CN217355702U - 一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯 - Google Patents

Abstract

一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，包括阀套、阀杆、固定架、保护套、保护盖、内滑套、外滑套和弹簧，阀套密封座和支撑座构成，密封座设置有内凹圆锥面，固定架设置在阀套下部，保护套安装在固定架上，外侧套装有内滑套，阀杆由锥形帽体和主杆体构成，锥形帽体设置有与内凹圆锥面对应配合的外凸圆锥面，主杆体镶置在保护套中，保护盖固定在锥形帽体上，弹簧设置在内滑套与保护套之间，两端分别支撑在保护盖和内滑套上，保护盖上连接有与内滑套动态密封的外滑套，该浮阀阀芯通过密封结构组合实现对弹簧和主杆体的密封保护，使弹簧和主杆体作业过程中始终处于全程密封防护状态，保证弹簧和阀杆功能的稳定实现，增强浮阀阀芯工作的可靠性。

Description

一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯

技术领域

本实用新型涉及一种浮阀阀芯，具体涉及一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯。

背景技术

钻具止回阀是石油、天然气钻井生产中预防地层高压流体及钻井液从钻具内喷出的一种专用随钻井下装置，主要包括有箭形止回阀、球形止回阀、投入止回阀和钻具浮阀等类型，其中：钻具浮阀是连接于钻头随钻下井工作的止回阀，通常为单向阀，控制泥浆只能自上而下流动 反向则自动关闭 防止泥浆从钻杆水眼内喷涌至井口形成井喷，在随钻工作过程中，需要利用弹簧的往复变形积蓄或者释放弹性动能来推动阀杆相对与其对应配合的引导套运动，实现止回阀的开启与关闭，但是，在传统的钻具浮阀结构中，由于弹簧和阀杆始终是处在相对钻井液液流的开放环境中，钻井液的固体积垢或者钻井液中的杂质硬物很有可能会积存在弹簧中间或者阀杆与引导套的配合面上，分别对弹簧的弹性变形功能和阀杆的轴向运动功能产生十分不利的影响，致使弹簧压缩变形受限，阀芯不能充分开启，从而导致井下液流流通不畅，或者致使阀芯相对引导套的运动受阻，阀芯与阀座密封闭合不严，从而导致密封效果减弱，甚至因无法闭合而丧失密封作用，这些问题的存在无疑严重影响钻具浮阀在生产应用中的可靠性，降低油田钻井作业的生产效率。因此，有必要对现有技术中的钻具浮阀结构进行完善和改进，加强对弹簧和阀杆的功能防护，增强钻具浮阀工作的可靠性，这已成为当前亟待解决的一个现实课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种浮阀阀芯，通过设置密封结构对弹簧和阀杆实施密封防护，保证弹簧和阀杆功能稳定实现，增强浮阀阀芯工作的可靠性。

一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，包括：阀套、阀杆、固定架、保护套、保护盖、内滑套、外滑套和弹簧，所述阀套整体呈圆筒外廓形状，上端为密封座，所述密封座内侧设置有内凹圆锥面，外侧安装有橡胶密封环，分别构成内外两侧的配合密封结构，下端为支撑座，用以支撑固定所述阀套，所述密封座和所述支撑座通过沿圆周设置的连接杆相互连接为一体，所述固定架设置在所述阀套的下部，所述保护套为盲筒形状，开口朝上固定安装在所述固定架上，外侧密封配合套装连接有所述内滑套，在所述内滑套与所述保护套之间组合构成了一个环形空间，所述弹簧套置于所述保护套上，并同时配合容置在所述环形空间当中，所述阀杆整体呈箭形，前端具有锥形帽体，所述锥形帽体的前端面为外凸圆锥面，所述外凸圆锥面与所述密封座上的内凹圆锥面对应构成密封配合，尾端设置有主杆体，所述主杆体配合镶置在所述保护套的轴孔当中，并可相对所述保护套轴向运动，所述保护盖整体为环体形状，密封配合套装在所述保护套上，并固定安装在所述锥形帽体的后端面上，容置在所述环形空间当中的所述弹簧的两端分别支撑在所述保护盖和所述内滑套之间，可以所述内滑套为支点向所述保护盖施加弹性力，在所述保护盖上还密封配合连接安装有所述外滑套，所述外滑套向下方延长，内侧面与所述内滑套的外侧面保持动态密封配合，使得由所述保护套、所述内滑套与所述保护盖组合构成的弹簧容置空间，在所述阀杆轴向运动过程中，始终与外部空间整体保持密封封隔状态。

