CN213745087U - 一种定压阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种定压阀，涉及油田开发压裂工具技术领域，其包括阀体，所述阀体内具有介质通道、阀腔和安装腔，所述介质通道由所述阀腔隔断，形成有入口通道和出口通道，所述安装腔分别与所述阀腔和入口通道连通；所述阀腔于低于所述介质通道的位置构造形成有过渡腔；安装腔内滑动设置有柱塞，所述柱塞的朝向阀腔一端固定连接有阀板，所述安装腔内还设置有弹性件，弹性件抵触柱塞；所述阀体上还开设有将安装腔与外界连通的气压平衡孔。本申请能够对石油压裂用套管进行泄压。

Description

一种定压阀

技术领域

本申请涉及油田开发压裂工具技术领域，尤其是涉及一种定压阀。

背景技术

在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂技术中，通常需要借助封隔器进行座封和解封，封隔器安装在套管和油罐形成的环形空间内。在封隔器工作过程中发现介质容易进入到套管中，使得套管承受压力，严重时容易导致套管破裂，影响了套管的使用寿命，给封隔器的安全使用带来了挑战，因此，需要对管道进行泄压。

目前，管道泄压通常使用泄压阀，泄压阀包括有锥型的阀芯，阀芯与阀腔内壁抵紧以阻断介质流通。但是在油田开发压裂领域，套管中的水流中混合有砂石颗粒，容易卡在锥型阀芯和阀腔内壁之间，造成阀芯无法完全关闭，导致介质泄漏。

实用新型内容

为了对套管进行可靠泄压，提高套管的使用寿命，改善封隔器工作的安全性问题，本申请提供一种定压阀。

本申请提供的一种定压阀采用如下的技术方案：

一种定压阀，包括阀体，所述阀体内具有介质通道、阀腔和安装腔，所述介质通道由所述阀腔隔断，形成有入口通道和出口通道，所述安装腔分别与所述阀腔和入口通道连通；所述阀腔于低于所述介质通道的位置构造形成有过渡腔；安装腔内滑动设置有柱塞，所述柱塞的朝向阀腔一端固定连接有阀板，所述安装腔内还设置有弹性件，弹性件抵触柱塞；所述阀体上还开设有将安装腔与外界连通的气压平衡孔；

在正常状态下，所述阀板受弹性件驱使向下滑动，使得阀板的部分进入过渡腔内，以分隔入口通道和出口通道；在泄压状态下，所述阀板受进入安装腔内的介质压力的作用向上滑动，以使得阀板离开过渡腔，以打开入口通道和出口通道。

通过采用上述技术方案，将定压阀安装在套管上，套管内介质从入口通道进入，由于入口通道与安装腔连通，介质能够从入口通道进入安装腔，当介质达到一定压强时，能够推动柱塞向弹性件一侧滑动，气压平衡孔能够平衡安装腔内的气压，柱塞压缩弹性件并带动阀板打开阀腔，将入口通道与出口通道连通，从而介质能够从出口通道排出，实现套管泄压。

