CN111322424A

CN111322424A - 一种双向圆柱簧旋塞阀

Info

Publication number: CN111322424A
Application number: CN202010264161.7A
Authority: CN
Inventors: 黄瑞海; 万文财; 王凌; 郑波强; 张腾飞; 金锋
Original assignee: Guizhou Gaofeng Petroleum Machinery Co Ltd
Current assignee: Guizhou Gaofeng Petroleum Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2020-06-23

Abstract

本发明公开了一种双向圆柱簧旋塞阀，包括阀体（10）；阀体（10）内设有球芯（20）；球芯（20）一侧与操作键（30）连接，球芯（20）上下两端分别设有球座组件（40），球芯（20）上端的球座组件（40）顶部由下至上依次设有压盘（50）、拼环（60）、支撑环（70）和孔用弹性挡圈（80）。本发明最大限度减少零件数量和零件材料消耗，在提高工具强度安全的前提下最大限度降低加工难度，可节约组装和拆卸时间，实现在一定压力下带压开和带压关，不仅可提高旋塞阀的可靠性、安全性，且有效提高产品的性价比。本发明的双向圆柱簧旋塞阀适用于高压的带双操作键的旋塞阀和钻杆旋塞阀、顶驱旋塞阀、钻杆安全阀或油管旋塞阀。

Description

一种双向圆柱簧旋塞阀

技术领域

本发明涉及一种双向圆柱簧旋塞阀，属于油田设备技术领域。

背景技术

旋塞阀作为一种钻具内防喷球阀已经广泛应用在国内外的钻井和修井施工作业中，用于隔断或者连通钻柱水眼中的液体。在正常钻进过程中打开旋塞阀钻井液进入钻柱，接单根时关闭旋塞阀可以避免钻井液溅在井台上，既避免了钻井液的浪费，又满足了环保要求；当井下发生井涌、井喷等事故时及时关闭旋塞阀可以防止可燃气体或者液体溢出井口，造成人员伤亡和财产损失。

现有市场上常用的旋塞阀结构复杂、装配困难、打压不稳定，试压难合格，批量生产困难；还有本体内孔上切有较深的环形沟槽，强度低，且产生应力集中，容易产生断裂，带来新的安全隐患。现有旋塞阀，零件数量多，上、下球座或阀座不通用，本体强度低、不便于加工和管理，拆装不方便，耗时费力，装配后打压不稳定。因此现有技术仍存在不足，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双向圆柱簧旋塞阀，以最大限度减少零件数量和零件材料消耗，在提高工具强度安全的前提下最大限度降低加工难度，可节约组装和拆卸时间，实现在一定压力下带压开和带压关，从而提高旋塞阀的可靠性、安全性，并有效提高产品的性价比和克服现有技术存在的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种双向圆柱簧旋塞阀，包括阀体；阀体内设有球芯；球芯一侧与操作键连接，球芯上下两端分别设有球座组件，球芯上端的球座组件顶部由下至上依次设有压盘、拼环、支撑环和孔用弹性挡圈。

前述双向圆柱簧旋塞阀中，所述阀体为圆管状结构；阀体内孔为光滑通孔，光滑通孔内设有内台阶，内台阶处安装有球座组件，阀体与球芯对应的一侧设有键孔；键孔内侧设有一对扇形凹槽和一对扇形键；键孔侧壁设有用于安装密封圈的密封槽；阀体内孔上部设有用于安装拼环的拼环槽。

前述双向圆柱簧旋塞阀中，所述球芯为球状结构；球芯上设有贯通孔；球芯一侧设有与贯通孔平行的操作平台，操作平台上设有键槽，键槽中央设有与贯通孔相通的小孔。

前述双向圆柱簧旋塞阀中，所述操作键为变径圆柱体；操作键大直径底面设有旋拧键，旋拧键与键槽配合连接；球芯上的操作键大直径顶面设有一对限位键，限位键位于阀体上键孔的一对扇形凹槽内；操作键小直径中心设有旋拧孔，旋拧孔为四方孔或六方孔；旋拧孔底部设有螺纹孔；操作键小直径端面设有用于指示开关状态的指示槽。

前述双向圆柱簧旋塞阀中，所述球座组件包括上球座组件和下球座组件；上球座组件和下球座组件结构相同；球座组件由球座和一组弹簧构成；球座为圆管状；球座与球芯接触一端的孔口为内球面；球座另一端设有一组沿圆周均布的弹簧孔，每个弹簧孔内均设有弹簧；上球座组件内的弹簧顶在压盘上，下球座组件内的弹簧顶在阀体的内台阶上。

前述双向圆柱簧旋塞阀中，所述拼环设有用于安装支撑环的L缺口；拼环是由四个扇形块拼合成的圆环结构，以方便装入阀体内孔的拼环槽内；L缺口侧面设有挡圈槽，挡圈槽内设有孔用弹性挡圈；孔用弹性挡圈起限制阀体孔内零件退出的作用。

