CN216741452U - 一种自灌浆式止回阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钻井设备技术领域，公开了一种自灌浆式止回阀，包括阀体、设置在阀体内的阀芯、阀座以及支承座，支承座位于阀座的下方，所述支承座内设置有滑套，滑套上开有侧向挂槽和竖向通槽，侧向挂槽和竖向通槽连通，所述阀芯包括连接在一起的锥形块以及下阀杆，锥形块的底部设置有卡块，下阀杆的端部设置有卡槽，卡块可拆卸设置在所述卡槽内，下阀杆的另一端设置在所述滑套内，下阀杆上设置有挂销，所述挂销挂接在滑套上；所述锥形块以及阀座采用硬质合金材料制作而成。本申请的止回阀整体耐冲蚀性能更好，使用寿命更长。

Description

一种自灌浆式止回阀

技术领域

本申请涉及石油钻探技术领域，尤其涉及钻井设备，具体的说涉及一种自灌浆式止回阀。

背景技术

止回阀是钻井过程中的一种防内喷装置，是一种单流阀，止回阀能够有效的防止地层流体通过钻头水眼进入钻具内。在压井、钻进接单根和下钻过程中可以起到防止泥浆反喷的作用。现有的止回阀在使用时，由于高速流体会快速的冲蚀其途径上的阻挡物，因此，长期使用后，阀芯锥形块上方的上阀杆以及压环横梁会被高速流体冲蚀损坏而最终导致止回阀失效。

例如在现有技术中，公开号为CN206917633U，公开日为2018年01月23日，发明名称为“一种自灌浆式回压凡尔”的实用新型专利，其具体的技术方案为：本实用新型公开了一种自灌浆式回压凡尔，属于钻井设备技术领域，包括阀体、阀芯、阀座和支承座，其特征在于：所述支承座内设置有滑套，所述滑套上开有侧向挂槽和竖向滑槽，侧向挂槽和竖向滑槽连通，所述阀芯包括连接在一起的上阀杆、锥形块和下阀杆，所述阀座上开有用于上阀杆轴向运动的导向孔，上阀杆贯穿导向孔，下阀杆上设置有挂销，所述挂销挂接在滑套上。本实用新型能够将井内泥浆自动灌入钻杆内，极大的减小了工程量，有效降低了灌浆成本，下钻过程中若遇井喷井涌，自灌浆通道能够强行关闭，防止井喷井涌，完成整个自灌浆动作无需在阀体上开设泥浆回流通道，保障了阀体强度，提高了使用安全性和可靠性。

上述现有技术中，止回阀长期使用后，上阀杆以及上阀杆上方的压环横梁很容易被高速流体冲蚀损坏而导致整个止回阀失效，阀门使用寿命较短，并且所述阀芯由上阀杆、锥形块以及下阀杆一体加工成型，因此当上阀杆损坏后，必须将整个阀芯进行替换，成本也比较高。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题和不足，本申请旨在于提供一种能够延长阀门使用寿命，并且在更换阀门零部件的时候，还能降低更换成本的自灌浆式止回阀。

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：

一种自灌浆式止回阀，包括阀体、设置在阀体内的阀芯、阀座以及支承座，支承座位于阀座的下方，所述支承座内设置有滑套，滑套上开有侧向挂槽和竖向通槽，侧向挂槽和竖向通槽连通，所述阀芯包括连接在一起的锥形块以及下阀杆，锥形块的底部设置有卡块，下阀杆的端部设置有卡槽，卡块可拆卸设置在所述卡槽内，下阀杆的另一端设置在所述滑套内，下阀杆上设置有挂销，所述挂销挂接在滑套上；所述锥形块以及阀座采用硬质合金材料制作而成。

进一步地，所述阀座的上方设置有压环。

进一步地，所述下阀杆上套设有复位弹簧，复位弹簧的一端与锥形块接触，另一端与滑套接触。

进一步地，所述支承座内设置有定位块，定位块与滑套的底部连接。

进一步地，所述支承座内设置有挡板，挡板的中心开有通孔，滑套贯穿通孔，所述滑套的外壁设置有挡块，挡板用于挡住所述挡块，滑套上套设有上弹簧和下弹簧，上弹簧的一端与锥形块接触，另一端与滑套上的挡块接触，下弹簧的一端与挡板接触，另一端与定位块接触。