优选的，所述安装腔的封闭一端通过螺纹连接的由壬帽封闭，所述由壬帽与所述弹性件之间抵接有压块。

通过采用上述技术方案，转动由壬帽能够使压块压紧或放松弹性件，调节弹性件挤压柱塞的预紧力，从而调节介质推动柱塞所需要达到的压强。

优选的，所述柱塞外套设有压母，所述压母与所述柱塞滑动密封连接、与所述安装腔内壁固定密封连接。

通过采用上述技术方案，压母能够与柱塞紧密抵接，增加密封效果。

优选的，所述柱塞与所述弹性件之间设置有弹簧座。

通过采用上述技术方案，弹簧座使柱塞均匀受力，能够增加结构的稳定性，并且能够对柱塞顶部进行保护。

优选的，所述阀板上开设有通孔，正常压力状态下，所述通孔进入过渡腔内，泄压状态下，所述通孔连通打开入口通道和出口通道。

通过采用上述技术方案，阀板打开或关闭过程中，能够始终位于第一阀座和第二阀座之间，有利于阀板的工作稳定性。

优选的，所述阀板的正对入口通道一侧设置有与入口通道连通的第一阀座，所述阀板的正对出口通道一侧设置有与出口通道连通的第二阀座。

通过采用上述技术方案，第一阀座和第二阀座能够对介质进行导向，并承受介质的压力。

优选的，所述第一阀座的远离阀板一侧设置有使第一阀座抵紧阀板的圆线波圈，所述第一阀座与所述入口通道内壁密封连接。

通过采用上述技术方案，第一阀座能够与阀板和入口通道内壁密封，阀板关闭后介质不易从入口通道泄漏至出口通道。

优选的，所述柱塞的连接所述阀板一端设置有限位凸缘，所述压母的内壁的靠近所述阀板一端开设有限位槽，所述限位凸缘跟随柱塞滑动进入限位槽并抵接于槽底。

通过采用上述技术方案，限位槽能够限制限位凸缘的移动行程，从而限制柱塞和阀板的行程，防止阀板移动距离过大而脱离第一阀座和第二阀座之间。

优选的，所述阀腔内固定设置有底座，所述底座与所述阀板的远离所述柱塞一端抵接。

通过采用上述技术方案，底座能够承载阀板对阀体施加的压力。

优选的，所述阀板的正对阀体的两侧分别设置有导向块，所述阀腔内壁开设有分别与两个所述导向块适配滑动连接的滑槽，两个所述滑槽沿所述阀板移动方向延伸。

通过采用上述技术方案，导向块在滑槽中滑动能够对阀板的移动进行导向，提高阀板的工作稳定性。

附图说明

图1是定压阀的阀本体剖视图。

图2是定压阀的整体剖视图。

图3是图2中A部分的放大图。

图4是定压阀的阀板部分的半剖图。

图5是定压阀的由壬帽和压块部分的剖视图。

图6是定压阀的工作腔部分的剖视图。

附图标记说明：1、阀体；2、阀腔；201、过渡腔；202、安装部；3、安装腔；301、工作腔；4、入口通道；5、出口通道；6、连接孔；7、柱塞；701、限位凸缘；8、阀板；801、导向块；802、通孔；9、套筒；901、第二气压平衡孔；10、由壬帽；1001、第一气压平衡孔；11、碟簧；12、弹簧座；13、压块；14、压母；1401、第一密封圈组件；1402、第二密封圈组件；1403、限位槽；15、第一阀座；1501、第三密封圈；1502、圆线波圈；16、第二阀座；1601、第四密封圈；17、底座。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种定压阀。参照图1，定压阀包括阀本体，阀本体内具有阀腔2、安装腔3和介质通道，介质通道由阀腔2隔断，形成入口通道4和出口通道5。安装腔3与阀腔2连通，阀本体内还开设有连接孔6，安装腔3和入口通道4通过连接孔6连通，阀腔2的连通安装腔3的相对一侧构造形成有过渡腔201。

阀本体包括阀体1和套筒9，安装腔3和介质通道均位于阀体1内，阀体1具有安装部202，安装部202中空设置，其开口端螺纹连接有套筒9，套筒9的远离安装部202一端封闭设置，安装腔202与套筒9的内部空间即为安装腔3，安装腔3的位于安装部202内的部分命名为工作腔301，工作腔301与阀腔2连通。

参照图2和图3，套筒9内设置有弹性件，工作腔301内设置有柱塞7，柱塞7的靠近阀腔2一端固定连接有阀板8。本申请中，弹性件采用碟簧11，碟簧11能够承载较大负荷，且行程短，所需空间小，能够减小套筒9体积。碟簧11与柱塞7之间还设置有弹簧座12，弹簧座12扣设在柱塞7端部，使柱塞7受力均匀。阀板8关闭时，柱塞7与工作腔301的底部之间留有空隙，连接孔6与该空隙连通，介质通过连接孔6进入空隙中，对柱塞7的端部产生压力。碟簧11能够推动柱塞7向阀腔2方向滑动，将阀板8部分推入过渡腔201中，将入口通道4与出口通道5分隔开来,实现入口通道和出口通道的关闭。此时，碟簧11处于第一压缩状态，第一压缩状态为碟簧11的最小压缩状态。

