CN2559775Y - 恒压节流装置 - Google Patents
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Abstract
一种主要用于石油钻井工作的恒压节流装置，它在原有节流阀的基础上，设置了液压控制机构，从而能自动保持井口回压稳定在给定值，大大减轻了目前由工人手动操作节流阀的劳动强度，且提高了控制精度，减小了井口回压的波动。本装置结构简单，体积小，安全可靠，维修方便，除适用于石油钻井工作外，亦可用于其它领域对带有固相颗粒和弱腐蚀性液体介质的恒压控制。
Description
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井设备，特别是保持井口回压稳定在给定值的节流装置。
背景技术：
在石油工业的欠平衡钻井过程中，为了使由井底返回的泥浆压力稳定在给定值，以控制井底压力，通常是在井口设置一个节流阀进行调节。目前国内外采用的节流阀大多是针型节流阀或三板式节流阀。针型节流阀是通过移动针型阀芯改变阀口的通流面积大小来控制泥浆压力。三板式节流阀则是通过上下移动中间阀板，使中间阀板上的阀孔与固定不动的左、右阀板的阀孔之间错位来改变节流口的通流面积，从而达到控制节流口上游的泥浆压力的目的。迄今为止，国内外井口节流阀的操作都是手动的，为保持井口回压稳定在给定值，必须专设一名钻工一边观察压力表，一边用手搬动节流阀的手轮，不仅工人劳动强度大，容易疲劳，而且控制精确度不高，井口回压波动大，对钻井工艺有较大影响。
发明内容：
本实用新型的目的在于，提出一种能自动控制井口回压稳定在给定值的恒压节流装置，以减轻工人的劳动强度，并提高控制精确度，减小井口回压的波动。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，在原有节流阀的基础上，设置一个液压控制机构来自动控制井口回压。下面以寿命较长的三板阀为例来说明本装置的具体结构：
恒压节流装置包括节流阀的阀体(15)、阀座(20)，阀体(15)与阀座(20)用螺钉联接在一起，在阀体(15)与阀座(20)内，装有驱动轴(16)、驱动套(17)、阀杆(19)、右阀板(21)、中间阀板(22)、左阀板(23)，驱动轴(16)上端装有手轮(14)，驱动轴(16)与驱动套(17)花键联接，阀杆(19)上端与驱动套(17)螺纹联接，下端与中间阀板(22)固定。中间阀板(22)与左、右阀板(23)、(21)上都分别开有阀孔，左、右阀板(23)、(21)固定在阀座(20)内的泥浆流道上的适当位置，其阀孔与泥浆流道相吻合，当中间阀板(22)处于最低位置时，三个阀板的阀孔全位相通，节流阀全开。本发明的特征在于：在阀杆(19)上设置了活塞(18)，在阀体(15)内的适当位置安装了液压控制机构，该机构包括调压螺钉(13)、测压弹簧(12)、液压滑阀(10)、塑料档圈(8)、软质弹性膜(7)、膜盒(6)。测压弹簧(12)的上端弹簧座与调压螺钉(13)接触，下端弹簧座与滑阀(10)上端接触，滑阀(10)下端置于塑料档圈(8)的内孔中并与软质弹性膜(7)接触，软质弹性膜(7)紧贴于膜盒(6)上端并与膜盒(6)牢固地粘结在一起，膜盒(6)外圆柱面上设置有密封圈(5)，膜盒(6)由旋塞(4)支撑，旋塞(4)通过管接头(3)与管子(2)相联，管子(2)与阀座(20)的泥浆流道相通。
位于滑阀(10)中部适当位置的阀体(15)上，开有油孔(B)与活塞(18)上腔相通，在滑阀(10)的另一侧，相对低于油孔(B)的适当位置的阀体(15)上开有定压油孔(Ps)，而相对高于油孔(B)的适当位置的阀体(15)上开有泄油孔(O)；在略低于活塞(18)下行程终点位置处的阀体(15)上亦开有定压油孔(Ps)。(Ps)油孔接定压油源，油孔(O)接回油箱。
