本實(shí)用新型屬于油田井下工具技術(shù)、化工裝置領(lǐng)域，具體涉及一種無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置。

背景技術(shù)：

隨著井下作業(yè)工藝的多樣化、復(fù)雜化，越來越多的井下工具需要集成井下作動機(jī)構(gòu)、完成井下動作。而井下機(jī)構(gòu)的激活通常需要在管柱內(nèi)投入球、膠塞、電子元器件等。常用的方法是在作業(yè)平臺上將管柱從連接處拆卸開，將管柱內(nèi)孔暴露出來，通過開口向管柱內(nèi)投放上述裝置，投放完成后重新連接管柱繼續(xù)作業(yè)。該方法增加了拆卸管柱的工作量，并且在管柱拆開后無法連續(xù)作業(yè)，造成時間浪費(fèi)。

同樣在化工生產(chǎn)、試驗(yàn)管路中，經(jīng)常需要投入固體藥劑、小型監(jiān)測儀器等。如果采用拆卸管道的方式，不僅降低了生產(chǎn)和試驗(yàn)效率，而且會增加事故風(fēng)險。如果采用增加旁路的方法，又會增加管道系統(tǒng)復(fù)雜程度和建造費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置，可以實(shí)現(xiàn)在不影響管道內(nèi)流體循環(huán)的條件下向管道內(nèi)投放物體，無需拆卸連接管道，無需關(guān)停管路循環(huán)，全程無泄漏，能夠起到節(jié)約時間、降低風(fēng)險的效果。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置，其連接在管路上，包括閥芯、閥體和三通；

所述三通的兩個接口分別與管道連接，形成流體回路，流體沿管道和三通的軸線流動，所述三通的第三個接口與閥體的下端密封連接；

所述閥芯安裝在閥體內(nèi)，在所述閥體上開有閥體置物孔，在所述閥芯上開有閥芯置物孔；所述閥芯置物孔和閥體置物孔均為通孔；閥芯能夠在驅(qū)動力的作用下沿閥體的軸線方向在閥體內(nèi)滑動。

投放工具前，所述閥體置物孔與閥芯置物孔同軸線設(shè)置，待投放的工具從閥體置物孔進(jìn)入閥芯置物孔；投放時，閥芯向下進(jìn)入流體回路，閥芯置物孔與流體回路同軸線，待投放的工具被流體沖刷攜帶從閥芯置物孔內(nèi)脫出，進(jìn)入流體回路中。

在所述閥芯的外表面上位于所述閥芯置物孔的上方、下方均設(shè)有密封槽，在所述密封槽內(nèi)均設(shè)置有密封機(jī)構(gòu)，在閥芯和閥體之間形成密封；

閥芯移動時，當(dāng)閥芯下方的密封機(jī)構(gòu)離開閥體前，閥芯上方的密封機(jī)構(gòu)已經(jīng)通過閥體置物孔并與閥體再次形成密封。

所述閥體置物孔沿閥體的徑向設(shè)置，其孔徑大于待投放工具的最大尺寸，所述閥芯置物孔沿閥芯的徑向設(shè)置，其孔徑大于待投放工具的最大尺寸。

所述閥體為筒形結(jié)構(gòu)，其下端的外表面與三通的連接處設(shè)置有密封機(jī)構(gòu)；

所述閥體與三通通過螺紋或法蘭連接。

所述密封機(jī)構(gòu)均為密封圈。

優(yōu)選地，所述裝置包括閥芯軸，其一端固定連接在閥芯上，另一端與外部驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接。

所述外部驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括螺母和手柄，所述手柄通過螺母與閥芯軸固定連接。

所述裝置包括壓蓋，其與閥體的上端通過螺紋或法蘭連接，所述閥芯軸從壓蓋的中心孔穿出后與所述手柄連接。

一種方案是，所述閥芯軸與壓蓋形成滑動副，所述閥芯軸能夠在壓蓋內(nèi)沿其軸向進(jìn)行滑動。

另一種方案是，所述閥芯軸和壓蓋形成螺紋副，旋轉(zhuǎn)閥芯軸使得閥芯軸在壓蓋內(nèi)沿其軸向進(jìn)行移動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)可以在不影響管路循環(huán)的情況下向其內(nèi)部投放物體，并且不會發(fā)生泄漏；

