專利名稱：低扭矩方鉆桿上旋塞閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆具內(nèi)防噴工具，具體的說是一種低扭矩方鉆桿上旋塞。
背景技術(shù)：
方鉆桿旋塞閥是鉆柱循環(huán)系統(tǒng)中的手動控制閥，是防止井噴的有效工具之一。方 鉆桿旋塞閥分上部方鉆桿旋塞閥和下部方鉆桿旋塞閥。上部方鉆桿旋塞閥連接于水龍頭下 端和方鉆桿上端之間。下部方鉆桿旋塞閥連接于方鉆桿下端和鉆桿上端或方鉆桿保護接頭 的下端之間。方鉆桿旋塞閥操作非常簡單，用專用扳手按指示要求轉(zhuǎn)動90度即可實現(xiàn)開或 關(guān)。在鉆修井作業(yè)中，為了避免井噴惡性事故的發(fā)生，均應在方鉆桿上、下兩端組接方鉆桿 旋塞閥。近年來，旋塞閥頻繁發(fā)生閥芯與閥座之間密封失效，旋轉(zhuǎn)銷不能轉(zhuǎn)動、閥座刺壞， 閥芯長期不活動，閥座密封面銹蝕嚴重，旋鈕不能轉(zhuǎn)動，旋塞閥本體斷裂，無法實現(xiàn)旋塞閥 的開關(guān)動作等等，給油田生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失，嚴重時甚至誘發(fā)井噴事故。由于傳統(tǒng)的旋塞閥采用的是球型的結(jié)構(gòu)，管柱壓力大時經(jīng)常出現(xiàn)關(guān)閉后打不開的 現(xiàn)象，這樣工人就無法進行下一步的操作，從而會形成安全的隱患，導致事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、密封效果好、旋塞閥的開關(guān)動作靈活、 使用壽命長、安全可靠的低扭矩方鉆桿上旋塞閥。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，該旋塞閥包括閥體、上閥座、閥座、帶有支撐套的拼 合環(huán)、楔錐體、球形閥瓣、閥桿、導向桿、旋轉(zhuǎn)螺母、軌道銷，所述的上閥座和下閥座設(shè)置在閥 體的內(nèi)部，兩側(cè)設(shè)置有球形閥瓣的楔錐體裝在上閥座和下閥座之間，在閥體的縱向通孔上、 楔錐體的上面連接有導向桿，楔錐體的下面連接有閥桿，閥桿與旋轉(zhuǎn)螺母連接，閥體的通孔 上導向部位設(shè)置有軌道銷。所述的楔錐體與兩側(cè)的球形閥瓣通過其上的燕尾槽鏈接，三個部分構(gòu)成組合閥 芯，組合閥芯兩側(cè)的球形閥瓣其球面即為密封面；球形閥瓣上開有燕尾槽，楔錐體上帶有與 燕尾槽匹配的燕尾導軌，楔錐體和閥瓣可通過其上的燕尾槽和燕尾導軌相互配合滑動。所述的閥桿上加工有梯形螺紋并與旋轉(zhuǎn)螺母配合形成螺旋傳動。所述的導向桿上銑有精密螺旋槽軌道。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果(1)、本發(fā)明產(chǎn)品低扭矩方鉆桿上旋塞啟閉時組合球閥體的密封面是在與閥座密 封面完全脫開狀態(tài)下進行的，啟閉力矩小、密封面無磨損、操作靈活。同時由于在開啟時，球 瓣離開閥座時鉆桿內(nèi)的介質(zhì)沿球瓣表面均勻通過并勻速降壓，因此高壓時無須增設(shè)旁路便 可方便地開啟；并且降低了介質(zhì)高速通過時對閥座表面局部沖蝕，使用壽命長。(2)、本發(fā)明產(chǎn)品靠機械力密封，改變了傳統(tǒng)旋塞依靠介質(zhì)壓力和彈簧預緊力實現(xiàn) 密封的特點，具有可靠地雙向密封功能。
(3)、本發(fā)明產(chǎn)品能雙保險自鎖。即螺紋的自鎖及楔錐體斜楔角的自鎖，安全可靠。


圖1為低扭矩方鉆桿上旋塞閥整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明組合閥芯、閥桿和導向桿連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明燕尾槽和燕尾導軌連接A-A剖示圖。
具體實施例方式由附圖1所示該旋塞閥包括閥體1、上閥座2、下閥座3、帶有支撐套4的拼合環(huán) 5、楔錐體6、球形閥瓣7、閥桿8、導向桿9、旋轉(zhuǎn)螺母10、軌道銷11，所述的上閥座2和下閥 座3設(shè)置在閥體1的內(nèi)部，兩側(cè)設(shè)置有球形閥瓣7的楔錐體6裝在上閥座2和下閥座3之 間，在閥體1的縱向通孔上、楔錐體6的上面連接有導向桿9，楔錐體6的下面連接有閥桿 8，閥桿8與旋轉(zhuǎn)螺母10連接，閥體1的通孔上導向部位設(shè)置有軌道銷11。由附圖2、3所示所述的楔錐體6與兩側(cè)的球形閥瓣7通過其上的燕尾槽12鏈 接，三個部分構(gòu)成組合閥芯，組合閥芯兩側(cè)的球形閥瓣7其球面即為密封面13 ；球形閥瓣7 上開有燕尾槽12，楔錐體6上帶有與燕尾槽12匹配的燕尾導軌14，楔錐體6和閥瓣7可通 過其上的燕尾槽12和燕尾導軌14相互配合滑動。所述的閥桿8上加工有梯形螺紋并與旋轉(zhuǎn)螺母10配合形成螺旋傳動。