CN106246137A - 一种磁力井下安全阀 - Google Patents

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张保康
李英松
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边杰
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Abstract

本文公布了一种磁力井下安全阀,包括芯轴、第一外壳以及套装在第一外壳底端的阀座,芯轴和第一外壳之间的环状腔体安装有磁浮组件;环状腔体的顶端设为与柱塞组件的末端连接的移动端,底端设为与第一外壳连接的固定端;磁浮机构包括同极相对设置的两个磁铁,两个磁铁分别设置在移动端和固定端;芯轴设为固定连接柱塞组件,柱塞组件的顶端设有打压孔,芯轴的底端设有与阀座底端扭簧连接的阀板;本发明涉及但不限于井下安全工具,应用本发明能够有效克服现有技术中存在的缺陷,能够实现稳定开启以及快速关闭阀板等有益技术效果,能够有效缩短整体工具的长度,并有效降低制造成本。

Description

一种磁力井下安全阀
技术领域
本申请涉及但不限于井下安全工具,尤其是一种磁力井下安全阀。
背景技术
井下安全阀是连接在油管上,并随油管柱下入井内的一种安全控制工具;该工具通过液控管线与地面控制装置相连,当从地面打液压到一定数值时,井下安全阀处于打开状态;当出现井喷、火灾、海啸等紧急情况时,液控管线的压力可以手动或自动卸掉,井下安全阀关闭,以封闭安全阀以下的井下压力,避免出现井喷事故。目前海上的自喷井、电泵井和陆地的高压气井按照规定都安装了井下安全阀。
现有技术中,井下安全阀基本原理是地面液压控制井下阀板开关,主要包括井下液压柱塞***,弹性关闭***,阀板密封***和自平衡***。紧急关断***的主要关键机构是弹性关闭***,决定了整个***的可靠性,目前弹性关闭***采用压缩弹簧,弹簧线径粗、行程长、压缩力大,导致井下安全阀整体尺寸较长、成本高,运动过程中弹簧变形引起活塞爬坡降低开关灵活性,其降低了阀板在实际使用中的稳定性。
发明内容
本申请解决的技术问题是提供一种磁力井下安全阀,能够有效克服现有技术中存在的缺陷,能够实现稳定开启以及快速关闭阀板等有益技术效果,能够有效缩短整体工具的长度,并有效降低制造成本。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种磁力井下安全阀,
包括芯轴、第一外壳以及套装在第一外壳底端的阀座,所述芯轴和第一外壳之间的环状腔体安装有磁浮组件;所述环状腔体的顶端设为与柱塞组件的末端连接的移动端,底端设为与第一外壳连接的固定端;所述磁浮机构包括同极相对设置的两个磁铁,两个磁铁分别设置在移动端和固定端;
所述芯轴设为固定连接柱塞组件,所述柱塞组件的顶端设有打压孔,所述芯轴的底端设有与阀座底端扭簧连接的阀板;所述打压孔的打压操作,设置为驱动柱塞组件带动芯轴、移动端的磁铁一同向下移动并顶开阀板。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
还包括上接头、中间接头、下接头;所述上接头的底端内侧设为套装于中间接头的顶端外侧,所述中间接头的底端外侧设为套装于第一外壳的顶端内侧,所述中间接头的中空腔体设为套装芯轴,所述下接头设为套装于第一外壳的底端外侧,所述阀座设为套装于第一外壳的底端内侧;所述上接头设有所述打压孔,所述中间接头设有所述柱塞组件以及安装柱塞组件的通孔。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
所述柱塞组件包括柱塞、设在柱塞顶端的密封接头、设在柱塞底端的压帽、以及套装在柱塞外侧且与中间接头的通孔配合形成密封的密封总成。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
所述压帽的底端设有连接杆,所述连接杆设有推动芯轴下移的台阶面,所述芯轴设有配合台阶面动作的台肩结构;所述连接杆的底端设有推帽,所述推帽的底端设为推动磁铁下移的端面,所述推帽还设有推动台肩结构上移的斜面。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
所述阀板设有锥塞以及安装锥塞的锥孔,所述锥塞与***到锥孔内的片弹簧相连。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