进一步地，所述上弹簧为扭簧，扭簧的一端挂在锥形块上，另一端挂在滑套的挡块上。

进一步地，所述支承座与阀体内壁过盈配合。

进一步地，所述支承座的底部设置有钩体，阀体的内壁上设置有用于勾住钩体的锁止机构。

进一步地，所述锁止机构包括设置在阀体内壁上的凹槽。

进一步地，所述锁止机构包括设置在阀体内壁上的凸块。

本申请的有益效果：

（1）本申请的止回阀由于取消了阀芯的上阀杆以及压环横梁，因此增加了上部过流面积，这样止回阀的上部份流阻就相应减小了，能够防止上阀杆和压环横梁因高速流体冲蚀损坏而导致的止回阀失效，延长了止回阀的使用寿命；同时，止回阀的下阀杆通过过盈配合、螺纹连接等可拆卸的方式与锥形块连接，相较于原有一体成型的方式，当阀芯出现问题后，可以只更换损坏的部分，更节省成本，并且也降低了整个阀芯的加工难度。

（2）本申请中，阀芯的锥形块以及阀体内的阀座均采用硬质合金材料制作而成，相较于普通钢铁，采用硬质合金材料制作的上部零部件在使用时几乎不会被冲蚀和氧化，能够进一步有效防止因止回阀密封失效而造成的安全风险。

（3）本申请中，滑套的底部增加了定位块，主要用于对下阀杆进行定位，防止下阀杆在阀体内产生径向的摇摆，同时也起到了固定下弹簧的作用，给下弹簧的装拆提供了便利。

（4）本申请改变了原有止回阀支承座在阀体内的安装固定方式，支承座勾在阀体内，径向过盈配合使支承座更加稳定，避免了因螺纹定位方式螺纹松动使支承座脱离阀体的情况出现。

附图说明

本申请的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为本申请止回阀结构示意图；

图2为图1中A部结构放大图；

图3为本申请实施例2复位弹簧安装结构示意图；

图4为图1中B部结构放大图；

图5为本申请支承座结构示意图；

图6为本申请滑套、下阀杆以及定位块连接示意图。

图中：

1、阀体；2、阀芯；3、阀座；4、支承座；5、滑套；6、卡块；7、卡槽；8、挂销；9、压环；10、定位块；11、复位弹簧；12、挡板；13、挡块；14、上弹簧；15、下弹簧；16、钩体；17、锁止机构；51、侧向挂槽；52、竖向通槽；201、锥形块；202、下阀杆。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将通过几个具体的实施例来进一步说明实现本申请发明目的的技术方案，需要说明的是，本申请要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围

实施例1

现有的止回阀在使用时，由于高速流体会快速的冲蚀其途径上的阻挡物，因此，长期使用后，阀芯锥形块上方的上阀杆以及用于上阀杆导向的压环横梁结构会被高速流体冲蚀损坏而最终导致止回阀失效，止回阀的使用寿命较短；并且，现有的止回阀，其阀芯结构中的锥形块以及阀杆多是一体成型的，因此，一旦阀芯失效后，必须将整个阀芯进行更换，成本较高。

基于此，本实施例提供了一种自灌浆式止回阀，不仅能够提高止回阀的使用寿命，同时还能够在更换阀门内部零部件的时候，降低成本。参照说明书附图1和图2所示，所述包括阀体1以及设置在阀体1内的阀芯2、阀座3和支承座4构成，支承座4位于阀座3的下方，所述支承座4内设置有滑套5，滑套5上分别开有侧向挂槽51和竖向通槽52，侧向挂槽51和竖向通槽52是连通的，进一步地，所述阀芯2包括连接在一起的锥形块201以及下阀杆202，锥形块201的底部设置有卡块6，下阀杆202的端部设置有卡槽7，卡块6可拆卸设置在所述卡槽7内，下阀杆202上设置有挂销8，所述挂销8挂接在滑套5上；所述锥形块201以及阀座3均采用硬质合金材料制作而成。当止回阀处于自灌浆模式时，挂销8位于所述侧向挂槽51内，当不处于自灌浆模式时，挂销8位于竖向通槽52内。

进一步地，所述阀座3的上方设置有压环9。

在本实施例中，所述卡块和卡槽可以通过过盈配合或螺纹连接等可拆卸的方式连接在一起。

在本实施中，止回阀的密封方式有以下两种。

阀座与阀体的密封：

阀体的内壁沿周向设置有第一环形凹槽，第一环形凹槽内设置有第一密封圈，阀座与阀体之间通过所述第一密封圈实现密封连接。

压环与阀体以及阀座之间的密封：

压环的下底面沿周向设置有第二环形凹槽，第二环形凹槽内设置有第二密封圈，压环与阀座之间通过第二密封圈实现密封连接，进一步地，所述阀体的内壁沿周向设置有第三环形凹槽，第三环形凹槽内设置有第三密封圈，压环与阀体之间通过第三密封圈实现密封连接。

