一种液气控制阀及其装配方法与流程

    专利查询2025-11-11  8


    本发明涉及控制阀,特别涉及一种液气控制阀及其装配方法。


    背景技术:

    1、随着油气勘探开发领域的不断延伸扩大,钻井难度越来越大,钻井过程中,可能会遇到地层压力系数高、有浅气层、高气压层和部分地层含硫化氢等困难,导致钻井工作存在一定的危险,井控安全技术在实现平衡钻井中起着至关重要的作用。井控技术包括井口防喷器控制环节,而井口防喷器控制系统包括液压控制管汇,通过液压控制管汇可以控制井口防喷器的动作。液压控制管汇需连接气泵,通过气泵为液压控制管汇中的油液增压,因此,往往需要设置控制气源通断的设备,以控制气泵的启停。

    2、近年来,由于高温高压等风险井、复杂井越来越多,对井控装备压力可靠性及准确性的要求越来越高。现有的控制气源通断的方式包括:一是用气控阀和压力传感器组合进行自动控制气源通断;二是通过多功能组合电磁阀控制气源通断。以上两种控制气源的通断的方式都具有一定的局限性。


    技术实现思路

    1、为了丰富气制阀的类型,增加气源通断控制方式的选择空间,本发明提供一种液气控制阀及其装配方法。

    2、第一方面,本发明实施例提供一种液气控制阀,包括换气接头、阀芯杆、弹性元件、外筒、活塞座和定压阀座;

    3、所述换气接头、所述外筒和所述定压阀座依次连接;

    4、所述弹性元件和所述活塞座设置于所述外筒内,所述弹性元件与所述活塞座抵接;

    5、所述换气接头设置有气源入口、气源出口和阀芯容纳口;所述气源入口、所述气源出口和所述阀芯容纳口之间形成连通处;

    6、所述阀芯杆包括连接的中心杆和密封头;所述密封头置于所述连通处,且能够封堵所述气源入口;所述中心杆穿设于所述阀芯容纳口和所述弹性元件,并与所述活塞座连接;

    7、所述活塞座、所述外筒和所述定压阀座之间形成能够充入液压油的液压腔;

    8、所述阀芯杆在所述弹性元件复位力、气源压力以及所述液压腔内压力的相互作用下做轴向运动,以控制所述密封头封堵或打开所述气源入口。

    9、在一个或一些可选实施例中,所述气源入口与所述阀芯容纳口同轴设置于所述换气接头的两端;

    10、所述气源出口设置于所述换气接头的侧壁。

    11、在一个或一些可选实施例中,所述密封头靠近所述气源入口的一侧设置有凸台;

    12、所述凸台能够卡入所述气源入口,并与所述气源入口的内侧紧密贴合。

    13、在一个或一些可选实施例中,所述定压阀座与所述外筒连接处设置有连通所述液压腔的进油口。

    14、在一个或一些可选实施例中,所述进油口与所述液压腔之间设置有l型的进油通道。

    15、在一个或一些可选实施例中,所述密封头与所述中心杆的连接处设置有台阶状的扶正部;

    16、所述扶正部与所述阀芯容纳口的内侧紧密贴合,以使所述阀芯杆的运动方向为轴向。

    17、在一个或一些可选实施例中,所述弹性元件的初始状态为自由状态或压缩状态;

    18、所述弹性元件在自由状态下,与所述换气接头接触;

    19、所述弹性元件在压缩状态下与所述换气接头抵接。

    20、在一个或一些可选实施例中,所述液气控制阀还包括调节件;

    21、所述定压阀座设置有轴向贯通的中心孔;

    22、所述调节件插入所述中心孔,并与所述活塞座抵接,以推动所述活塞座调节所述弹性元件的压缩量。

    23、在一个或一些可选实施例中,所述活塞座包括依次连接的支撑座和密封垫;

    24、所述支撑座呈凸台状,用于支撑所述弹性元件;

    25、所述密封垫朝向所述液压腔,能够隔离所述液压腔。

    26、在一个或一些可选实施例中,所述弹性件为液压弹性件;

    27、所述支撑座的周围设置有密封环。

    28、在一个或一些可选实施例中,所述弹性元件为机械弹性件;

    29、所述外筒设置有排气孔。

    30、在一个或一些可选实施例中,还包括锁母;