(2)通過閥芯將被投放物體直接送入管路內(nèi)部，被流體沖攜帶走，不是依靠重力下落入管路，更加可靠；

(3)僅閥芯為運(yùn)動部件，一次動作完成狀態(tài)切換和物品投放，無需復(fù)雜操作；

(4)閥體尺寸設(shè)計可使在投放時不會在回路內(nèi)產(chǎn)生節(jié)流作用，不影響循環(huán)。

附圖說明

圖1為無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置在未激活狀態(tài)的三維剖視圖。

圖2為無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置在激活狀態(tài)的三維剖視圖。

圖3為在回路外部放置物體的示意圖。

圖4為切換投放裝置聯(lián)通狀態(tài)的示意圖。

圖5被投放物體隨流體進(jìn)入回路的示意圖。

圖6為裝置復(fù)位，投放完成狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本實(shí)用新型所述的無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置(簡稱投放裝置)為一種可連接在管路上的閥件，可實(shí)現(xiàn)在不影響管道內(nèi)流體循環(huán)(無需關(guān)斷)、不會發(fā)生泄漏的條件下向管道內(nèi)投放物體。主要由閥芯和殼體等部件組成。閥芯上設(shè)置了置物孔，隨著閥芯的運(yùn)動，該孔可在與管路外部聯(lián)通和與管路內(nèi)部聯(lián)通兩種狀態(tài)間切換。當(dāng)置物孔與管路外部聯(lián)通時，將需要投放的物體放入置物孔內(nèi)。閥芯運(yùn)動進(jìn)行狀態(tài)切換，當(dāng)置物孔與管路內(nèi)部聯(lián)通后，被投放物品進(jìn)入管路，并且被流體沖刷攜帶從閥件內(nèi)脫離，完成物品投放。由于閥芯僅占用部分流道，不影響管路正常運(yùn)行。當(dāng)物品投放完成后，閥芯復(fù)位。通過合理設(shè)計閥芯上下兩端的密封槽的間距和閥體的尺寸參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)本裝置工作過程中，流體始終不會發(fā)生泄露。

圖1為無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置在未激活狀態(tài)的三維剖視圖。其中1是閥芯軸，一端連接固定在閥芯7上，另一端與外部驅(qū)動裝置連接，將外部驅(qū)動裝置的力和運(yùn)動傳遞到閥芯7上，驅(qū)動閥芯7移動完成裝置狀態(tài)切換，進(jìn)行投放作業(yè)；2是螺母，將手柄3與閥芯軸1連接固定；3是手柄，與閥芯軸7連接固定，方便作業(yè)人員用手握持，推動閥芯運(yùn)動；4是壓蓋，與閥體5固定連接，閥芯軸1從壓蓋4的中心孔穿過，兩者可以在軸向相對滑動，壓蓋4用于限制閥芯的運(yùn)動幅度，防止閥芯7在回路內(nèi)壓作用下從閥體5內(nèi)向上脫出；閥體5為筒形結(jié)構(gòu)，下端與三通9固定連接，連接處設(shè)置密封機(jī)構(gòu)。在閥體5上沿徑向設(shè)有通孔，孔徑大于被投放物10的最大尺寸，被投放物10可通過該孔放入閥芯7。6是密封圈，在閥芯7和閥體5間形成密封，防止回路內(nèi)流體通過兩者間的縫隙泄露；7是閥芯，可以在驅(qū)動力的作用下沿軸線在閥體5內(nèi)滑動，在閥芯7上設(shè)有徑向的通孔，用于放置被投放物品，此孔在裝置未激活狀態(tài)與閥體5上的徑向孔同軸，在裝置激活狀態(tài)與回路內(nèi)部相通。圖1為未激活狀態(tài)，所以閥芯7的通孔與閥體5的通孔同軸。在閥芯7的上下兩段均設(shè)置有多條密封圈6，用于密封閥芯7和閥體5的間隙；8是密封圈，密封閥體5和三通9之間的間隙；9是三通，兩端設(shè)有連接部位，與管道連接形成主回路，并通過側(cè)孔與閥體5固定連接，形成被投放物體的通道。閥體5、閥芯7和三通9組成密封的外殼，保證在本投放裝置所有狀態(tài)下，回路內(nèi)液體不會發(fā)生泄漏。閥體5與閥芯7組成投放機(jī)構(gòu)，通過兩者的相對位置變化，在保證回路內(nèi)液體不泄露的前提下完成物體的投放。