使用时，将定压阀的入口通道4与压裂用套管连接，套管内介质从入口通道4进入，并通过连接孔6进入工作腔301。正常压力状态下，即套管内压力不能克服碟簧11第一压缩状态时的弹力，阀板2关闭，套管处于封闭状态。当介质达到一定压强时，能够克服柱塞7受到碟簧11压力和其他阻力，推动柱塞7向远离阀腔2的方向移动，柱塞7带动阀板8滑动打开阀腔，实现入口通道4和出口通道5的接通，介质能够从出口通道5排出。此时，碟簧11处于第二压缩状态，第二压缩状态为碟簧11的最大压缩状态。

由于阀板8关闭时部分进入过渡腔201中，介质中的砂石颗粒会被阀板8推入过渡腔201中，即使卡在阀板8的远离柱塞7一端，阀板8也能够通过两个相对的侧面隔断入口通道4和出口通道5，不容易造成阀板8关闭不严而介质泄漏。

阀腔2内还安装有第一阀座15、第二阀座16。第一阀座15和第二阀座16同轴设置，第一阀座15的一端与入口通道4连通，另一端与阀板8的正对入口通道4一侧抵接，第二阀座16的一端与出口通道5连通，另一端与阀板8的正对出口通道5一侧抵接，第一阀座15和第二阀座16能够对介质进行导向，并承受介质的压力。底座17位于阀腔2的正对安装腔3一侧，阀板8关闭时与底座17抵接，底座17能够承载阀板8对阀体1施加的压力。

第一阀座15与入口通道4内壁之间设置有第三密封圈1501，第一阀座15的远离阀板8一侧设置有圆线波圈1502，圆线波圈1502使第一阀座15抵紧阀板8，第二阀座16与出口通道5之间还设置有第四密封圈1601，从而使闸板8关闭后不易发生泄漏。

8为板状结构，阀板8上开设有通孔802，通孔802靠近阀板8的远离柱塞7一侧，阀板8开启时，使通孔802两端分别与第一阀座15和第二阀座16连通，入口通道4中的介质依次通过第一阀座15、通孔802和第二阀座16进入出口通道5。阀板8打开或关闭过程中，能够始终位于第一阀座15和第二阀座16之间，有利于阀板8的工作稳定性。

参照图4，阀板8正对阀体1的两侧分别固定连接有导向块801，阀腔2内壁开设有滑槽，两个滑槽204沿阀板8的移动方向延伸，两个导向块801分别沿两个滑槽205滑动，对阀板8进行导向，提高阀板8的工作稳定性。

参照图5，套筒9的远离阀体1一端通过由壬帽10封闭，由壬帽10上开设有第一气压平衡孔1001，套筒9的远离由壬帽10一端开设有第二气压平衡孔901，第一气压平衡孔1001和第二气压平衡孔901分别平衡套筒9两端的气压。由壬帽10与套筒9螺纹连接，套筒9内还设置有压块13，压块13在由壬帽10和碟簧11之间，转动由壬帽10能够使压块13压紧或放松碟簧11，调节碟簧11的预紧力，从而调节介质推动柱塞7需要达到的压强。

参照图6，柱塞7外还滑动套设有压母14，压母14与安装腔3的工作腔301内壁螺纹连接压母14，压母14的内壁设置有第一密封圈组件1401、外壁设置有第二密封圈组1402，压母14能够压紧第一密封圈组件1401和第二密封圈组1402，增加密封效果，从而有效避免空隙内的介质进入到套筒9中，造成泄漏。

参照图3，为了防止阀板8打开过度，造成通孔802与第一阀座15、第二阀座16错位，在柱塞7的连接阀板8一端设置限位凸缘701，并在压母14内壁的靠近阀板8一端开设有限位槽1403，柱塞7带动阀板8关闭时，限位凸缘701跟随柱塞7滑动进入限位槽1403，当通孔802与第一阀座15、第二阀座16正对时，限位凸缘701抵接在槽底，从而随柱塞7和阀板8的位置进行限制。

