[發明專利]一種新型壓力平衡式旋塞閥

無效

• 申請號: 201410225837.6
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN103982160A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張曉東;朱曉鳳;何石;汪凱;李一嵐;楊韜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B34/08
• 分類號: E21B34/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用于油氣井的一種新型壓力平衡式旋塞閥，特別是一種方鉆桿旋塞閥，屬于石油天然氣鉆井井下裝置。

背景技術

目前，用于油氣井的旋塞閥內防噴工具主要由閥體、上閥座、下閥座、閥球、旋鈕開關以及專用旋鈕扳手等組成。旋塞閥平時為常開式，當發生井涌或者溢流時，用專用扳手順時針轉動旋鈕，通過撥塊帶動閥球旋轉90°，關閉通道，預防高壓鉆井中井噴事故的發生。

在長期現場使用過程中，閥球關閉之后在遇到井噴高壓流體時難以打開，導致了旋塞閥轉動失效，因此，設計出一種具有平衡通道的旋塞閥非常必要。目前，平衡旋塞閥上、下腔體壓力的主要方法是在閥體上開平衡孔，連通上、下腔體。但是在閥體內部開孔的方式加工難度大，制造工藝復雜，并且會影響閥體的強度，造成閥體斷裂事故。因此，需要一種結構簡單、自動平衡壓力的新型旋塞閥內防噴工具。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種新型壓力平衡式旋塞閥，實現平衡旋塞閥關閉時上下腔體的壓差，克服目前閥球因壓差過大而導致的轉動失效以及具有平衡通道導致閥體斷裂的問題，提高方鉆桿旋塞閥的可靠性和合理性，保障鉆井作業的安全。

本發明采取的技術方案為：

本發明一種新型壓力平衡式旋塞閥，主要由閥體、上閥座、下閥座、閥球、撥塊、旋鈕、擋塊、擋圈、卡環和彈簧組成。所述閥球上端面與閥體之間具有旋塞閥上腔體，所述閥球下端面與閥體之間具有旋塞閥下腔體；所述下閥座的底端由閥體的臺階定位，在下閥座與閥體定位臺階處設置彈簧；所述閥球和下閥座之間設置擋塊限制下閥座向上移動，擋塊由旋鈕、閥體的臺階定位；所述閥球設平衡孔，連接旋塞閥上腔體和旋塞閥下腔體，平衡閥球關閉時旋塞閥上腔體和旋塞閥下腔體的壓差。

本發明的優點及有益效果：1、本發明結構合理，克服了閥體設平衡通道的復雜工藝；2、閥球上設平衡孔連接上、下腔體，避免了下閥座與閥球密封不嚴時，流體經過其間隙進入閥球和上、下閥座之間的腔體，造成旋鈕處于高壓狀態的現象；3、本發明可以自動平衡壓力，閥球關閉之后，下閥座在擋塊的限制作用下不能向上移動，閥球在井底高壓作用下向上移動一定距離，脫離下閥座，流體經過下閥座與閥球的間隙進入閥球與上、下閥座之間的腔體，通過閥球上開的小孔進入旋塞閥上腔體，自動平衡閥球上下腔體的壓差，減小開啟力矩；避免旋塞閥轉動失效的現象，提高了鉆井作業的安全性。

附圖說明

圖1為本發明一種新型壓力平衡式旋塞閥的結構示意圖；

圖2為本發明的閥球關閉之后在井底高壓作用下的局部視圖。

圖中：1.閥體，2.旋塞閥上腔體，3.卡環，4.擋圈，5.上閥座，6、擋塊，7.旋鈕，8.撥塊，9.閥球，10.擋塊，11.下閥座，12.彈簧，13.旋塞閥下腔體，14.平衡孔，15.平衡孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1、圖2所示，本發明一種新型壓力平衡式旋塞閥，主要由閥體1、旋塞閥上腔體2、卡環3、擋圈4、上閥座5、擋塊(6、10)、旋鈕7、撥塊8、閥球9、下閥座11、彈簧12、旋塞閥下腔體13組成。所述閥球9上端面與閥體1之間具有旋塞閥上腔體2，所述閥球9下端面與閥體1之間具有旋塞閥下腔體13；所述下閥座11的底端由閥體1的臺階定位，在下閥座11與閥體1定位臺階處設置彈簧12，減緩鉆井過程中由振動造成的閥球9、上閥座5和下閥座11沖擊磨損。

如圖1、圖2所示，所述閥球9和下閥座11之間設置擋塊10限制下閥座11向上移動，所述擋塊10由旋鈕7、閥體1的臺階定位，在井底高壓流體作用下保證閥球9與下閥座11之間的間隙，保證閥球9與上閥座5下端面、下閥座11上端面以及閥體1之間的空隙腔體與旋塞閥下腔體13連通，井底流體能夠進入閥球9的中心通道。所述閥球9設平衡孔14，連接旋塞閥上腔體2和旋塞閥下腔體13，平衡閥球9關閉時旋塞閥上腔體2和旋塞閥下腔體13的壓差。

如圖2所示，所述閥球9上設置平衡孔(14、15)，旋塞閥開啟時，平衡孔15的作用為平衡水眼和閥球9與上閥座5、下閥座11之間腔體的壓差，減小旋塞閥關閉時的扭矩；旋塞閥關閉之后，閥球9在井底高壓流體的作用下會向上移動一定距離，下閥座11受到擋塊10的限制不能向上移動，下閥座11與閥球9之間有一定的間隙。在閥球9上設置平衡孔14連接旋塞閥上腔體2，旋塞閥下腔體13的高壓經過平衡孔14泄壓，降低了旋塞閥上腔體2和旋塞閥下腔體13的壓差，減小閥球9的開啟力矩，避免旋塞閥出現打不開的現象。所述平衡孔14設置在旋塞9上，制造工藝簡單，克服了在閥體1上開孔導致的閥體1強度降低問題。