以上两种方式择一即可。

钻井作业时，将钻具连同自灌浆式止回阀一起下入井内，此时，下阀杆上的挂销位于滑套的侧向挂槽内，阀芯的锥形块与阀座处于脱离状态，止回阀内的自灌浆通道被打开，井内的泥浆在压力的作用下穿过支承座进入支承座外壁与阀体内壁之间的间隙中，再穿过锥形块与阀座之间的间隙回流到钻杆内，随着不断下钻具，井内泥浆不断回流进钻杆内，直到下钻具完毕，钻杆内外液体压力平衡，井内泥浆不再向钻杆内回流，完成整个钻杆内的自灌浆动作。本实施例的止回阀能够将井内泥浆自动灌入钻杆内，极大的减小了工程量，有效降低了灌浆成本；在下钻过程中，若遇到井喷井涌，阀芯在井内泥浆作用下被强行推动，阀芯带动滑套向靠近阀座方向移动，阀芯的锥形块与阀座贴合，止回阀内的自灌浆通道关闭，进而有效防止井喷井涌。本申请完成整个自灌浆动作无需在阀体上开设泥浆回流通道，保障了阀体强度，提高了使用安全性和可靠性。

作为一个完整的技术方案，本实施例相较于现有技术，取消了阀芯原有的上阀杆以及压环横梁结构，锥形块与下阀杆为分体式结构，两者通过可拆卸连接的方式连接在一起，并且锥形块以及阀座均采用硬质合金材料制作而成。所以，本申请的止回阀在使用时，由于取消了阀芯原有的上阀杆以及用于上阀杆导向的压环横梁结构，因此增加了上部的过流面积，这样止回阀的上部份流阻就相应减小了，能够防止上阀杆和压环横梁因高速流体冲蚀损坏而导致的止回阀失效，延长了止回阀的使用寿命；同时，阀芯的下阀杆通过过盈配合、螺纹连接等可拆卸的方式与锥形块连接，相较于原有一体成型的方式，当阀芯出现问题后，可以只更换损坏的部分，更节省成本；进一步地，由于锥形块以及阀座均采用硬质合金材料制成而成，相较于普通的钢铁，上述零部件在使用时几乎不会被冲蚀和氧化，能够进一步有效防止因止回阀密封失效而造成的安全风险。

实施例2

本实施例提供了一种自灌浆式止回阀，参照说明书附图3，在实施例1的基础上，所述下阀杆202上套设有复位弹簧11，复位弹簧11的一端与锥形块201接触，另一端与滑套5接触。

在本实施例中，下阀杆上套有复位弹簧，复位弹簧的一端与锥形块接触，另一端与滑套接触，在复位弹簧的作用下，便于打开自灌浆通道，当下钻过程中遇到井喷井涌时，阀芯被反喷的井内泥浆推动，并带动滑套向靠近阀座方向移动，使阀芯的锥形块与阀座贴合，关闭所述自灌浆通道，进而防止井喷井涌。

实施例3

本实施例提供了一种自灌浆式止回阀，参照说明书附图1和图4所示，在实施例1的基础上，所述滑套的底部设置有定位块10，并且所述定位块10位于支承座3内，定位块10的端部与滑套5的底部连接。

进一步地，所述支承座3内设置有挡板12，挡板12为环形挡板，截面形状和尺寸与支承座3内壁相匹配，挡板12将支承座3的内腔一分为二，形成上腔体和下腔体，挡板12的中心开有通孔，滑套5贯穿所述通孔设置在支承座3内，滑套5的一端位于上腔体中，另一端位于下腔体中，所述滑套5的外壁沿周向设置有挡块13，挡块13位于上腔体中，支承座3内壁设置的挡板12用于将所述挡块13挡住；所述滑套5上套设有上弹簧14和下弹簧15，上弹簧14位于上腔体中，下弹簧15位于下腔体中，所述上弹簧14的一端与锥形块201接触，另一端与滑套5上的挡块12接触，下弹簧15的一端与挡板12接触，另一端与定位块10接触。

在本实施中，采用上弹簧和下弹簧这种双弹簧结构，在下弹簧的作用下，自灌浆通道能够顺利打开，保障自灌浆的顺利进行，在下钻遇到井喷井涌时，反喷的井内泥浆推动阀芯向着阀座运动，使自灌浆通道关闭，能够防止井喷井涌，进一步保障了使用安全性，此时下弹簧被压缩；自灌浆时，上弹簧能够确保阀芯在非正常情况下，阀芯的挂销不会脱离侧向挂槽，防止自灌浆通道被关闭，保障自灌浆动作稳定进行。

进一步地，在本实施例中，定位块10可以通过连接销18与连接槽19的形式挂在滑套5上，具体的，定位块10的端部设置有连接销18，滑套5的侧壁上设置有连接槽19，所述连接槽19包括第一竖槽191，第一横槽192以及第二竖槽193，第一竖槽191和第二竖槽193通过第一横槽192连通，第一竖槽191的另一端贯穿滑套5的底部，设置有开口。在安装定位块10时，连接销18由第一竖槽191底部的开口进入第一竖槽191中，然后经由第一横槽192进入第二竖槽193中，最终挂在第二竖槽193内，实现定位块10与滑套5的连接。

