一种钻井液开关阀制造技术

本发明专利技术提供了一种钻井液开关阀，阀体内设有上端开口的阀腔，钻井液进口管道和钻井液出口管道均与阀腔相连通，阀杆连接阀盘且带动阀盘可转动的设置在阀腔内，阀杆为由上到下直径依次减小的台阶轴，包括第一台阶、第二台阶、第三台阶和第四台阶，在所述第二台阶上套设有推力球轴承，且所述推力球轴承下侧的轴圈靠设于阀杆的第三台阶上端面，推力球轴承上侧的座圈由设置在阀腔上端的阀堵压紧；本申请在旋转的阀杆上设有推力球轴承，所述推力球轴承可承受阀腔下端的高压钻井液对阀杆的轴向冲击，避免了阀杆受阀腔内压力的影响而与上下接触面产生较大的滑动摩擦，极大的减少了转动阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液开关阀
本专利技术涉及开关阀
，尤其涉及一种钻井液开关阀。
技术介绍
在地质工作中，比如石油化工勘探或者天然气开采的工程中，均需要利用钻井将地层进行钻孔。钻井液是钻探过程中，孔内使用的冲洗介质，其一般通过钻井泵泵入至钻孔中。为控制钻井液流通与阻断钻井液开关阀被普遍应用在钻井系统中。传统的泥浆闸阀(开关阀)一般采用螺纹阀杆升降式结构，受阀腔内压力，及频繁开关阀和泥浆介质的影响，调节过程需要较大的旋转力矩，使得操作过程很费力；将阀门从关闭转换到完全开启，需要旋转的圈数很多，消耗时间；反复使用中，闸板、阀杆等密封器件很容易被泥浆冲蚀而丧失密封性能，从而导致阀门经常出现关闭不严、频繁更换部件和综合使用寿命短等缺陷。此外，这种传统调节阀难以进行自动化改造，已经不能适应当前社会装备智能化的需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种钻井液开关阀，其目的在于提供一种使阀杆转动阻力减少的开关阀。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种钻井液开关阀，包括阀体、阀杆、阀盘、钻井液进口管道和钻井液出口管道，所述阀体内设有上端开口的阀腔，所述钻井液进口管道和钻井液出口管道均与阀腔相连通，所述阀杆连接阀盘且带动阀盘可转动的设置在阀腔内，所述阀杆为由上到下直径依次减小的台阶轴，包括第一台阶、第二台阶、第三台阶和第四台阶，在所述第二台阶上套设有推力球轴承，且所述推力球轴承下侧的轴圈靠设于阀杆的第三台阶上端面，推力球轴承上侧的座圈由设置在阀腔上端的阀堵压紧。进一步的技术方案是，所述阀盘包括上下设置的动阀盘和静阀盘，所述动阀盘固定连接于阀杆的下端，所述静阀盘设置在阀腔内且其外壁抵靠阀腔内壁，所述静阀盘上表面与动阀盘下表面无间隙，所述动阀盘和静阀盘上均设置有上下贯通的流通孔，动阀盘的流通孔的上端与钻井液进口管道相连通；静阀盘的流通孔的下端与钻井液出口管道相连通；钻井液经钻井液进口管道进入阀腔，进而流入动阀盘的流通孔，转动动阀盘使得动阀盘的流通孔和静阀盘流通孔连通，钻井液流入静阀盘流通孔，进而由钻井液出口管道流出以实现开关阀的打开。进一步的技术方案是，所述动阀盘的流通孔为两个向上交汇且相对动阀盘轴心对称设置的斜通孔，所述静阀盘的流通孔为两个向下交汇且相对静阀盘轴心对称设置的斜通孔，动阀盘下表面斜通孔与静阀盘上表面的斜通孔在同一圆周上且内径相同，当动阀盘旋转90°可实现开关阀由完全打开状态到完全闭合状态的转换。进一步的技术方案是，所述动阀盘的流通孔与阀杆的第四台阶下端设置的内腔相连通，所述第四台阶轴向开设有切口，在所述切口处内腔与阀腔相连通。进一步的技术方案是，在阀杆的第三台阶处套设有密封环，所述密封环外壁设有第一密封圈以实现与阀腔内壁的密封，所述第三台阶周向加工有环形凹槽，所述环形凹槽内设置有第二密封圈，所述密封环与第三台阶通过第二密封圈密封。