圖2為無需關(guān)斷流體回路的回路內(nèi)工具投放裝置在激活狀態(tài)的三維剖視圖。此時閥芯7在閥芯軸1和手柄3的作用下，向下移動，閥芯7上的通孔與回路內(nèi)部相通，由于通孔軸線與回路軸線平行，流體流過閥芯7上的通孔，將被投放物體沖走。

圖3為在回路外部放置物體的示意圖。此時，本裝置與管道11相連接，形成流體回路，流體沿管道11和三通9的軸線流動。閥芯7上的通孔與閥體5上的通孔同軸，與外界相通。閥芯下端的密封圈7起密封作用，防止回路內(nèi)的流體外泄。將被投放物體10穿過閥體5上的通孔，置于閥芯7的通孔內(nèi)。

圖4為切換投放裝置聯(lián)通狀態(tài)的示意圖。通過手柄3下壓閥芯7，被投放物體10隨閥芯7向下運(yùn)動。閥芯7上下兩端的密封槽的間距、閥體5的尺寸經(jīng)過合理設(shè)計，在下密封圈從閥體5內(nèi)進(jìn)入主回路失去密封作用之前，上端的密封圈7已經(jīng)向下運(yùn)動通過閥體5上的徑向孔，與閥體5再次形成密封，保證狀態(tài)切換過程中不會發(fā)生流體泄露。如本圖所示，閥芯7上端的密封圈在閥芯7和閥體5間形成密封，防止流體外泄。并且閥芯7上的通孔與回路內(nèi)部相連，被投放物10進(jìn)入回路內(nèi)部。

圖5為被投放物體隨流體進(jìn)入回路的示意圖。由于閥芯7上的通孔與回路軸線平行，流體流經(jīng)閥芯7上的通孔，將被投放物10沖入回路內(nèi)部。由于利用流體拖曳力將被投放物從閥芯7的孔內(nèi)帶出，相比于依靠被投放物重力自由下降的方式，可以更加可靠地保證被投放物10不會粘黏在投放裝置中，能夠順利地進(jìn)入回路。

圖6為裝置復(fù)位，投放完成狀態(tài)圖。在被投放物10進(jìn)入回路后，閥芯7上移，其上下兩端的密封圈再次完成密封功能交替，防止液體泄漏。由于閥芯7上下端面存在壓差，可以利用該壓差力完成閥芯7的自動復(fù)位，在復(fù)位過程中，在閥芯7的通孔內(nèi)還存留有少量流體，在閥芯復(fù)位后需要對其進(jìn)行清理。

本例中的驅(qū)動方式采用手動，所以安裝了手柄3。也可以在手柄處安裝氣動、電動或液動裝置，作為驅(qū)動方式。本例中閥芯軸1和壓蓋4兩者間為滑動副，也可以采用螺紋副連接，通過旋轉(zhuǎn)閥桿1使閥芯7下移進(jìn)入主回路。本例的閥體5、閥芯7的截面為圓形，也可以根據(jù)需要采用其他形狀的截面，如正方形，既可以固定通孔的方向，也可以適合被投放物的形狀。

本實(shí)用新型通過閥芯在閥體內(nèi)的軸向移動，將置物孔順序與回路內(nèi)外聯(lián)通，完成被投放物的投放，通過合理設(shè)計閥芯上下兩端的密封槽的間距和閥體的尺寸參數(shù)，實(shí)現(xiàn)閥芯運(yùn)動過程中回路內(nèi)液體不會發(fā)生泄露，利用流體拖曳力將被投放物攜入回路，降低了利用重力投放時，被投放物與裝置粘連的風(fēng)險。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)在不影響管道內(nèi)流體循環(huán)的條件下向管道內(nèi)投放物體，起到節(jié)約時間、降低風(fēng)險的效果?？梢詰?yīng)用于石油鉆完井過程中向井筒內(nèi)投放物體，無需拆卸鉆完井管柱，降低作業(yè)風(fēng)險；也可以應(yīng)用于化工生產(chǎn)管道和其它管道系統(tǒng)，無需停產(chǎn)拆卸管道，無需連接管道旁路，即可在線向管道內(nèi)投放物體，能夠提高效率，降低成本。

上述技術(shù)方案只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本實(shí)用新型公開了原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本實(shí)用新型上述具體實(shí)施例所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。