CN215057258U - 新型箭式浮阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了石油钻井工具领域，尤其是涉及了新型箭式浮阀，新型箭式浮阀，包括阀体与阀芯本体，所述阀芯本设置于阀体内部；所述阀芯本体的外侧壁上向内凹陷有若干个密封槽，且密封槽上配合设置有O型密封圈；所述阀芯本体靠近密封槽的内表面设置有密封面；所述阀芯本体内部沿着长度方向设置有通槽，且通槽贯穿阀芯本体的两端；所述通槽的一端固定设置有导向筒，且导向筒为空心设置；所述导向筒内活动设置有导向杆，且导向杆的长度大于导向筒的长度；所述导向杆位于导向筒的一端设置有松紧槽；所述导向杆上设置有垂直于侧壁的固定孔，且该所述导向杆的端部套设有阀尖。本浮阀提高使用寿命，同时也能达到良好的密封效果。

Description

新型箭式浮阀

技术领域

本实用新型涉及了石油钻井工具领域，尤其是涉及了新型箭式浮阀。

背景技术

在石油、天然气及其他钻井和修井作业中，为防止在接单根或起下钻时，环空里的泥浆反至钻柱内而喷洒到钻台上，同时为了防止底层流体在地底压力的作用下进入钻具发生溢流甚至井喷现象的发生，在钻柱底部连接一个钻具浮阀。

常用的钻具浮阀有箭式浮阀和板式浮阀。开泵时泥浆压力推动箭式阀芯下移或阀板翻转打开泥浆通道，停泵时在弹簧力及地层压力的作用下箭式阀芯和阀板复位，关闭泥浆通道，防止泥浆回流，阻止其进入钻柱，起到内防喷的目的。

钻具浮阀不同于旋塞阀由人工操作开关，它是钻柱上的一种单流阀，安装在钻柱上，属于井下工具范畴，允许钻井液在钻柱内，从上至下流动，不允许钻井液反向流动，当出现井喷时，它能及时关闭整个钻柱内通道，防止地城压力喷出地面，达到防喷作用。钻具浮阀的关键功能性部件是浮阀阀芯，安装于阀体内部，正常钻进过程中，阀芯将承受高压钻井液的冲刷和腐蚀；井喷事故时，阀芯自动关闭，整个地层压力将直接作用在阀芯上，所以阀芯质量的好坏直接决定整个钻具浮阀的使用效果和钻井安全。

现有的箭式浮阀存在着如下问题：阀体内部开设流道在泥浆的冲刷下容易磨蚀变形，在低压条件下密封效果差等问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型箭式浮阀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了新型箭式浮阀，本浮阀结构提高了浮阀的使用寿命，同时能够达到良好的密封效果。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

新型箭式浮阀，包括阀体与阀芯总成，所述阀芯总成设置于阀体内部；

所述阀芯总成包括阀芯本体，所述阀芯本体的外侧壁上向内凹陷有若干个密封槽，且密封槽上配合设置有O型密封圈；

所述阀芯本体内部沿着长度方向设置有通槽，且通槽贯穿阀芯本体的两端；所述通槽的一端固定设置有导向筒，且导向筒为空心设置；所述导向筒内活动设置有导向杆，且导向杆的长度大于导向筒的长度；

所述阀芯本体靠近密封槽一端的内表面设置有密封面；

所述导向杆位于导向筒的一端设置有松紧槽；所述导向杆上设置有垂直于侧壁的固定孔，且该所述导向杆的端部套设有阀尖；

所述阀尖包括上部分的圆柱体与下部分的圆锥体，且圆锥体与密封面相互配合形成密闭式连接；

所述阀尖的圆柱体上设置有螺纹孔，且螺纹孔与固定孔通过螺纹销钉相互配合固定；

所述阀尖位于导向杆的一端设置有压板与密封垫，且密封垫设置于压板与阀尖之间；

所述压板与导向筒之间设置有弹簧。

进一步的，所述导向杆的两端的截面半径不同，且位于阀尖一端的截面半径小于远离阀尖一端的截面半径。

进一步的，所述密封面设置为锥形，且锥形斜面设置于远离导向筒的一端。

进一步的，所述密封面上镀有硬铬层或喷涂合金层。

进一步的，所述阀尖的圆锥体的弧形面上镀有硬铬层或喷涂合金层。

进一步的，所述阀体内表面上设置有环型槽；所述该环形槽内设置有拼环，且该拼环内设置有弹性挡圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于阀体内没有开设流道，泥浆对壳体的冲蚀影响最小，维修更换时只需更换阀芯总成中个别零件即可；开泵时在泥浆压力的作用下弹簧收缩，阀尖向下运动，通道开启，关泵时在地层压力和弹簧的作用下阀尖与密封面紧密接触起到控制溢流的作用；为使阀尖和密封面之间达到最佳的密封效果，对阀尖参与密封的表面进行研磨再进行装配；为使阀芯本体有更高的强度和耐冲蚀性，对密封面镀一层硬铬层或喷涂一层合金层，减小阀芯本体的损耗，更换零件时只需更换阀尖即可，降低维修的成本；