所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，优选所述密封座和所述支撑座之间的连接杆设置数量为2～4条，预留所述连接杆之间的空间作为在所述锥形帽体与所述密封座非密封接触状态下井液液流的循环通道。

所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，优选在所述保护盖与所述锥形帽体后端面的连接面之间设置有密封橡胶片，对所述保护盖与所述锥形帽体的连接面实施整体密封，使得镶置在所述保护套中的所述阀杆主杆体，在所述阀杆轴向运动过程中，始终与外部空间整体保持密封封隔状态。

所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，进一步优选所述密封橡胶片整体覆盖所述锥形帽体的后端面，在所述密封橡胶片的圆周边缘上设置有唇形外展环结构，当所述锥形帽体上的外凸圆锥面与所述密封座上的内凹圆锥密封面形成接触密封时，所述唇形外展环可抵顶在所述密封座的内侧面上构成次级密封，进一步增强所述锥形帽体与所述密封座之间的密封效果。

本实用新型的有益效果是，提供一种油田钻井用随钻浮阀阀芯，通过保护套、保护盖、内滑套和外滑套的结构组合，实现对弹簧和阀杆主杆体的全方位密封保护，使弹簧和主杆体在钻井作业过程中始终处于相对井下钻井液的全过程密封防护状态，避免井下液流对弹簧压缩和阀杆运动功能产生不利影响，保证弹簧和阀杆功能的稳定实现，增强浮阀阀芯工作的可靠性，同时还有利于提高浮阀阀芯的使用寿命，改进油田钻井作业的生产效率。

附图说明

图1为具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯开启状态主视图。

图2为图1中A-A线剖视图。

图3为具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯闭合状态侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型请求保护的技术方案做进一步描述。

一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，如图1至图3所示，由阀套1、阀杆2、固定架3、保护套4、保护盖5、内滑套6、外滑套7、弹簧8和密封橡胶片9所构成，所述阀套1上端为密封座，内侧设置有内凹圆锥面，外侧安装有唇形橡胶密封环10，下端为支撑座，所述密封座和所述支撑座通过沿圆周对称设置的2条连接杆相互连接为一体，所述固定架3设置在所述阀套1的下部，螺纹固定连接在所述连接杆上，中部开设有贯通上下两端的螺纹轴孔，所述保护套4为一端封闭的圆柱形盲筒，封闭端镶嵌在所述固定架3上的螺纹轴孔中并螺纹固定连接，外侧螺纹连接有所述内滑套6，在所述保护套4上与所述内滑套6的环形配合接触面上安装有橡胶密封圈，使二者之间构成密封配合连接，在所述内滑套6与所述保护套4之间构成一个环形空间，所述弹簧8配合容置在所述环形空间当中，所述阀杆2前端具有锥形帽体，所述锥形帽体的前端面为外凸圆锥面，所述外凸圆锥面与所述密封座上的内凹圆锥面对应构成密封配合，尾端设置有主杆体，所述主杆体配合镶置在所述保护套4的轴孔当中，所述保护盖5套装在所述主杆体上，并固定连接在所述锥形帽体的后端面上，在所述保护盖5上与所述主杆体的圆周配合接触面上安装有橡胶密封圈，在所述保护盖5与所述锥形帽体后端面的连接面之间还设置有密封橡胶片9，所述密封橡胶片9的圆周边缘上具有唇形外展环，使所述保护盖5分别与所述锥形帽体之间构成密封连接和密封配合，在所述保护盖5的下端面上开设有弹簧镶置槽，所述弹簧镶置槽与容置所述弹簧的所述环形空间形成相互对应，容置在所述环形空间中的所述弹簧8下端支撑在所述保护盖5上，上端镶置在所述弹簧镶置槽中并支撑在所述保护盖5上，在所述保护盖5上还螺纹连接有所述外滑套7，在所述内滑套6上与所述外滑套7的圆周配合面上部安装有橡胶密封圈，使二者之间构成动态密封配合。

