井下安全阀用金属球面密封阀板阀座制造技术

本实用新型专利技术公开了一种井下安全阀用金属球面密封阀板阀座，包括阀座、阀板、扭转弹簧及转轴，阀座通过螺纹固定在井下安全阀上，阀板通过转轴与阀座铰接，阀座和阀板上对应加工有密封球面，阀板与阀座之间设置有扭转弹簧。本实用新型专利技术的阀板阀座，在相同密封高度的情况下，具有更大的密封面积，抗压溃能力显著提高，可靠性更高，延长了阀的寿命，具有井压助封功能，保证出现异常高压时可有效密封井底上窜的油气，有效避免事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于油气开采设备
，涉及一种井下安全阀用金属球面密封阀板阀座。
技术介绍
井下安全阀在对流体进行开关的时候，常使用由阀板和阀座组成的瓣阀，瓣阀由于加工的方便性、操作的简易性、密封的可靠性等优点，已逐渐取代球阀。常用的瓣阀其密封主要靠扭簧作用使得阀板与阀座紧密贴合，从而形成密封。国内外常用的一种阀板与阀座的贴合型式主要是金属锥面型式，金属锥面密封虽然具有加工容易等优点，但是金属锥面密封不具有“浮动”的特点，由于加工和装配误差的存在，阀板与阀座贴合时，会有一定的倾斜和偏差，这种情况下锥面密封结构就存在泄露的风险。并且金属锥面在低压情况下密封可靠性较差，因而有些阀板阀座在设计金属锥面密封的同时会增加一道橡胶密封，以保证低压的密封可靠性。但是橡胶密封的问题也是显而易见的，其耐久性和抗腐蚀能力都大大降低。另外一种密封型式是金属锥面-球面密封方式，这种方式需要一定的预紧力，用以将最初的金属线密封接触变形为金属面密封接触，否则密封效果不好。井下安全阀用金属密封阀板阀座一般是井下安全阀的核心部件，其密封的可靠性决定了井下安全阀应用的成败，国内尚无用金属球面密封阀板阀座此方面的报道。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种井下安全阀用金属球面密封阀板阀座，解决了现有技术中的金属密封阀板阀座，由于结构设计的限制，不能满足在井下复杂环境中高寿命、高可靠性要求的问题。本技术所采用的技术方案是，一种井下安全阀用金属球面密封阀板阀座，包括阀座、阀板、扭转弹簧及转轴，阀座通过螺纹固定在井下安全阀上，阀板通过转轴与阀座铰接，阀座和阀板上对应加工有密封球面，阀板与阀座之间设置有扭转弹簧。本技术的井下安全阀用金属球面密封阀板阀座，其特征在于：阀板为平面球面密封的阀板结构。阀板为空间球面密封的阀板结构。本技术的有益效果是，包括以下方面：1)阀板与阀座采用的球面金属密封结构，在相同密封高度的情况下，具有更大的密封面积，抗压溃能力显著提高，可靠性更高；2)阀座与阀板用阀板轴连接，并设置有扭转弹簧，扭转弹簧保证阀板沿转轴旋转，关闭时贴合阀座，并建立起一定的初始密封力。球面金属密封阀板阀座在阀板与阀座在贴合时存在一定倾斜的情况下，仍可保持很高的密封性能，大大提高了安全性。3)阀板与阀座采用的球面金属密封结构，在低压情况也可保证密封可靠性，摒弃了传统的通过橡胶密封来达到低压密封的目的，从而延长了阀的寿命。4)阀板与阀座采用球面金属密封结构，具有井压助封功能，保证出现异常高压时可有效密封井底上窜的油气，有效避免事故的发生。附图说明图1是本技术装置的结构示意图；图2是本技术中的阀板实施例1的三维示意图；图3是本技术中的阀板实施例1的截面示意图；图4是本技术中的阀板实施例2的三维示意图；图5是本技术中的阀板实施例2的工作原理简图一；图6是本技术中的阀板实施例2的工作原理简图二；图7是本技术装置应用于地面控制井下安全阀(SCSSV)中在关闭状态示意图；图8是本技术装置应用于地面控制井下安全阀(SCSSV)中在打开状态示意图。图中，1.阀座，2.阀板，3.扭转弹簧，4.转轴，5.中心管。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。参照图1，本技术的结构是，包括阀座1、阀板2、扭转弹簧3及转轴4，阀座1通过螺纹固定在井下安全阀上，阀板2通过转轴4与阀座1铰接，阀座1和阀板2上对应加工有密封球面，两者通过球面接触形成密封；阀板2与阀座1之间设置有扭转弹簧3，使得阀板2通过扭转弹簧3沿转轴4顺时针旋转90°压紧在阀座1的通道口沿上。参照图2，阀板2的实施例1为平面形状的阀板结构，其密封球面通过两平行平面切割球面所得。参照图3，是实施例1的阀板2的截面图，图中角度α决定了密封球面的接触面积，从而决定了密封后金属球面密封能否承受在额定工作压力下的阀板2施加的压溃力。角度α越大，接触面积越大，承受的工作压力就越高，同时对加工的要求也更高。参照图4，是阀板2实施例2的三维示意图，该阀板2为空间形状的阀板结构，其密封球面通过两平行圆柱面切割球面所得(球冠部分，不能跨中面切割，两个切割圆柱面内径介于通道内径与阀腔内径之间)。空间形状的球面密封相比平面形状的球面密封具有更大的密封接触面积。参照图5、图6，是本技术两种型式的阀板2的对比图，在外壳体内径大小一致的情况下)可见对于同样外壳体内径空间大小的阀板2来说，实施例2空间球面密封的阀板阀座所提供的通孔直径B，比实施例1平面球面密封的阀板阀座所提供的通孔直径A大，通径越大，过流面积越大，越有利于油气生产。本技术的工作过程是，应用于地面控制井下安全阀(SCSSV)中，如图7，当井下安全阀需要关闭时，使得液控系统泄压，井下安全阀内腔中的中心管5在扭转弹簧3回复力推动下上行收回，阀板2通过扭转弹簧3沿转轴4顺时针旋转90°压紧在阀座1的球形通道口沿上，阀板装置关闭。如图8，当井下安全阀需要打开时，给液控系统打压，通过中心管5下行推动并打开阀板2，阀板2沿转轴4逆时针旋转90°离开阀座1的球形通道口沿，阀板装置打开。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下安全阀用金属球面密封阀板阀座，其特征在于：包括阀座(1)、阀板(2)、扭转弹簧(3)及转轴(4)，阀座(1)通过螺纹固定在井下安全阀上，阀板(2)通过转轴(4)与阀座(1)铰接，阀座(1)和阀板(2)上对应加工有密封球面，阀板(2)与阀座(1)之间设置有扭转弹簧(3)。

【技术特征摘要】
1.一种井下安全阀用金属球面密封阀板阀座，其特征在于：包括阀座(1)、阀板(2)、扭转弹簧(3)及转轴(4)，阀座(1)通过螺纹固定在井下安全阀上，阀板(2)通过转轴(4)与阀座(1)铰接，阀座(1)和阀板(2)上对应加工有密封球面，阀板(2)与阀座(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭东，刘文霄，严金林，李中华，刘兴铎，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61