    31、所述锁母套设于所述调节件,能够锁紧所述调节件。

    32、在一个或一些可选实施例中,所述阀芯杆还包括与所述中心杆连接的连接扣;

    33、所述连接扣与所述支撑座紧固连接。

    34、第二方面,本发明实施例提供一种第一方面所述的液气控制阀的装配方法,包括:

    35、将阀芯杆装入换气接头;

    36、将弹性元件套设于所述阀芯杆,并将活塞座与所述阀芯杆紧固连接;

    37、将所述换气接头与外筒紧固连接;

    38、将所述外筒与所述定压阀座紧固连接。

    39、本发明实施例中提供的上述技术方案的有益效果至少包括:

    40、本发明实施例中提供的液气控制阀,通过换气接头、阀芯杆和液压腔相互配合,使得阀芯杆在弹性元件复位力、气源压力以及液压腔内压力的相互作用下做轴向运动,实现利用液压腔内压力控制气源入口的封堵或打开,进而实现气源通断的控制。该液气控制阀的液压腔能够连通液压控制油管汇,直接根据液压控制管汇的油压控制气源通断,实现液压控制管汇和气源之间的闭式循环,相较于通过多功能组合电磁阀控制气源通断,提高了控制速度和控制精度,且无需外接电源设备,不易受高温或潮湿等恶劣的环境的影响,没有燃爆的隐患,提高了安全性和使用寿命。该液气控制阀结构简单,相较于将气控阀和压力传感器组合进行自动控制气源通断,减少了传感器、检测器等冗余设备,节省了安装空间,同时,避免了因传感器、监测器等设备损坏而无法工作的情况,提高了使用寿命。

    41、本发明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而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

    42、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



    技术特征:

    1.一种液气控制阀,其特征在于,包括换气接头、阀芯杆、弹性元件、外筒、活塞座和定压阀座;

    2.根据权利要求1所述的液气控制阀,其特征在于,所述气源入口与所述阀芯容纳口同轴设置于所述换气接头的两端;

    3.根据权利要求1或2所述的液气控制阀,其特征在于,所述密封头靠近所述气源入口的一侧设置有凸台;

    4.根据权利要求1所述的液气控制阀,其特征在于,所述定压阀座与所述外筒连接处设置有连通所述液压腔的进油口。

    5.根据权利要求4所述的液气控制阀,其特征在于,所述进油口与所述液压腔之间设置有l型的进油通道。

    6.根据权利要求1所述的液气控制阀,其特征在于,所述密封头与所述中心杆的连接处设置有台阶状的扶正部;

    7.根据权利要求1所述的液气控制阀,其特征在于,所述弹性元件的初始状态为自由状态或压缩状态;

    8.根据权利要求7所述的液气控制阀,其特征在于,还包括调节件;

    9.根据权利要求1所述的液气控制阀,其特征在于,所述活塞座包括依次连接的支撑座和密封垫;

    10.根据权利要求9所述的液气控制阀,其特征在于,所述弹性件为液压弹性件;

    11.根据权利要求1所述的液气控制阀,其特征在于,所述弹性元件为机械弹性件;

    12.根据权利要求8所述的液气控制阀,其特征在于,还包括锁母;

    13.根据权利要求9所述的液气控制阀,其特征在于,所述阀芯杆还包括与所述中心杆连接的连接扣;

    14.一种权利要求1-13任一项所述的液气控制阀的装配方法,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明公开了一种液气控制阀及其装配方法。该液气控制阀包括换气接头、阀芯杆、弹性元件、外筒、活塞座和定压阀座;换气接头、外筒和定压阀座依次连接;弹性元件和活塞座设置于外筒内;换气接头设置有气源入口、气源出口和阀芯容纳口;气源入口、气源出口和阀芯容纳口之间形成连通处;阀芯杆包括连接的中心杆和密封头;密封头能够封堵气源入口;中心杆穿设于阀芯容纳口和弹性元件,并与活塞座连接;活塞座、外筒和定压阀座之间形成能够充入液压油的液压腔;阀芯杆在弹性元件复位力、气源压力以及液压腔内压力的相互作用下做轴向运动,以控制密封头封堵或打开气源入口,从而打开或断开气源,提高了气源通断控制的精度和灵敏度。

    技术研发人员:高巧娟,张国田,郭晨,吴楠,李英,张立刚,王磊,陈星,王方明,孟少辉,王树森,王晓颖,何伟红,马然,郑朋会,高晔
    受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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