使用时，将所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯固定安装在阀体接头上组成一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀，阀套1上安装的唇形橡胶密封环10与所述阀体接头形成密封配合，初始状态下，如图3所示，在弹簧8的弹性力作用下，阀杆2相对保护盖5向上运动，使所述阀杆2上锥形帽体前端的外凸圆锥面抵顶在所述阀套1密封座上，与所述密封座上的内凹圆锥面构成密封配合，所述浮阀关闭，此时，外滑套7相对内滑套6滑动延展开来，二者之间始终保持动态密封的配合关系，在所述密封配合的状态下，设置在密封橡胶片9圆周边缘的唇形外展环外展贴敷在所述密封座的内侧面上，进一步加强所述锥形帽体与所述密封座之间的密封，提高并进一步保证密封效果；将结构处于初始状态的所述浮阀连接在钻头上随钻具钻杆送入井下，下送过程中受钻井液作用，所述浮阀保持常闭状态，当所述钻具钻杆达到预定位置并启动泵压进行泥浆循环时，所述泥浆压力作用于所述锥形帽体的前端面上，克服所述弹簧8的弹性力推动所述阀杆2向下运动，如图1所示，当所述锥形帽体移动至所述密封座与所述支撑座之间的连接区域时，所述外滑套7与所述内滑套6重叠闭合起来，继续保持动态密封的配合关系，此时，所述阀套1连接杆之间的间隔空间构成了泥浆液流的导通通道，所述浮阀导通；显而易见，无论在所述浮阀关闭或者导通状态下，所述弹簧8和所述阀杆2的主杆体都始终处在由保护套4、所述内滑套5、所述外滑套7和保护盖5组合构成的相对泥浆液流密封密闭的空间当中，从而能够彻底避免泥浆液流冲击导致所述弹簧8中间或者在所述主杆体和所述保护套4的配合面之间产生固体积垢或者滞留杂质硬物的可能性，从而对所述弹簧8和所述阀杆2的功能起到很好的防护保护作用，保证所述弹簧8和所述阀杆2功能的稳定实现，增强所述浮阀工作的可靠性，提高使用寿命。

Claims (4)

1.一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，其特征在于，包括：阀套（1）、阀杆（2）、固定架（3）、保护套（4）、保护盖（5）、内滑套（6）、外滑套（7）和弹簧（8），所述阀套（1）整体呈圆筒外廓形状，上端为密封座，所述密封座内侧设置有内凹圆锥面，外侧安装有橡胶密封环，下端为支撑座，所述密封座和所述支撑座通过沿圆周设置的连接杆相互连接为一体，所述固定架（3）设置在所述阀套（1）的下部，所述保护套（4）为盲筒形状，开口朝上固定安装在所述固定架（3）上，外侧密封配合套装连接有所述内滑套（6），在所述内滑套（6）与所述保护套（4）之间组合构成了一个环形空间，所述弹簧（8）套置于所述保护套（4）上，并同时配合容置在所述环形空间当中，所述阀杆（2）整体呈箭形，前端具有锥形帽体，所述锥形帽体的前端面为外凸圆锥面，所述外凸圆锥面与所述密封座上的内凹圆锥面对应构成密封配合，尾端设置有主杆体，所述主杆体配合镶置在所述保护套（4）的轴孔当中，并可相对所述保护套（4）轴向运动，所述保护盖（5）整体为环体形状，密封配合套装在所述保护套（4）上，并固定安装在所述锥形帽体的后端面上，容置在所述环形空间当中所述弹簧（8）的两端分别支撑在所述保护盖（5）和所述内滑套（6）之间，在所述保护盖（5）上还密封配合连接安装有所述外滑套（7），所述外滑套（7）向下方延长，内侧面与所述内滑套（6）的外侧面保持动态密封配合。

2.如权利要求1所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，其特征在于：所述密封座和所述支撑座之间的连接杆设置数量为2～4条。

3.如权利要求1或者2所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，其特征在于：在所述保护盖（5）与所述锥形帽体后端面的连接面之间设置有密封橡胶片（9）。

4.如权利要求3所述一种具有弹簧和阀杆功能防护结构的浮阀阀芯，其特征在于：所述密封橡胶片（9）整体覆盖所述锥形帽体的后端面，在所述密封橡胶片（9）的圆周边缘上设置有唇形外展环结构。

Images