泥浆从阀座(20)的泥浆流道上的通孔(a)经滤网(1)、管子(2)进入膜盒(6)内，由于弹性膜(7)质软，膜中心部位的泥浆压力便传递给滑阀(10)。滑阀(10)上端作用有弹簧力，弹簧力的大小由调压螺钉根据所给定的泥浆压力调定。当流道内的泥浆压力低于弹簧力所对应的泥浆压力给定值时，滑阀(10)下移，活塞(18)上腔的油液由油孔(B)经滑阀(10)的上阀口(E)流入(O)油口，流回油箱，活塞上腔的油压降低，活塞(18)在活塞上、下腔差动力的作用下向上移动，使中间阀板(22)上移，泥浆节流口(H)通流面积减小，节流口上游的泥浆压力升高，从而恢复到给定值。反之，当泥浆压力高于给定值时，滑阀(10)上移，高压油经滑阀(10)的下阀口(F)进入活塞(18)上腔，使活塞上腔油压升高，差动力推动活塞(18)向下移动，泥浆节流口(H)的通流面积增大，节流口(H)上游的泥浆压力下降，从而使泥浆压力又恢复到给定值。这样自动调节，即可保持泥浆压力稳定在给定值。
上述液压控制机构亦可在针型节流阀的基础上设置，只要将针型节流阀的阀杆结构稍加改进即可。
本实用新型的优点是：
1.实现了对含有固相颗粒的液体介质进行自动恒压控制，且控制精度高，比手动控制的压力波动小。
2.由于采用自动控制，大大减轻了工人的劳动强度。
3.采用液压控制，操纵力大，可实现对高压大排量液体的压力控制。在井场使用勿需防爆装置，比电控安全、可靠。
4.结构简单、体积小、维修方便。采用带膜盒的液压滑阀，在检测、比较泥浆压力时，勿需压力传感器、变送器和其它控制元件，大大简化了结构。
附图说明：
图1是本装置的结构示意图；
图2是本装置的液压控制机构的局部放大图。
具体实施方式：
恒压节流装置包括节流阀的阀体(15)、阀座(20)，阀体(15)与阀座(20)采用螺钉联接，在阀体(15)与阀座(20)内，装有驱动轴(16)、驱动套(17)、阀杆(19)、右阀板(21)、中间阀板(22)、左阀板(23)。驱动轴(16)上装有手轮(14)，以备在液压部分发生故障时进行手动操作。驱动轴(16)与驱动套(17)花键联接，阀杆(19)的上端与驱动套(17)螺纹联接，下端与中间阀板(22)固定。中间阀板(22)与左、右阀板(23)、(21)上都分别开有阀孔，左、右阀板(23)、(21)固定在阀座(20)内的泥浆流道上的适当位置，其阀孔与泥浆流道相吻合。当中间阀板(22)处于最低位置时，三个阀板的阀孔全位相通，节流阀全开，此时驱动套(17)处于最下端位置，驱动套(17)顶端与驱动轴内顶部之间的空间高度应大于或等于中间阀板(22)的最大行程。在阀杆(19)上设置了差动活塞(18)，差动活塞(18)上腔的工作面积大，下腔的工作面积小。在阀板(15)内的适当位置安装液压控制机构，该机构包括调压螺钉(13)、测压弹簧(12)、双边控制液压滑阀(10)、塑料挡圈(8)、软质弹性膜(7)、膜盒(6)。调压弹簧(12)上端弹簧座与调压螺钉(13)接触，下端弹簧座与滑阀(10)上端接触，弹簧力的大小由调压螺钉(13)根据所给定的泥浆压力调定。滑阀(10)下端置于塑料挡圈(8)内并与软质弹性膜(7)接触，塑料挡圈(8)可采用聚四氟乙烯制作，由于弹性膜(7)质软，在弹性膜(7)与滑阀(10)之间设置塑料挡圈(8)可避免泥浆压力将弹性膜(7)挤入滑阀(10)与阀体的间隙中。滑阀(10)上部用限位环(11)限位，下部用凸台(9)限位，避免在开始和停止工作时，软质弹性膜(7)产生过大变形。软质弹性膜(7)置于膜盒(6)上并与膜盒(6)牢固地粘结在一起；膜盒(6)外圆柱面上设置了密封圈(5)，防止泥浆进入油液中，以保证滑阀(10)的工作可靠性。膜盒(6)由旋塞(4)支撑，旋塞(4)通过管接头(3)与管子(2)相联，管子(2)与阀座(20)内的泥浆流道在(a)处相通。为防止泥浆在膜盒内沉淀堵塞通道，泥浆的开口和通道应为竖直方向，且在通口设置滤网(1)，将大颗粒固相滤掉。