所述的導向桿9上銑有精密螺旋槽軌道15。所述的楔錐體6上開有通孔16。本發(fā)明方鉆桿上旋塞的工作原理是凸輪的原理使得組合閥球體在旋轉(zhuǎn)過程中與 閥座密封面脫離，旋轉(zhuǎn)到位后再將球瓣推向閥座實現(xiàn)密封。工作過程當組合閥芯處于全開位置時，用扳手逆時針轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)螺母10，帶動閥 桿8、導向桿9和閥腔內(nèi)的組合閥芯按導向桿上的軌道15旋轉(zhuǎn)90°時，閥桿8、導向桿9和 組合閥芯受到軌道銷11止位，不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，只能帶動楔錐體6作直線向上的運動。在楔 錐體6兩側(cè)斜面的作用下，將與斜面相配合的兩球瓣7撐開壓向上下閥座2、3實現(xiàn)密封，組 合閥芯全關(guān)閉。當組合閥芯處于全關(guān)閉位置時，用扳手順時針轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)螺母10，帶動閥桿8、導向 桿9和楔錐體6作直線向下運動，在斜面燕尾槽12的作用下，將與斜面相配合的兩球瓣7 收攏離開上下閥座2、3，繼續(xù)轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)螺母10，閥桿8、導向桿9和組合閥芯按導向桿9上的 軌道15旋轉(zhuǎn)90°達到極限位置，組合閥芯全部開啟。
權(quán)利要求
1.一種低扭矩方鉆桿上旋塞閥，其特征在于該旋塞閥包括閥體(1)、上閥座O)、下閥 座(3)、帶有支撐套(4)的拼合環(huán)(5)、楔錐體(6)、球形閥瓣(7)、閥桿(8)、導向桿(9)、旋 轉(zhuǎn)螺母(10)、軌道銷(11)，所述的上閥座(2)和下閥座(3)設(shè)置在閥體⑴的內(nèi)部，兩側(cè)設(shè) 置有球形閥瓣(7)的楔錐體(6)裝在上閥座(2)和下閥座(3)之間，在閥體(1)的縱向通 孔上、楔錐體(6)的上面連接有導向桿(9)，楔錐體(6)的下面連接有閥桿(8)，閥桿⑶與 旋轉(zhuǎn)螺母(10)連接，閥體(1)的通孔上導向部位設(shè)置有軌道銷(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低扭矩方鉆桿上旋塞閥，其特征在于所述的楔錐體(6) 與兩側(cè)的球形閥瓣(7)通過其上的燕尾槽(1 鏈接，三個部分構(gòu)成組合閥芯，組合閥芯兩 側(cè)的球形閥瓣(7)其球面即為密封面(1 ；球形閥瓣(7)上開有燕尾槽(12)，楔錐體(6) 上帶有與燕尾槽(12)匹配的燕尾導軌(14)，楔錐體(6)和閥瓣(7)可通過其上的燕尾槽 (12)和燕尾導軌(14)相互配合滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低扭矩方鉆桿上旋塞閥，其特征在于所述的閥桿(8) 上加工有梯形螺紋并與旋轉(zhuǎn)螺母(10)配合形成螺旋傳動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方鉆桿上旋塞閥，其特征在于所述的導向桿(9)上銑 有精密螺旋槽軌道(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低扭矩方鉆桿上旋塞閥，其特征在于所述的楔錐體(6) 上開有通孔(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆具內(nèi)防噴工具，具體的說是一種低扭矩方鉆桿上旋塞閥，該旋塞閥包括閥體、上閥座、下閥座、帶有支撐套的拼合環(huán)、楔錐體、球形閥瓣、閥桿、導向桿、旋轉(zhuǎn)螺母、軌道銷，所述的上閥座和下閥座設(shè)置在閥體的內(nèi)部，兩側(cè)設(shè)置有球形閥瓣的楔錐體裝在上閥座和下閥座之間，在閥體的縱向通孔上、楔錐體的上面連接有導向桿，楔錐體的下面連接有閥桿，閥桿與旋轉(zhuǎn)螺母連接，閥體的通孔上導向部位設(shè)置有軌道銷。本發(fā)明啟閉力矩小、密封面無磨損、操作靈活。同時由于在開啟時，球瓣離開閥座時鉆桿內(nèi)的介質(zhì)沿球瓣表面均勻通過并勻速降壓，因此高壓時無須增設(shè)旁路便可方便地開啟；并且降低了介質(zhì)高速通過時對閥座表面局部沖蝕，使用壽命長。
文檔編號E21B34/06GK102071909SQ20091021791
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者叢旭日, 劉建軍, 華健軍, 孟慶輝, 張亮, 張新成, 曹學軍, 朱吉林, 李興文, 李軍峰, 李新利, 李飛, 梁軍, 王濤, 王趁強, 竇志勇, 胡安智, 許建國, 謝良春, 賈建貞, 邊建杰, 邢希春, 高慶生, 魏立明, 黃全斌 申請人:李新利