CN2682195Y - 一种石油天然气钻井用旋塞阀 - Google Patents
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Abstract
一种用于石油及天然气钻井工具，即连接在钻柱组合中，防止发生井涌或者井喷的石油天然气钻井用旋塞阀，包括弹簧2、下阀体3、阀芯4、上阀体7等，阀体1内分别装有上阀体7、下阀体3，阀芯4置于上阀体7、下阀体3内，在阀体1上装有阀套6，阀套6与阀芯4之间有阀杆5，保留了常用的球阀设计结构，为了实现高压密封，采用了压力助封机构，为了实现低压密封，采用了弹簧预紧机构，其结构紧凑，调节方便，密封能力能与井口防喷器匹配使用，尤其适合于高压密封。
Description
技术领域
本实用新型属于石油及天然气钻井工具，是一种连接在钻柱组合中，防止发生井涌或者井喷的内防喷工具，具体地说，是一种石油天然气钻井用旋塞阀。
背景技术
在石油天然气钻井作业中，井喷，是人们在任何钻机上都不愿看到的事故，因为它危及着钻井队员的生命，能损坏钻机，并且污染环境。通常流体(流体或气体)带着很大的力量从井中喷出，尤其是当流体是气体时，往往会成为烟火咆哮的场面。造成事故的流体来自于地下岩石，它的压力异常高，高于正常值。
一般情况下，泥桨阻止岩层流体进入井眼和喷出，但是一定条件下，流体有时进入井眼，造成事故。流体上升到表面，造成井涌，即岩层流体和一些钻井泥桨失控地从井中喷出。
防喷器工具与其它设备和技术结合用来关闭井眼，以使工作人员在井喷形成之前控制井涌和井喷。钻机上防喷器工具分为钻柱内防喷器、井口环形防喷器和闸板防喷器等类型。本实用新型是一种钻柱内防喷器即旋塞阀。
当钻井遇高压地层时，钻柱内压力会高于循环压力，如果不能及时关闭钻柱内部通道，会导致井涌甚至井喷的发生。因此，在钻柱的上端安装有旋塞阀(或称方钻杆阀)。
现有的旋塞阀为球阀结构，由于钻井工况的限制，一般采用金属密封，其密封压力一般不超过35MPa，不能满足钻井技术的要求。随着钻井技术的进步，目前井口防喷器的密封能力已经达到70MPa甚至105MPa，而钻杆内防喷器(旋塞阀)的密封能力仅为35MPa，已不能与井口防喷器匹配。
技术内容
本实用新型的目的在于提供提供一种结构紧凑，调节方便，密封能力能与井口防喷器匹配使用的适合于高压密封的石油天然气钻井用旋塞阀。
本实用新型是这样实现的：包括阀体1、弹簧2、下阀体3、阀芯4、阀杆5、阀套6、上阀体7、O形密封圈8，阀体1内分别装有上阀体7、下阀体3，阀芯4置于上阀体7、下阀体3内，在阀体1上装有阀套6，阀套6与阀芯4之间有阀杆5。
本实用新型还采用如下技术方案：
在下阀体3与阀芯4的接触密封面处有面积差。
对于75mm通径的旋塞阀，面积差应当控制在4224mm2～4375mm2。
阀体1与下阀体3之间设有弹簧2。
阀体1与下阀体3、上阀体7之间有密封圈8。
本实用新型的优点在于保留了常用的球阀设计结构，为了实现高压密封，采用了压力助封机构，为了实现低压密封，采用了弹簧预紧机构，其结构紧凑，调节方便，密封能力能与井口防喷器匹配使用，尤其适合于高压密封。
附图说明
图1为压力助封原理结构示意图；
图2为弹簧预紧原理结构示意图；
图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施
如图2所示，弹簧2提供使下阀座3压紧阀芯4所需的初始预紧力，使旋塞阀的金属密封面在低压时能够有效密封，并且当旋塞阀要求从下方进行密封时，弹簧2能够提供不受旋塞阀压差影响的密封力。
如图1所示，在下阀体3与阀芯4密封面处，为密封面设计了一个面积差，在高压下该面积差所承受的液压力，恰好使金属密封面能够承受高压而不发生漏失，起到了助封的作用。被密封的流体的压力产生了球体和阀座之间的密封力，这种密封力起到了压力助作用封。
上阀体3、下阀体7和阀芯4的表面处理，使其能够承受高压和腐蚀性介质、表面进行特殊处理后并具有减摩功效。
如图1所示，在低压状态下，有一定预紧力的弹簧2，把密封环推向阀芯4，使他们保持接触并有一定的接触力。此时如果有低压液体通过旋塞阀，由于阀芯4与密封环紧密接触并有一定预紧力，液体不会漏失。当液体压力逐渐升高，预紧力不足以密封液体时，液体有泄漏的趋势。随着压力的升高，在密封环两端的面积差上产生的轴向力随之增加，这个轴向力使密封环和阀芯4进一步紧密结合，从而保证了在高压下对液体的密封。
密封环两侧的面积差大小对密封的可靠性十分关键，面积差小不能保证密封，面积差大会使球形阀芯旋转困难。对于75mm通径的旋塞阀，面积差应当控制在4224mm2～4375mm2。
Claims (5)
1.一种石油天然气钻井用旋塞阀，包括阀体(1)、弹簧(2)、下阀体(3)、阀芯(4)、阀杆(5)、阀套(6)、上阀体(7)、密封圈(8)，其特征在于：阀体(1)内分别装有上阀体(7)、下阀体(3)，阀芯(4)置于上阀体(7)、下阀体(3)内，在阀体(1)上装有阀套(6)，阀套(6)与阀芯(4)之间有阀杆(5)。
2.根据权利要求1所述的一种石油天然气钻井用旋塞阀，其特征在于：在下阀体(3)与阀芯(4)的接触密封面处有面积差。
3.根据权利要求2所述的一种石油天然气钻井用旋塞阀，其特征在于：对于75mm通径的旋塞阀，面积差应当控制在4224mm2～4375mm2。
4.根据权利要求1所述的一种石油天然气钻井用旋塞阀，其特征在于：阀体(1)与下阀体(3)之间设有弹簧(2)。
5.根据权利要求1所述的一种石油天然气钻井用旋塞阀，其特征在于：阀体(1)与下阀体(3)、上阀体(7)之间有密封圈(8)。
Priority Applications (1)
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| CN 200420005536 CN2682195Y (zh) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | 一种石油天然气钻井用旋塞阀 |
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| CN 200420005536 CN2682195Y (zh) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | 一种石油天然气钻井用旋塞阀 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2682195Y true CN2682195Y (zh) | 2005-03-02 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN 200420005536 Expired - Lifetime CN2682195Y (zh) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | 一种石油天然气钻井用旋塞阀 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN2682195Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102071908A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 张跃 | 防喷控制阀 |
| CN102409993A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-11 | 杨桂青 | 汽驱井油管内防喷专用工具 |
| CN102536187A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-04 | 中国石油大学(北京) | 可开关复合滑套水力喷射压裂井下装置 |
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2004
- 2004-03-03 CN CN 200420005536 patent/CN2682195Y/zh not_active Expired - Lifetime
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