CN212671623U - 截流阀头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种截流阀头，其包括阀头本体和防护层，阀头本体呈顶端封闭且底端敞开的中空结构，阀头本体包括侧壁和连接于侧壁上端的顶壁，顶壁呈上小下大的锥状；防护层覆盖于所述阀头本体的外表面并与所述阀头本体固定连接。本实用新型提供的截流阀头，通过设置防护层，能够有效抵抗钻井泥浆中的块状或颗粒状杂质的高速高频冲击和磨损，防止截流阀头碎裂，从而延长了截流阀头的使用寿命，避免了仪器受损，降低了经济损失。

Description

截流阀头

技术领域

本实用新型涉及钻井工程技术领域，特别涉及一种截流阀头。

背景技术

在钻井过程中，井下随钻仪器的工作需要通过泥浆泵建立钻井液循环，如果钻井泥浆中的存在大量的块状或颗粒状杂质，伴随因井下工具水眼流道截面积变小、流速增大等因素，块状或颗粒状杂质将在高速流动的泥浆作用下，冲击、磨损井下仪器组件，如用于井下与地面建立信号传输的脉冲发生器，持续经受钻井液冲蚀磨损；而脉冲发生器是通过其芯轴顶部的阀头持续的按一定频率进行轴向往复运动，以改变水眼流道的截面积，使阀头以上的流体产生压力变化，从而形成相应的脉冲压力波。当泥浆中颗粒状或块状杂质较多时，容易直接造成脉冲发生器的阀头等组件受高速高频冲击而碎裂损坏等，最终导致仪器失效而停止工作。一旦钻进过程中，泥浆脉冲发生器出现故障，如阀头被击碎，则无法形成脉冲压力波和脉冲信号，直接导致井底与地面的通讯中断，地面无法获取井下参数，无法进行实时解释及导向工作；进而导致起钻更换仪器。而起钻下钻影响钻井周期、成本等。由于脉冲器发生器的截流阀头受到流道空间和结构的限制，壁厚较薄；而现有的截流阀头技术，抗动载荷及冲击能力较差，或者抗冲蚀磨损性能较差，使用寿命短，高速高频冲击作用下容易产生碎裂或冲击磨损，故障率较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有较高抗冲击性能且防碎的截流阀头。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种截流阀头，其包括：

阀头本体，其呈顶端封闭且底端敞开的中空结构，所述阀头本体包括侧壁和连接于所述侧壁的上端的顶壁，所述顶壁呈上小下大的锥状；

防护层，其覆盖于所述阀头本体的外表面并与所述阀头本体固定连接。

如上所述的截流阀头，其中，所述防护层为喷涂在所述阀头本体的外表面的硬质合金层。

如上所述的截流阀头，其中，所述防护层的厚度为0.4mm～0.6mm。

如上所述的截流阀头，其中，所述阀头本体为沉淀硬化不锈钢阀头本体。

如上所述的截流阀头，其中，所述侧壁呈圆筒状结构。

如上所述的截流阀头，其中，所述侧壁呈由上至下渐扩的锥形筒状结构。

如上所述的截流阀头，其中，所述顶壁和所述侧壁为一体式结构。

如上所述的截流阀头，其中，所述阀头本体的厚度为3mm～4mm。

如上所述的截流阀头，其中，所述侧壁的内表面设有用于与阀杆配合的台阶面。

如上所述的截流阀头，其中，所述侧壁的内表面连接有用于连接所述阀杆的内螺纹铜套。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的截流阀头，通过设置防护层，能够有效抵抗钻井泥浆中的块状或颗粒状杂质的高速高频冲击和磨损，防止截流阀头碎裂，从而延长了截流阀头的使用寿命，避免了仪器受损，降低了经济损失；通过顶壁呈上小下大的锥状，既能起到截流作用，又能使泥浆顺畅通过截流阀头与水眼流道之间形成的环空；