所述第一外壳设为磁铁套。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
所述中间接头的顶端周壁上设有与上接头连接的外螺纹,底端周壁上设有与磁铁套连接的外螺纹。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,所述磁铁套的底端周壁上设有与下接头连接的外螺纹、与阀座连接的内螺纹。
上述磁力井下安全阀,还可具有如下特点,
所述扭簧安装在贯穿阀座与阀板的销轴上,所述扭簧的一端设为连接阀座,所述扭簧的另一端设为连接阀板。
本申请上述技术方案具有如下有益效果:
本发明通过优化设置的磁浮组件以及其他连接组件,能够实现稳定开启以及快速关闭阀板等有益技术效果,能够有效缩短整体工具的长度,并有效降低制造成本;同时,上述优化设置的结构组成合理,易于推广和实施。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实施例的整体结构半剖示意图;
图2为图1整体结构的上部结构的放大示意图;
图3为图1整体结构的下部结构的放大示意图;
图4为图1整体结构的阀板结构的放大示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
结合图1、图2、图3以及图4所示,
本发明实施例提供了一种磁力井下安全阀,包括芯轴12、第一外壳以及套装在第一外壳底端的阀座14,芯轴12和第一外壳之间的环状腔体安装有磁浮组件;环状腔体的顶端设为与柱塞组件的末端连接的移动端,底端设为与第一外壳连接的固定端;磁浮机构包括同极相对设置的两个磁铁,两个磁铁分别设置在移动端和固定端;芯轴12设为固定连接柱塞组件,柱塞组件的顶端设有打压孔K,芯轴12的底端设有与阀座14底端扭簧19连接的阀板18;打压孔K的打压操作,设置为驱动柱塞组件带动芯轴12、移动端的磁铁一同向下移动并顶开阀板18。
进一步的,上述扭簧19可以安装在贯穿阀座14与阀板18的销轴15上,扭簧19的一端设为连接阀座14,扭簧19的另一端设为连接阀板18;当阀板18受到芯轴12下压时,将克服扭簧19的弹力并逆时针转动开启阀板18;当芯轴12上移时,在扭簧19扭矩的作用下,阀板18顺时针恢复初始位置,且与阀座14紧密贴合,井下安全阀关闭,达到隔离井下油气的目的。
优选地,阀板18还可设有锥塞16以及安装锥塞16的锥孔,锥塞16可通过***到锥孔内的片弹簧17相连;具体操作中,打压孔的打压操作,具体设为驱动柱塞组件带动芯轴12、移动端的磁铁一同向下移动,并触动锥塞16进而顶开阀板14。
具体操作中,通过磁浮组件所设置的同极相对设置的两个磁铁,能够提供稳定的排斥力;并随着活动端的磁铁9连同芯轴12一同下移,越靠近固定端的磁铁10所承受的排斥力越大。同时,芯轴12的向下移动,将底端设置的阀板18顶开,以实现阀板18上下液体介质的连通;当需要关闭阀板18时,可将为柱塞3提供动力的打压孔进行泄压操作,此时磁浮组件之间的排斥力作为柱塞3上移的动力,并迅速恢复至初始位置;同时,阀板18在扭簧的反扭矩作用下恢复至关闭状态。相比于现有技术中的弹簧组件,本发明所采用的磁浮组件具有体积小、纵向尺寸短的特点,能够有效减少井下安全阀的整体尺寸。
优选地,为了优化本申请上述结构组成;本发明具体操作中,还可以包括上接头1、中间接头4、下接头13;上接头1的底端内侧设为套装于中间接头4的顶端外侧,中间接头4的底端外侧设为套装于第一外壳的顶端内侧,中间接头4的中空腔体设为套装芯轴12,下接头13设为套装于第一外壳的底端外侧,阀座14设为套装于第一外壳的底端内侧;上接头1设有打压孔,中间接头4设有柱塞组件以及安装柱塞组件的通孔。
具体操作中,上述第一外壳可以设为磁铁套11;中间接头4的顶端周壁上设有与上接头1连接的外螺纹,底端周壁上设有与磁铁套11连接的外螺纹;通过上述中间接头4即可实现与上接头1、磁铁套11的螺纹连接。相应的,磁铁套11的底端周壁上设有与下接头13连接的外螺纹、与阀座14连接的内螺纹;通过上述磁铁套11即可实现与下接头13的螺纹连接。
优选地,为了优化本申请上述柱塞组件的结构组成;本发明具体操作中,柱塞组件可以包括柱塞3、设在柱塞3顶端的密封接头2、设在柱塞3底端的压帽6、以及套装在柱塞3外侧且与中间接头通孔形成密封的密封总成5。具体操作中,通过上述密封接头2、密封总成5等,能够有效提高柱塞3运行过程中的密封稳定性。