进一步的技术方案是，所述静阀盘与所述阀腔之间设置第三密封圈。进一步的技术方案是，在所述阀杆第一台阶上端连接有四方形接头，所述四方形接头外接动力机构。进一步的技术方案是，所述阀杆与动阀盘通过插销卡接。进一步的技术方案是，所述推力球轴承为双向推力球轴承。进一步的技术方案是，所述钻井液进口管道和钻井液出口管道焊接与阀体上。本专利技术的有益效果为：本申请在旋转的阀杆上设有推力球轴承，所述推力球轴承可承受阀腔下端的高压钻井液对阀杆的轴向冲击，避免了阀杆受阀腔内压力的影响而与上下接触面产生较大的滑动摩擦，极大的减少了转动阻力。附图说明图1为本专利技术提供的钻井液开关阀的结构示意图；图2为本专利技术提供的阀体的结构示意图；图3为本专利技术提供的阀杆的主视图；图4为本专利技术提供的阀杆的侧视图；图5为本专利技术提供的动阀盘的主视图；图6为本专利技术提供的动阀盘的俯视图；图7为本专利技术提供的钻井液开关阀关闭状态下动阀盘与静阀盘结合面的流通孔的结构示意图。图中：1、阀体；2、阀杆；3、阀盘；4、钻井液进口管道；5、钻井液出口管道；6、阀腔；7、推力球轴承；8、阀堵；9、流通孔；10、内腔；11、切口；12、密封环；13、第一密封圈；14、环形凹槽；15、第二密封圈；16、第三密封圈；17、四方形接头；21、第一台阶；22、第二台阶；23、第三台阶；24、第四台阶；31、动阀盘；32、静阀盘。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例提供了一种钻井液开关阀，包括阀体1、阀杆2、阀盘3、钻井液进口管道4和钻井液出口管道5，所述阀体1内设有上端开口的阀腔6，所述钻井液进口管道4和钻井液出口管道5焊接于阀体1上且所述钻井液进口管道4和钻井液出口管道5均与阀腔6相连通，如图2所示，所述钻井液进口管道4和钻井液出口管道5焊接于阀体1同一高度，钻井液进口管道4通过阀体1上上行的通道与阀腔6相连通，钻井液出口管道5通过阀体1上下行的通道与阀腔6相连通。所述阀杆2下端连接阀盘3且带动阀盘3可转动的设置在阀腔6内部。如图1和图3所示，所述阀杆2为由上到下直径依次减小的台阶轴，包括第一台阶21、第二台阶22、第三台阶23和第四台阶24，在所述阀杆2第一台阶21上端连接有四方形接头17，所述四方形接头17外接动力机构，动力机构可带动阀杆2做旋转运动。在所述第二台阶22上套设有推力球轴承7，且所述推力球轴承7下侧的轴圈靠设于阀杆2的第三台阶23上端面，推力球轴承7上侧的座圈由设置在阀腔6上端的阀堵8压紧。优选的，所述推力球轴承7为双向推力球轴承7。在阀杆2的第三台阶23处套设有密封环12，所述密封环12外壁设有第一密封圈13以实现与阀腔6内壁的密封，所述第三台阶23周向加工有环形凹槽14，所述环形凹槽14内设置有第二密封圈15，所述密封环12与第三台阶23通过第二密封圈15密封。在第三台阶23上通过密封环12以及第一密封圈13和第二密封圈15实现了第三台阶23上侧阀腔6与第三台阶23下侧阀腔6的隔离，防止下侧阀腔6内的钻井液进入上侧阀腔6，影响轴承的正常工作。本实施例中，所述密封环12上端为沉孔结构，防止其与旋转的轴圈接触造成磨损，而且有效避免了密封环12与轴承座圈之间的摩擦。本实施例中在旋转的阀杆2上设有推力球轴承7，所述推力球轴承7可承受阀腔6下端的高压钻井液对阀杆2的轴向冲击，避免了阀杆2受阀腔6内压力的影响而与上下接触面产生较大的滑动摩擦，极大的减少了转动阻力，这样在阀腔6内高压状态下，只需外部施加较小的旋转力矩，就能轻易的转动阀杆2，从而带动阀盘3旋转。