本实用新型提供的截流阀头，防护层为硬质合金层，阀头本体为沉淀硬化不锈钢阀体，有效保证了截流阀头的使用寿命。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的截流阀头的结构示意图；

图2是图1所示的截流阀头的剖视结构示意图；

图3是图1所示的截流阀头中阀头本体的结构示意图；

图4是图1所示的截流阀头中防护层的结构示意图；

图5是图1所示的截流阀头的使用结构示意图。

附图标号说明：

100、截流阀头；

110、阀头本体；111、侧壁；112、顶壁；113、台阶面；

120、防护层；

130、内螺纹铜套；

200、钻井泥浆；210、杂质；

300、阀杆。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种截流阀头100，其包括阀头本体110和防护层120，其中：

如图3所示，阀头本体110呈顶端封闭且底端敞开的中空结构，阀头本体110包括侧壁111和连接于侧壁111上端的顶壁112，顶壁112呈上小下大的锥状，以在截流阀头100安装在阀杆300上后，既能起到截流作用，又能使泥浆顺畅通过截流阀头100与水眼流道之间形成的环空；

如图4所示，防护层120的形状与阀头本体110的外表面形状相适配，即图4中所示的防护层120的顶部的形状与图3所示的阀头本体110的顶壁的形状大致相同，防护层120覆盖于阀头本体110的外表面并与阀头本体110固定连接，防护层120能够提高阀头本体110的表面硬度和强度，以对阀头本体110起到保护作用。

在使用时，如图5所示，将截流阀头100安装在水眼流道内的阀杆300上，并使钻井泥浆200从水眼流道的上部内流入，由于钻井泥浆200进入水眼流道后的流通面积变小，导致钻井泥浆200的流速增大，而钻井泥浆200及钻井泥浆200中携带的块状或颗粒状杂质210，会高速冲击在截流阀头100的外表面，并流经截流阀头100与水眼流道之间形成的环空，同时产生高频的振动，此时，设置于阀头本体110的外表面的防护层120，会抵抗钻井泥浆200中的块状或颗粒状杂质210的高速高频冲击，以对阀头本体110起到保护作用。

本实用新型提供的截流阀头100，通过设置防护层120，能够有效抵抗钻井泥浆200中的块状或颗粒状杂质210的高速高频冲击和磨损，防止截流阀头100碎裂，从而延长了截流阀头100的使用寿命，避免了仪器受损，降低了经济损失；通过顶壁112呈上小下大的锥状，使得截流阀头100既能起到截流作用，又能使泥浆顺畅通过截流阀头100与水眼流道之间形成的环空。

进一步，防护层120为喷涂在阀头本体110的外表面的硬质合金层，硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热以及耐腐蚀的优点，以能够有效抵抗钻井泥浆200中的块状或颗粒状杂质210的高速高频冲击，从而更好的防护阀头本体110。

再进一步，防护层120的厚度为0.4mm～0.6mm，优选的，防护层120的厚度为0.5mm，这样的厚度，既能对阀头本体110起到良好的防护作用，又能使得泥浆顺畅的通过截流阀头100与水眼流道之间形成的环空，当然，防护层120的厚度也可以是0.45mm、0.48mm、0.55mm或0.57mm。

进一步，阀头本体110为沉淀硬化不锈钢阀头本体，即阀头本体110采用沉淀硬化不锈钢材料制成，沉淀硬化不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和较高的硬度，能够保证阀头本体110的使用寿命。

当然，阀头本体110也可以采用常规的合金结构钢或铍铜等材料制成。

进一步，侧壁111呈圆筒状结构，或者，侧壁111呈由上至下渐扩的锥形筒状结构，侧壁111的具体结构可以根据实际使用需求设置，例如，若水眼流道的内径较小，则可以采用圆筒状结构的侧壁111，若水眼流道的内径较大，则可以采用锥形筒状结构的侧壁111。