2、本实用新型的阀体为标准浮阀外形，便于批量生产和互换维修，也可加工为箭型止回阀用阀体，扩大了使用范围；

3、导向筒用作导向杆导向使阀尖直上直下避免偏心影响密封，导向筒也用与固定弹簧，原则上导向筒的结构形式和尺寸不受整个浮阀的影响，可以金属或非金属为材料；

4、本实用新型的弹簧为大刚性弹簧，使用寿命长，在关泵(低压)的状态下也能保持良好的密封性能。

本实用新型的目的在于提供了新型箭式浮阀，通过阀芯总成与阀体分开设计的结构形式来降低泥浆对阀芯的冲蚀，提高浮阀的使用寿命，同时采用大刚性弹簧将阀尖和阀芯本体的密封面紧密接触以保证在低压条件下也能达到良好的密封效果。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型最佳实施例中的箭式浮阀装配剖视图；

图2是本实用新型最佳实施例中的箭式浮阀工作原理图；

图3是本实用新型最佳实施例中的阀芯本体结构图；

图4是本实用新型最佳实施例中的导向筒结构图；

图5是本实用新型最佳实施例中的阀尖结构图；

图6是本实用新型最佳实施例中的导向杆结构图；

图7是本实用新型最佳实施例中的箭式浮阀改为箭型止回阀用结构图。

图中：1、阀体；2、阀芯本体；3、导向筒；4、导向杆；5、弹簧；6、压板；7、密封垫；8、阀尖；9、弹性挡圈；10、拼环；11、O形密封圈；12、螺纹销钉；13、密封面；14、密封槽；15、螺纹孔；16、固定孔；17、松紧槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅如下图，本实用新型提供以下技术方案：

如图1-图6所示，新型箭式浮阀，包括阀体1与阀芯本体2，所述阀芯本体2设置于阀体1内部；

所述阀芯本体2的外侧壁上向内凹陷有若干个密封槽14，且密封槽14上配合设置有O型密封圈；

此处的O型密封圈可以是卡进密封槽14，也可以是其他的活动设置方式，只要能够实现密封效果均在本实用新型的保护范围内；

所述阀芯本体2内部沿着长度方向设置有通槽，且通槽贯穿阀芯本体2的两端；所述通槽的一端固定设置有导向筒3，且导向筒3为空心设置；所述导向筒3内活动设置有导向杆4，且导向杆4的长度大于导向筒3的长度；

所述阀芯本体2靠近密封槽14一端的内表面设置有密封面13；该密封面13为倾斜设置，从靠近密封槽14的一端往靠近密封槽14的一端朝着阀芯本体2的中心处倾斜。

所述导向杆4位于导向筒3的一端设置有松紧槽17，松紧槽17便于对导向杆4进行拆卸；所述导向杆4上设置有垂直于侧壁的固定孔16，且该所述导向杆4的端部套设有阀尖8；

所述阀尖8包括上部分的圆柱体与下部分的圆锥体，圆柱体与圆锥体相互连接，同时圆柱体固定设置于圆锥体底部的中心处；且圆锥体与密封面13相互配合形成密闭式连接；

圆柱体为空心结构，将圆柱体通过空心处套设在导向杆4上；

所述阀尖8的圆柱体上设置有螺纹孔15，该螺纹孔15设置于圆柱体的径向上，且螺纹孔15与固定孔16通过螺纹销钉12相互固定；螺纹销钉12的固定方式方便对阀尖8与导向杆4进行安装与拆卸；