由于采用了上述技术方案，本发明采用双向圆柱簧结构，使球芯的圆心自动对正操作键的轴心线，有利于旋塞阀上下两端密封打压试验时，高压和低压密封，提高了打压合格率，且能够实现一定压力下的带压开和带压关，特别适合于使用后球芯和球座磨损后组合高度变短的场合，同时提高了球芯组件的重复使用次数。统一了上下球座组件结构，实现了球座组件标准化，上下球座组件可互换使用，有利于生产管理和维修件重复利用；球座组件中球座外圆为圆柱体降低了加工难度。弹簧采用标准弹簧，可根据需求的力值调整标准弹簧数量满足力值要求。操作键与键孔之间采用双扇形结构，实现了开关90°旋转限位，且密封槽设计在键孔内结构简单，安装拆卸较方便，键孔直径较小，提高了阀体的强度；上球座组件上端面设有压盘，不仅使球座上受力均匀，且方便拼环的安装。本发明的双向圆柱簧旋塞阀适用于高压的带双操作键的旋塞阀和钻杆旋塞阀、顶驱旋塞阀、钻杆安全阀或油管旋塞阀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明轴测剖视图。

附图中的标记为：10-阀体、11-光滑通孔、12-内台阶、13-键孔、14-扇形凹槽、15-扇形键、16-密封槽、17-拼环槽、20-球芯、21-贯通孔、22-操作平台、23-键槽、24-小孔、30-操作键、31-旋拧键、32-限位键、33-旋拧孔、34-螺纹孔、35-指示槽、40-球座组件、41-球座、42-弹簧、43-内球面、44-弹簧孔、50-压盘、60-拼环、61-、62-扇形块、63-挡圈槽、70-支撑环、80-孔用弹性挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种双向圆柱簧旋塞阀，如图1所示，主体结构包括阀体10；阀体10内设有球芯20；球芯20一侧与操作键30连接，球芯20上下两端分别设有球座组件40，球芯20上端的球座组件40顶部由下至上依次设有压盘50、拼环60、支撑环70和孔用弹性挡圈80。

具体结构如图2所示，阀体10为圆管状结构；阀体10内孔为光滑通孔11，光滑通孔11内设有内台阶12，内台阶12处安装有球座组件40，阀体10与球芯20对应的一侧设有键孔13；键孔13内侧设有一对扇形凹槽14和一对扇形键15；键孔13侧壁设有用于安装密封圈的密封槽16；阀体10内孔上部设有用于安装拼环60的拼环槽17。球芯20为球状结构；球芯20上设有贯通孔21；球芯20一侧设有与贯通孔21平行的操作平台22，操作平台22上设有键槽23，键槽23中央设有与贯通孔21相通的小孔24。操作键30为变径圆柱体；操作键30大直径底面设有旋拧键31，旋拧键31与键槽23配合连接；球芯20上的操作键30大直径顶面设有一对限位键32，限位键32位于阀体10上键孔13的一对扇形凹槽14内；操作键30小直径中心设有旋拧孔33，旋拧孔33为四方孔或六方孔；旋拧孔33底部设有螺纹孔34；操作键30小直径端面设有用于指示开关状态的指示槽35。球座组件40包括上球座组件和下球座组件；上球座组件和下球座组件结构相同；球座组件40由球座41和一组弹簧42构成；球座41为圆管状；球座41与球芯20接触一端的孔口为内球面43；球座41另一端设有一组沿圆周均布的弹簧孔44，每个弹簧孔44内均设有弹簧42；上球座组件内的弹簧42顶在压盘50上，下球座组件内的弹簧42顶在阀体10的内台阶12上。拼环60设有用于安装支撑环70的L缺口61；拼环60是由四个扇形块62拼合成的圆环结构，以方便装入阀体10内孔的拼环槽17内；L缺口61侧面设有挡圈槽63，挡圈槽63内设有孔用弹性挡圈80；孔用弹性挡圈80起限制阀体10孔内零件退出的作用。

本发明的补充说明如下：

本发明的阀体10的内台阶12上由下至上依次装有下球座组件、球芯20、上球座组件、压盘50；压盘50上方的阀体10内孔设有拼环槽17，拼环槽17内安装有拼环60、支承环70和孔用弹性挡圈80；孔用弹性挡圈80用于限制阀体10内孔中所有零件不会退出；阀体10一侧设有键孔13，键孔13是带有台阶的密封孔，台阶端面上有一对扇形凹槽14，扇形凹槽14与操作键30上的一对限位键32配合，使操作键30只可以在90°范围内旋转，用于带动球芯20在90°范围内旋转，实现打开或关闭双向圆柱簧旋塞阀的作用。阀体10与上下两个球座组件40的孔内以及和阀体10与操作键30配合的键孔13内分别设有密封槽16，密封槽16内装有密封圈，共同实现旋塞阀密封。