位于滑阀(10)中部适当位置的阀体(15)上，开有油孔(B)与活塞(18)上腔相通；在滑阀(10)的另一侧，相对低于油孔(B)的适当位置的阀体(15)上开有定压油孔(Ps)，而相对高于油孔(B)的适当位置的阀体(15)上开有泄油孔(O)；在略低于活塞(18)下行程终点位置的阀体(15)上亦开有定压油孔(Ps)。(Ps)油孔接定压油源，油孔(O)接回油箱。
Claims (2)
1.一种恒压节流装置，包括节流阀的阀体(15)、阀座(20)，阀体(15)与阀座(20)用螺钉联接在一起，在阀体(15)与阀座(20)内，装有驱动轴(16)、驱动套(17)、阀杆(19)、右阀板(21)、中间阀板(22)、左阀板(23)，驱动轴(16)上端装有手轮(14)，驱动轴(16)与驱动套(17)花键联接，阀杆(19)上端与驱动套(17)螺纹联接，下端与中间阀板(22)固定，中间阀板(22)与左、右阀板(23)、(21)上都分别开有阀孔，左、右阀板(23)、(21)固定在阀座(20)内的泥浆流道上的适当位置，其阀孔与泥浆流道相吻合，当中间阀板(22)处于最低位置时，三个阀板的阀孔全位相通，节流阀全开，其特征在于：在阀杆(19)上设置了活塞(18)，在阀体(15)内的适当位置安装了液压控制机构，该机构包括调压螺钉(13)、测压弹簧(12)、液压滑阀(10)、塑料挡圈(8)、软质弹性膜(7)、膜盒(6)，测压弹簧(12)上端弹簧座与调压螺钉(13)接触，下端弹簧座与滑阀(10)上端接触，滑阀(10)下端置于塑料挡圈内孔中并与软质弹性膜(7)接触，软质弹性膜(7)紧贴于膜盒(6)上端并与膜盒(6)牢固地粘结在一起，膜盒(6)外圆柱面上设置有密封圈(5)，膜盒(6)由旋塞(4)支撑，旋塞(4)通过管接头(3)与管子(2)相联，管子(2)与阀座(20)的泥浆流道相通。
2.根据权利要求1所述的恒压节流装置，其特征在于：位于滑阀(10)中部适当位置的阀体(15)上，开有油孔(B)与活塞(18)上腔相通，在滑阀(10)的另一侧，相对低于油孔(B)的适当位置的阀体(15)上开有定压油孔(Ps)，而相对高于油孔(B)的适当位置的阀体(15)上开有泄油孔(O)，在略低于活塞(18)下行程终点位置的阀体(15)上亦开有定压油孔(Ps)，(Ps)油孔接定压油源，油孔(O)接回油箱。
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| CN 02275789 CN2559775Y (zh) | 2002-07-19 | 2002-07-19 | 恒压节流装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102720463A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-10-10 | 西南石油大学 | 一种新型节流降压装置 |
| CN104662254A (zh) * | 2012-07-20 | 2015-05-27 | 卡梅伦国际有限公司 | 具有可互换致动器的流量控制系统 |
| CN105051322A (zh) * | 2013-03-15 | 2015-11-11 | 卡梅伦国际有限公司 | 控制扼流系统 |
| CN108221953A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-06-29 | 沈阳建筑大学 | 一种可调压定向定层劈裂注浆袖阀管及注浆方法 |
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2002
- 2002-07-19 CN CN 02275789 patent/CN2559775Y/zh not_active Expired - Fee Related
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