优选地,为了优化本申请上述压帽6及其连接组件的结构组成;本发明具体操作中,压帽6的底端可以设有连接杆7,连接杆7设有推动芯轴12下移的台阶面,芯轴12设有配合台阶面动作的台肩结构;连接杆7的底端设有推帽8,推帽8的底端设为推动磁铁下移的端面,推帽8还设有推动台肩结构上移的斜面。
具体操作中,当打压孔进行打压操作时,柱塞3下移并带动压帽6、连接杆7一同下移;连接杆7通过台阶面带动芯轴12下移,通过底端的推帽8带动活动端的磁铁9下移。当打压孔泄压操作时,活动端的磁铁9受排斥力上移,并带动推帽8上移;推帽8通过顶端推动连接杆7、压帽6、柱塞3上移,通过凸面带动芯轴12上移。可选地,连接杆7可以通过挂钩与推帽8连接,通过台阶与芯轴12连接;上述连接杆7与芯轴12、推帽8与芯轴12之间的连接可以采用固定连接等多种连接方式,具体以能够实现同时移动为准。
本发明通过优化设置的磁浮组件以及其他连接组件,能够实现稳定开启以及快速关闭阀板等有益技术效果,能够有效缩短整体工具的长度,并有效降低制造成本;同时,上述优化设置的结构组成合理,易于推广和实施。
本领域的技术人员应该明白,虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式,并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员,在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明实施例的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种磁力井下安全阀,其特征在于,
包括芯轴、第一外壳以及套装在第一外壳底端的阀座,所述芯轴和第一外壳之间的环状腔体安装有磁浮组件;所述环状腔体的顶端设为与柱塞组件的末端连接的移动端,底端设为与第一外壳连接的固定端;所述磁浮机构包括同极相对设置的两个磁铁,两个磁铁分别设置在移动端和固定端;
所述芯轴设为固定连接柱塞组件,所述柱塞组件的顶端设有打压孔,所述芯轴的底端设有与阀座底端扭簧连接的阀板;所述打压孔的打压操作,设置为驱动柱塞组件带动芯轴、移动端的磁铁一同向下移动并顶开阀板。
2.根据权利要求1所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
还包括上接头、中间接头、下接头;所述上接头的底端内侧设为套装于中间接头的顶端外侧,所述中间接头的底端外侧设为套装于第一外壳的顶端内侧,所述中间接头的中空腔体设为套装芯轴,所述下接头设为套装于第一外壳的底端外侧,所述阀座设为套装于第一外壳的底端内侧;所述上接头设有所述打压孔,所述中间接头设有所述柱塞组件以及安装柱塞组件的通孔。
3.根据权利要求2所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
所述柱塞组件包括柱塞、设在柱塞顶端的密封接头、设在柱塞底端的压帽、以及套装在柱塞外侧且与中间接头的通孔配合形成密封的密封总成。
4.根据权利要求3所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
所述压帽的底端设有连接杆,所述连接杆设有推动芯轴下移的台阶面,所述芯轴设有配合台阶面动作的台肩结构;所述连接杆的底端设有推帽,所述推帽的底端设为推动磁铁下移的端面,所述推帽还设有推动台肩结构上移的斜面。
5.根据权利要求2-4中任一所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
所述阀板设有锥塞以及安装锥塞的锥孔,所述锥塞与***到锥孔内的片弹簧相连。
6.根据权利要求5所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
所述第一外壳设为磁铁套。
7.根据权利要求6所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
所述中间接头的顶端周壁上设有与上接头连接的外螺纹,底端周壁上设有与磁铁套连接的外螺纹。
8.根据权利要求6所述的磁力井下安全阀,其特征在于,所述磁铁套的底端周壁上设有与下接头连接的外螺纹、与阀座连接的内螺纹。
9.根据权利要求6所述的磁力井下安全阀,其特征在于,
所述扭簧安装在贯穿阀座与阀板的销轴上,所述扭簧的一端设为连接阀座,所述扭簧的另一端设为连接阀板。
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