所述第四台阶24下端连接有阀盘3，第四台阶24与阀腔6之间设置有间隙，所述钻井液进口管道4通过阀体1上行的通道与第四台阶24处的阀腔6相连通，用于流入钻井液。所述阀盘3包括上下设置的动阀盘31和静阀盘32，所述动阀盘31固定连接于阀杆2的下端，具体的，所述阀杆2与动阀盘31通过插销卡接。所述静阀盘32设置在阀腔6内且所述静阀盘32与所述阀腔6之间设置第三密封圈16以实现静阀盘32与阀腔6的密封，防止钻井液自静阀盘32与阀腔6之间的缝隙泄露。所述静阀盘32上表面与动阀盘31下表面无间隙，所述动阀盘31和静阀盘32上均设置有上下贯通的流通孔9，动阀盘31的流通孔9的上端与钻井液进口管道4相连通，具体的，如图4所示，所述动阀盘31的流通孔9与阀杆2的第四台阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液开关阀，包括阀体(1)、阀杆(2)、阀盘(3)、钻井液进口管道(4)和钻井液出口管道(5)，所述阀体(1)内设有上端开口的阀腔(6)，所述钻井液进口管道(4)和钻井液出口管道(5)均与阀腔(6)相连通，所述阀杆(2)连接阀盘(3)且带动阀盘(3)可转动的设置在阀腔(6)内，其特征在于：所述阀杆(2)为由上到下直径依次减小的台阶轴，包括第一台阶(21)、第二台阶(22)、第三台阶(23)和第四台阶(24)，在所述第二台阶(22)上套设有推力球轴承(7)，所述推力球轴承(7)下侧的轴圈靠设于阀杆(2)的第三台阶(23)上端面，推力球轴承(7)上侧的座圈由设置在阀腔(6)上端的阀堵(8)压紧。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液开关阀，包括阀体(1)、阀杆(2)、阀盘(3)、钻井液进口管道(4)和钻井液出口管道(5)，所述阀体(1)内设有上端开口的阀腔(6)，所述钻井液进口管道(4)和钻井液出口管道(5)均与阀腔(6)相连通，所述阀杆(2)连接阀盘(3)且带动阀盘(3)可转动的设置在阀腔(6)内，其特征在于：所述阀杆(2)为由上到下直径依次减小的台阶轴，包括第一台阶(21)、第二台阶(22)、第三台阶(23)和第四台阶(24)，在所述第二台阶(22)上套设有推力球轴承(7)，所述推力球轴承(7)为双向推力球轴承，所述推力球轴承(7)下侧的轴圈靠设于阀杆(2)的第三台阶(23)上端面，推力球轴承(7)上侧的座圈由设置在阀腔(6)上端的阀堵(8)压紧；在阀杆(2)的第三台阶(23)处套设有密封环(12)，所述密封环(12)上端为沉孔结构，所述密封环(12)外壁设有第一密封圈(13)以实现密封环(12)与阀腔(6)内壁的密封，所述第三台阶(23)周向加工有环形凹槽(14)，所述环形凹槽(14)内设置有第二密封圈(15)，所述密封环(12)与第三台阶(23)通过第二密封圈(15)密封。2.根据权利要求1所述的钻井液开关阀，其特征在于：所述阀盘(3)包括上下设置的动阀盘(31)和静阀盘(32)，所述动阀盘(31)固定连接于阀杆(2)的下端，所述静阀盘(32)设置在阀腔(6)内且其外壁抵靠阀腔(6)内壁，所述静阀盘(32)上表面与动阀盘(31)下表面无间隙，所述动阀盘(31)和静阀盘(32)上均设置有上下贯通的流通孔(9)，动阀盘(31)的流通孔(9)的上端与钻井液进口管道(4)相连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伯利，李南春，齐文东，王雄，戴刚，田心春，
申请(专利权)人：荆州市明德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42