以及与流体输出通道连通且与销柱相对的封闭通道，封闭通道的直径小于销柱的直径；

油腔，分别位于隔离段与相邻固定环之间，并分别与液压管路连通；

流体输入腔，分别设置在流通模块与固定环之间，并通过流体输入通道与样品管道连通；

弹簧，套在其中一侧油腔内的销柱上，两个控制阀上的弹簧安装位置相对。

2.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

在所述控制腔的开口两端分别安装有封闭管口且限制内部各部件移动的锁盖，锁盖通过外螺纹拧在所述控制腔的开口内。

3.根据权利要求2所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

在所述锁盖的圆心处设置有轴向贯穿的螺栓固定孔，所述流通模块通过穿过螺栓固定孔的螺栓与所述锁盖固定。

4.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

所述固定环与所述流通模块相对的一侧，设置有轴向凸出的定位块，定位块的长度即为所述流体输入腔的宽度。

5.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

所述销柱的端部设置有锥形突出部，且锥形突出部的直径小于所述封闭通道的直径；所述封闭通道的开口为与所述锥形突出部角度对应的喇叭形开口。

6.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

所述控制腔的内圆周上与各部件对应的位置处设置有方便密封的凸出段和限位的凸出台阶。

7.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

每个所述流通模块的流体输出通道分别连接一根样品管道，每个所述流通模块的流体输入通道分别连接一根样品管道。

8.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

两个所述控制阀的液压管路分别由两个电磁阀控制，其中，每个电磁阀通过相应的液压管路分别控制两个所述控制阀相对一端的油腔。

9.根据权利要求1所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，所述样品管道接口和所述液压管道接口分别设置在所述阀体轴向两端延伸突出的连接块上，且所述样品管道接口的数量为四个，所述液压管道接口的数量为两个，四个所述样品管道接口中两个作为两个所述控制腔中的样品管道输出接口，另两个作为两个所述控制腔中的样品管道输入接口。

10.根据权利要求9所述的双向液控超高压混合流体截止阀，其特征在于，

两端的所述连接块由所述阀体的一个侧面延伸构成，且该侧面为外凸的弧形，相对的一侧为容纳所述控制腔且凸出的固定块。

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