进一步，顶壁112和侧壁111为一体式结构，具体的，顶壁112与侧壁111可以是焊接连接的一体式结构，顶壁112与侧壁111也可以是铸造成型或车铣加工的一体式结构，以保证顶壁112与侧壁111之间连接的可靠性。

进一步，阀头本体110的厚度为3mm～4mm，优选的，阀头本体110的厚度为3.5mm，这样的厚度，既能够保证阀头本体110的寿命，又不会影响泥浆通过截流阀头100与水眼流道之间形成的环空，当然，阀头本体110的厚度也可以为3mm、3.2mm、3.64mm 4mm。

进一步，如图2所示，侧壁111的内表面设有用于与阀杆300配合的台阶面113，以便于阀头本体110与阀杆300相接。

再进一步，侧壁111的内表面连接有用于连接阀杆300的内螺纹铜套130，具体的，在铜套的内表面设置内螺纹以制成内螺纹铜套130，内螺纹铜套130镶嵌并粘胶固定在侧壁111的内表面，使得阀头本体110能与阀杆300通过螺纹连接，以使得阀头本体110与阀杆300之间的连接变得简单方便。

下面结合附图具体说明本实用新型的截流阀头100使用过程：

如图5所示，将截流阀头100旋接于水眼流道内的阀杆300上，并使钻井泥浆200从水眼流道的上部内流入，由于钻井泥浆200进入水眼流道后的流通面积变小，导致钻井泥浆200的流速增大，而钻井泥浆200及钻井泥浆200中携带的块状或颗粒状杂质210，会高速冲击在截流阀头100的外表面；同时，截流阀头100会随着阀杆持续的做轴向往复运动，以产生压差，从而形成脉冲压力波，因此携带的块状或颗粒状杂质210的钻井泥浆200流经截流阀头100与水眼流道之间形成的环空，会产生高频的振动，加大对截流阀头100的冲击磨损，此时，设置于阀头本体110的外表面的由硬质合金制成的防护层120，会抵抗钻井泥浆200中的块状或颗粒状杂质210的高速高频冲击，对阀头本体110起到保护作用。

综上所述，本实用新型提供的截流阀头，通过设置防护层，能够有效抵抗钻井泥浆中的块状或颗粒状杂质的高速高频冲击和磨损，防止截流阀头碎裂，从而延长了截流阀头的使用寿命，避免了仪器受损，降低了经济损失；通过顶壁呈上小下大的锥状，使得截流阀头既能起到截流作用，又能使泥浆顺畅通过截流阀头与水眼流道之间形成的环空；

本实用新型提供的截流阀头，采用高强度高韧性的沉淀硬化不锈钢制成的阀头本体及硬质合金层组成抗冲击且防碎的截流阀头，充分保证了截流阀头的韧性、硬度及强度等，有效提升截流阀头的抗冲击、耐冲蚀、防碎裂的综合性能。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种截流阀头，其特征在于，所述截流阀头包括：

阀头本体，其呈顶端封闭且底端敞开的中空结构，所述阀头本体包括侧壁和连接于所述侧壁的上端的顶壁，所述顶壁呈上小下大的锥状；

防护层，其覆盖于所述阀头本体的外表面并与所述阀头本体固定连接。

2.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述防护层为喷涂在所述阀头本体的外表面的硬质合金层。

3.根据权利要求1或2所述的截流阀头，其特征在于，

所述防护层的厚度为0.4mm～0.6mm。

4.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述阀头本体为沉淀硬化不锈钢阀头本体。

5.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述侧壁呈圆筒状结构。

6.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述侧壁呈由上至下渐扩的锥形筒状结构。

7.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述顶壁和所述侧壁为一体式结构。

8.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述阀头本体的厚度为3mm～4mm。

9.根据权利要求1所述的截流阀头，其特征在于，

所述侧壁的内表面设有用于与阀杆配合的台阶面。

10.根据权利要求9所述的截流阀头，其特征在于，

所述侧壁的内表面连接有用于连接所述阀杆的内螺纹铜套。

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