操作键30一端为小直径段，另一端为大直径段；避免水眼内受压时，操作键30被顶出。操作键30的小直径段中心设有旋拧孔33，旋拧孔33采用内六方或内四方孔，用于安装扳手。操作键30的大直径段与小直径段连接的台阶端面设有一对限位键32，限位键32与阀体10上键孔13内的扇形凹槽14配合，使操作键30上的限位键32只能键孔13内进行90°滑动旋转，实现球阀的90°旋转开关。操作键30的大直径段端面设有旋拧键31，旋拧键31与球芯20上的键槽23配合，旋拧键31和键槽23均为一字形，旋拧键31嵌入球芯20中心的键槽23内，实现操作键30与球芯20的旋转联动。

球座组件40包括球座41和弹簧42。球座41为圆环结构，内孔设有环形沟槽，球座41一端设有一组沿圆周均匀分布的弹簧孔44，弹簧孔44为光盲孔，弹簧孔44内安装有弹簧42，弹簧42采用圆柱簧。球座41另一端孔口与球芯20的外球面密封配合；球座41与球芯20的配合面为内球面43。球座组件40共有两套，两套结构完全相同，可互换使用。安装时，两套球座组件40分别安装在球芯20上下两端，球座41的内球面43与球芯20接触，弹簧42位于远离球芯20一侧。下端的弹簧42顶在阀体10的内台阶12顶面，上端的弹簧42顶在压盘50底面，使上下两个球座41的内球面43与球芯20的外球面紧密接触，构成双向圆柱簧结构，以提高旋塞阀密封效果。压盘50为圆环结构，安装在上球座上方与上球座内的弹簧42压紧。

本发明的双向圆柱簧旋塞阀，适用于高压的带双操作键的旋塞阀和钻杆旋塞阀、顶驱旋塞阀、钻杆安全阀或油管旋塞阀。

Claims

1.一种双向圆柱簧旋塞阀，包括阀体（10）；其特征在于：在阀体（10）内设有球芯（20）；球芯（20）一侧与操作键（30）连接，球芯（20）上下两端分别设有球座组件（40），球芯（20）上端的球座组件（40）顶部由下至上依次设有压盘（50）、拼环（60）、支撑环（70）和孔用弹性挡圈（80）。

2.根据权利要求1所述双向圆柱簧旋塞阀，其特征在于：所述阀体（10）为圆管状结构；阀体（10）内孔为光滑通孔（11），光滑通孔（11）内设有内台阶（12），内台阶（12）处安装有球座组件（40），阀体（10）与球芯（20）对应的一侧设有键孔（13）；键孔（13）内侧设有一对扇形凹槽（14）和一对扇形键（15）；键孔（13）侧壁设有用于安装密封圈的密封槽（16）；阀体（10）内孔上部设有用于安装拼环（60）的拼环槽（17）。

3.根据权利要求1所述双向圆柱簧旋塞阀，其特征在于：所述球芯（20）为球状结构；球芯（20）上设有贯通孔（21）；球芯（20）一侧设有与贯通孔（21）平行的操作平台（22），操作平台（22）上设有键槽（23），键槽（23）中央设有与贯通孔（21）相通的小孔（24）。

4.根据权利要求3所述双向圆柱簧旋塞阀，其特征在于：所述操作键（30）为变径圆柱体；操作键（30）大直径底面设有旋拧键（31），旋拧键（31）与键槽（23）配合连接；球芯（20）上的操作键（30）大直径顶面设有一对限位键（32），限位键（32）位于阀体（10）上键孔（13）的一对扇形凹槽（14）内；操作键（30）小直径中心设有旋拧孔（33），旋拧孔（33）为四方孔或六方孔；旋拧孔（33）底部设有螺纹孔（34）；操作键（30）小直径端面设有用于指示开关状态的指示槽（35）。

5.根据权利要求1所述双向圆柱簧旋塞阀，其特征在于：所述球座组件（40）包括上球座组件和下球座组件；上球座组件和下球座组件结构相同；球座组件（40）由球座（41）和一组弹簧（42）构成；球座（41）为圆管状；球座（41）与球芯（20）接触一端的孔口为内球面（43）；球座（41）另一端设有一组沿圆周均布的弹簧孔（44），每个弹簧孔（44）内均设有弹簧（42）；上球座组件内的弹簧（42）顶在压盘（50）上，下球座组件内的弹簧（42）顶在阀体（10）的内台阶（12）上。

6.根据权利要求1所述双向圆柱簧旋塞阀，其特征在于：所述拼环（60）设有用于安装支撑环（70）的L缺口（61）；拼环（60）是由四个扇形块（62）拼合成的圆环结构，以方便装入阀体（10）内孔的拼环槽（17）内；L缺口（61）侧面设有挡圈槽（63），挡圈槽（63）内设有孔用弹性挡圈（80）；孔用弹性挡圈（80）起限制阀体（10）孔内零件退出的作用。