所述阀尖8位于导向杆4的一端活动设置有压板6与密封垫7，且密封垫7设置于压板6与阀尖8之间；

所述压板6与导向筒3之间活动设置有弹簧5。

进一步的，所述导向杆4的两端的截面半径不同，且位于阀尖8一端的截面半径小于远离阀尖8一端的截面半径。

进一步的，所述密封面13设置为锥形，且锥形斜面设置于远离导向筒3的一端。

进一步的，所述密封面13上镀有硬铬层或喷涂合金层。

进一步的，所述阀尖8的圆锥体的弧形面上镀有硬铬层或喷涂合金层。

图7为箭型止回阀用结构图，该所述阀体1内表面上设置有环型槽；所述该环形槽内设置有拼环10，且该拼环10内设置有弹性挡圈9。

根据上述的浮阀结构，具体的工作原理如下：

本箭式浮阀的装配过程，首先将阀尖8置于阀芯本体2中，再依次把密封垫7、压板6固定在阀尖8上；把导向筒3固定在阀芯本体2的一端，再将弹簧5压缩固定在压板6和导向筒3之间；将导向杆4从导向筒3的空心处穿过插入导向筒3中，让固定孔16与螺纹孔15对齐拧入螺纹销钉12；把O形密封圈11安装在密封槽14中，组成阀芯总成，最后将阀芯总成安装在阀体1中，完成阀芯总成的装配过程。

其拆卸过程是这样实现的，用工具将阀芯总成顶出来，并清洗干净，用工具将弹簧5压缩并将阀尖8从阀芯总成内顶出，用螺丝刀把螺纹销钉12拧下，将导向杆4从阀尖8上的圆柱体上取下，将弹簧5从导向筒3与压板6之间取下，将阀尖8、密封垫7、压板6依次取下完成整个的拆卸过程。

所需注意的是，在装配之前需先将阀尖8和阀芯本体2进行配合。

如图2中所示，左边所示为关泵或泵压小于地层压力情况下的阀芯所处的位置，右边所示为开泵正常钻进时阀芯所处的位置。关泵时或泵压小于地层压力时在弹簧5和地层压力的作用下使阀尖8的锥形表面和密封面13紧密接触将通道关闭起来，起到防止井涌的作用；开泵正常钻进时在泥浆压力的作用下弹簧5收缩，阀尖8向下运动，通道打开，泥浆流经阀芯本体2侧面开的窗户达到下一个钻具。这个过程中由于阀体1内表面没有额外开设流道，泥浆对阀体1的冲蚀影响最小。

本实用新型的目的在于提供了新型箭式浮阀，通过阀芯总成与阀体分开设计的结构形式来降低泥浆对阀芯的冲蚀，提高浮阀的使用寿命，同时采用大刚性弹簧将阀尖和阀芯本体的密封面紧密接触以保证在低压条件下也能达到良好的密封效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.新型箭式浮阀，包括阀体(1)与阀芯总成，所述阀芯总成设置于阀体(1)内部；其特征在于：所述阀芯总成包括阀芯本体(2)，所述阀芯本体(2)的外侧壁上向内凹陷有若干个密封槽(14)，且密封槽(14)上配合设置有O型密封圈；

所述阀芯本体(2)内部沿着长度方向设置有通槽，且通槽贯穿阀芯本体(2)的两端；所述通槽的一端固定设置有导向筒(3)，且导向筒(3)为空心设置；所述导向筒(3)内活动设置有导向杆(4)，且导向杆(4)的长度大于导向筒(3)的长度；

所述阀芯本体(2)靠近密封槽(14)一端的内表面设置有密封面(13)；

所述导向杆(4)位于导向筒(3)的一端设置有松紧槽(17)；所述导向杆(4)上设置有垂直于侧壁的固定孔(16)，且该所述导向杆(4)的端部套设有阀尖(8)；

所述阀尖(8)包括上部分的圆柱体与下部分的圆锥体，且圆锥体与密封面(13)相互配合形成密闭式连接；

所述阀尖(8)的圆柱体上设置有螺纹孔(15)，且螺纹孔(15)与固定孔(16)通过螺纹销钉(12)相互配合固定；

所述阀尖(8)位于导向杆(4)的一端设置有压板(6)与密封垫(7)，且密封垫(7)设置于压板(6)与阀尖(8)之间；

所述压板(6)与导向筒(3)之间设置有弹簧(5)。

2.根据权利要求1所述的新型箭式浮阀，其特征在于：所述密封面(13)设置为锥形，且锥形斜面设置于远离导向筒(3)的一端。

3.根据权利要求1所述的新型箭式浮阀，其特征在于：所述密封面(13)上镀有硬铬层或喷涂合金层。

4.根据权利要求1所述的新型箭式浮阀，其特征在于：所述阀尖(8)的圆锥体的弧形面上镀有硬铬层或喷涂合金层。

5.根据权利要求1或2所述的新型箭式浮阀，其特征在于：所述阀体(1)内表面上设置有环型槽；所述该环形槽内设置有拼环(10)，且该拼环(10)内设置有弹性挡圈(9)。

6.根据权利要求1所述的新型箭式浮阀，其特征在于：所述导向杆(4)的两端的截面半径不同，且位于阀尖(8)一端的截面半径小于远离阀尖(8)一端的截面半径。

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