一种新型控压钻井节流阀的阀针.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103046898A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103046898A(43)申请公布日2013.04.17(21)申请号201210558046.6(22)申请日2012.12.20(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人刘清友付玉坤王国荣陶思宇朱颢(74)专利代理机构成都金英专利代理事务所(普通合伙)51218代理人袁英(51)Int.Cl.E21B34/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种新型控压钻井节流阀的阀针(57)摘要本发明涉及一种新型控压钻井节流阀的阀针，它包括阀芯（1）、阀杆上部（2）、阀杆中部（3）、阀杆下部（4）、流体通道（5）、圆柱销（6）和铅注区（11），沿阀芯（1）的轴线方向开设有阶梯通孔，阀杆上部（2）开设有横向流体通道（12），设置在阀杆内部的纵向流体通道（5）与横向流体通道（12）连通；阀杆下部（4）与阀芯（1）通过螺纹配合连接，阀芯（1）与阀杆中部（3）底端面配合处用O型密封圈（10）密封，圆柱销槽内部插有圆柱销（6）。本发明的优点在于：阀芯采用YG8合金，阀芯轮廓依据形面曲线方程进行数控加工，加工精度高，耐磨、耐冲蚀性好，使用寿命长；阀芯与阀杆连接牢固、密封性好及拆卸方便。CN1034689ACN103046898A权利要求书1/1页1.一种新型控压钻井节流阀的阀针，其特征在于：它包括阀芯（1）、阀杆上部（2）、阀杆中部（3）、阀杆下部（4）、流体通道（5）、圆柱销（6）和铅注区（11），沿阀芯（1）的轴线方向开设有阶梯通孔（7），阶梯通孔（7）上端的内壁上开设有内螺纹，阶梯通孔（7）的下端为光滑圆孔，阶梯通孔（7）下端的内壁上开设有圆柱销槽（8）；阀杆上部（2）、阀杆中部（3）和阀杆下部（4）一体成型，阀杆上部（2）开设有横向流体通道（12），阀杆中部（3）的底端面上开设有环形密封槽（9），阀杆下部（4）为二级环形台阶，靠近阀杆中部（3）的环形台阶的外壁上开设有外螺纹，远离阀杆中部（3）的环形台阶的外壁上开设有圆柱销槽（8），阀杆上部（2）、阀杆中部（3）和阀杆下部（4）的中心处开设有纵向流体通道（5），纵向流体通道（5）与横向流体通道（12）连通；阀杆下部（4）与阀芯（1）通过螺纹配合连接，环形密封槽（9）内装填有O型密封圈（10），在圆柱销槽（8）内部插有一根圆柱销（6）；圆柱销（6）下方还设置有铅注区（11）。2.根据权利要求1所述的一种新型控压钻井节流阀的阀针，其特征在于：所述的阀芯（1）的材质为YG8合金，阀杆上部（2）、阀杆中部（3）和阀杆下部（4）的材质为12Cr13，圆柱销（6）的材质为铜。3.根据权利要求1所述的一种新型控压钻井节流阀的阀针，其特征在于：所述的阀芯（1）中部的形面曲线方程为：。2CN103046898A说明书1/3页一种新型控压钻井节流阀的阀针技术领域[0001]本发明涉及控压钻井井口节流管汇技术领域，特别是一种新型控压钻井节流阀的阀针。背景技术[0002]控压钻井是通过控压钻井系统装备和工艺实时控制井口套压，实现在整个钻进、接单根、下钻、起钻等过程中对井底环空压力的精确控制。井口套压的控制对控压钻井至关重要，控压节流管汇作为井眼压力控制的关键组成设备，通过产生可调的节流来控制井口回压，实现在静态和动态条件下钻井过程中井底压力的相对稳定，其中井口回压的控制主要体现在控压钻井自动调节节流阀的科学设计与准确测控，而阀针作为控压钻井自动调节节流阀的主要部件，其结构设计直接决定控压钻井自动调节节流阀的节流性能和可控性能。因此，为确保控压钻井自动调节节流阀的节流精度、可控性和使用寿命，阀针的设计变得尤为重要。[0003]目前，国外一些石油公司已拥有较为成熟的控压钻井技术及其配套的节流管汇系统，而我国控压钻井技术起步较晚，尚没有用于控压钻井自动调节节流阀的阀芯。采用常规节流阀阀芯，其控制思路、控制精度与控制效果都无法达到控压钻井作业技术要求，难以满足控压钻井的控制压力要求。[0004]中国专利200910027015.6公开了一种新型针式节流阀的阀针，包括头部、连接部及尾部，头部开有倒锥形的内孔，连接部的上端呈倒锥形，连接部的上端置于头部的内孔中，在连接部上端与头部内孔之间压入胀套，胀套外径的锥角与头部内孔的锥角相一致，从而连接部与头部锲合连接于一体。其中胀套沿纵向均等分解为三块，组装时，依次将每块胀套压入头部的倒锥形内孔中，在压入的过程中，容易出现装配偏差，导致头部和尾部的同轴度误差大，影响节流精度。而且压入头部内孔的胀套很难取出，使得在不损坏头部和连接部的情况下，分开头部和连接部的难度大幅度地增加