本申请实施例一种定压阀的实施原理为：将定压阀的入口通道4与石油压裂用套管连接，套管中的介质进定压阀入口通道4后，通过连接孔6进入安装腔3的工作腔301中，介质达到一定压强后，推动柱塞7向碟簧11方向移动，使阀板8的通孔802与第一阀座15、第二阀座16连通，从而使入口通道4与出口通道5连通，介质从出口通道5排出，从而实现套管泄压，介质的压强降低后，碟簧11推动柱塞7向阀腔2方向移动，使阀板8关闭阀腔2。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定压阀，其特征在于：包括阀体(1)，所述阀体(1)内具有介质通道、阀腔(2)和安装腔(3)，所述介质通道由所述阀腔(2)隔断，形成有入口通道(4)和出口通道(5)，所述安装腔(3)分别与所述阀腔(2)和入口通道(4)连通；所述阀腔(2)于低于所述介质通道的位置构造形成有过渡腔(201)；安装腔(3)内滑动设置有柱塞(7)，所述柱塞(7)的朝向阀腔(2)一端固定连接有阀板(8)，所述安装腔(3)内还设置有弹性件，弹性件抵触柱塞；所述阀体(1)上还开设有将安装腔(3)与外界连通的气压平衡孔；

在正常状态下，所述阀板(8)受弹性件驱使向下滑动，使得阀板(8)的部分进入过渡腔(201)内，以分隔入口通道(4)和出口通道(5)；在泄压状态下，所述阀板(8)受进入安装腔(3)内的介质压力的作用向上滑动，以使得阀板(8)离开过渡腔(201)，以打开入口通道(4)和出口通道(5)。

2.根据权利要求1所述的定压阀，其特征在于：所述安装腔(3)的封闭一端通过螺纹连接的由壬帽(10)封闭，所述由壬帽(10)与所述弹性件之间抵接有压块(13)。

3.根据权利要求1所述的定压阀，其特征在于：所述柱塞(7)外套设有压母(14)，所述压母(14)与所述柱塞(7)滑动密封连接、与所述安装腔(3)内壁固定密封连接。

4.根据权利要求1所述的定压阀，其特征在于：所述柱塞(7)与所述弹性件之间设置有弹簧座(12)。

5.根据权利要求1所述的定压阀，其特征在于：所述阀板(8)上开设有通孔（802），正常压力状态下，所述通孔（802）进入过渡腔(201)内，泄压状态下，所述通孔（802）连通打开入口通道(4)和出口通道(5)。

6.根据权利要求3所述的定压阀，其特征在于：所述阀板(8)的正对入口通道(4)一侧设置有与入口通道(4)连通的第一阀座(15)，所述阀板(8)的正对出口通道(5)一侧设置有与出口通道(5)连通的第二阀座(16)。

7.根据权利要求6所述的定压阀，其特征在于：所述第一阀座(15)的远离阀板(8)一侧设置有使第一阀座(15)抵紧阀板(8)的圆线波圈(1502)，所述第一阀座(15)与所述入口通道(4)内壁密封连接。

8.根据权利要求6所述的定压阀，其特征在于：所述柱塞(7)的连接所述阀板(8)一端设置有限位凸缘(701)，所述压母(14)的内壁的靠近所述阀板(8)一端开设有限位槽(1403)，所述限位凸缘(701)跟随柱塞(7)滑动进入限位槽(1403)并抵接于槽底。

9.根据权利要求1所述的定压阀，其特征在于：所述阀腔(2)内固定设置有底座(17)，所述底座(17)与所述阀板(8)的远离所述柱塞(7)一端抵接。

10.根据权利要求1所述的定压阀，其特征在于：所述阀板(8)的正对阀体(1)的两侧分别设置有导向块(801)，所述阀腔(2)内壁开设有分别与两个所述导向块(801)适配滑动连接的滑槽，两个所述滑槽沿所述阀板(8)移动方向延伸。

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