本实施例中，定位块10也可以通过螺纹连接的方式与滑套5连接，具体的，定位块10的端部设置有外螺纹，滑套5的内壁底部设置有内螺纹。

实施例4

本实施例提供了一种自灌浆式止回阀，在实施例3的基础上，为了使止回阀在完成自灌浆后，由自灌浆模式转换为强闭模式，挂销能够非常容易且迅速的脱离挂槽，所述上弹簧14为扭簧，扭簧的一端挂在锥形块201上，另一端挂在滑套5的挡块13上，挡块13上设置有台阶结构，用于与所述上弹簧14连接。

实施例5

本实施例提供了一种自灌浆式止回阀，在上述实施例的基础上，为了使支承座更加稳固的固定在阀体内，本实施例对支承座在阀体内的固定方式作出了改进，参照说明书附图1和图5所示，首先，支承座3与阀体1的内壁过盈配合，在过盈力的作用下，能够防止支承座3在阀体1内旋转和窜动；进一步地，所述支承座3的尾部设置有钩体16，阀体1的内壁上设置有用于勾住钩体16的锁止机构17，锁止机构17用于将支承座3的尾部勾住，防止其脱离阀体1，所述钩体16为一个反钩或者倒钩。

进一步地，在本实施例中，所述锁止机构17包括设置在阀体1内壁上的凹槽，所述凹槽沿阀体1内壁周向连续设置，整体呈环状，在阀体1内形成一个连续完整的环形凹槽结构。在本实施例中，支承座3安装到位后，所述钩体16位于环形凹槽内，环形凹槽将钩体16勾住，用于防止支承座3脱离阀体1。

实施例6

本实施例提供了一种自灌浆式止回阀，本实施例与实施例5的区别在于锁止机构的结构不同，在本实施例中，所述锁止机构17包括设置在阀体1内壁上的凸块，所述凸块沿阀体1内壁周向连续设置，整体呈环状，在阀体1内形成一个连续完整的凸环结构，凸块的作用和凹槽的作用相同，均是用于将支承座3尾部的钩体16勾住，防止支承座3脱离阀体。在本实施例中，支承座3安装到位后，所述钩体16卡在凸块处，凸块将钩体16勾住，用于防止支承座3脱离阀体1。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式上的限制，凡是依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自灌浆式止回阀，包括阀体（1）、设置在阀体（1）内的阀芯（2）、阀座（3）以及支承座（4），支承座（4）位于阀座（3）的下方，所述支承座（4）内设置有滑套（5），滑套（5）上开有侧向挂槽（51）和竖向通槽（52），侧向挂槽（51）和竖向通槽（52）连通，其特征在于：所述阀芯（2）包括连接在一起的锥形块（201）以及下阀杆（202），锥形块（201）的底部设置有卡块（6），下阀杆（202）的端部设置有卡槽（7），卡块（6）可拆卸设置在所述卡槽（7）内，下阀杆（202）的另一端设置在所述滑套（5）内，下阀杆（202）上设置有挂销（8），所述挂销（8）挂接在滑套（5）上；所述锥形块（201）以及阀座（3）采用硬质合金材料制作而成。

2.根据权利要求1所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述阀座（3）的上方设置有压环（9）。

3.根据权利要求1所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述下阀杆（202）上套设有复位弹簧（11），复位弹簧（11）的一端与锥形块（201）接触，另一端与滑套（5）接触。

4.根据权利要求1所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述支承座（4）内设置有定位块（10），定位块（10）与滑套（5）的底部连接。

5.根据权利要求4所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述支承座（4）内设置有挡板（12），挡板（12）的中心开有通孔，滑套（5）贯穿通孔，所述滑套（5）的外壁设置有挡块（13），挡板（12）用于挡住所述挡块（13），滑套（5）上套设有上弹簧（14）和下弹簧（15），上弹簧（14）的一端与锥形块（201）接触，另一端与滑套（5）上的挡块（13）接触，下弹簧（15）的一端与挡板（12）接触，另一端与定位块（10）接触。

6.根据权利要求5所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述上弹簧（14）为扭簧，扭簧的一端挂在锥形块（201）上，另一端挂在滑套（5）的挡块（13）上。

7.根据权利要求1所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述支承座（4）与阀体（1）内壁过盈配合。

8.根据权利要求1所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述支承座（4）的底部设置有钩体（16），阀体（1）的内壁上设置有用于勾住钩体（16）的锁止机构（17）。

9.根据权利要求8所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述锁止机构（17）包括设置在阀体（1）内壁上的凹槽。

10.根据权利要求8所述的一种自灌浆式止回阀，其特征在于：所述锁止机构（17）包括设置在阀体（1）内壁上的凸块。

Images