一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，包括主阀总成，主阀总成的外壁设置有手动放喷阀总成，主阀总成一端连接有控制阀总成，另一端端部连接有出口法兰，主阀总成的外壁连接有出口法兰，连接法兰连接有入口法兰。本发明专利技术工作过程无需停泵、更换剪切销，降低了使用维护成本和现场操作工人的劳动强度，提高了钻井作业效率。采用刚度较小的控制阀弹簧来调节装置的放喷压力，可以实现放喷压力的无级、精准调节，提高了装置的放喷精度，通过在装置中设置手动放喷阀总成，可实现钻井泵的泄压和泥浆短时间空循环功能，取代了放喷管线上的泄压旁路，简化了管线的结构，降低了管线的制作成本。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置
本专利技术属于石油天然气勘探开发设备
，涉及一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置。
技术介绍
在钻井作业过程中，当井底压力增大，导致钻井泵工作压力超过其额定工作压力时需要泥浆放喷装置迅速动作，使泥浆放喷以避免钻井泵出现严重故障，从而保障钻井作业安全和钻井泵使用寿命。目前普遍使用剪切销式安全阀和弹簧复位式安全阀。剪切销式安全阀采用杠杆原理，当钻井泵工作压力超过安全阀的设定压力时，活塞杆推动剪销板将剪切销剪断实现泥浆放喷。这种设计结构简单，安全阀生产成本低，使用较广泛，但也存在一些缺陷和不足。一是由于销轴的生产批次不同、热处理过程的差异导致其质量不稳定，放喷精度低，此外销轴只能使用一次，导致其使用维护成本较高。二是安全阀放喷后需要停泵更换剪切销，然后重新启动钻井泵，这样增加了现场操作工人的劳动强度，降低了钻井作业效率。三是为了实现钻井泵正常钻井作业过程中对泥浆进行短时间空循环或者钻井作业结束对钻井泵进行泄压的功能，需要在放喷管线中设置专门的泄压旁路，导致管线结构复杂，增加管线制作成本。弹簧复位式安全阀采用弹簧对活塞的作用力与泥浆对活塞的作用力相平衡的原理，当钻井泵工作压力升高，泥浆对活塞的作用力大于弹簧对活塞的作用力时安全阀开启，实现泥浆放喷，当钻井泵工作压力降低，泥浆对活塞的作用力小于弹簧对活塞的作用力时安全阀关闭。弹簧复位式安全阀不使用剪切销并且可实现自动复位功能，降低了使用维护成本，减轻了工人的劳动强度，提高了钻井效率。但由于泥浆对活塞的作用力较大，安全阀需要设置多组大刚度的弹簧来平衡泥浆对活塞的作用力，这样就导致安全阀的结构尺寸增大，此外由于弹簧刚度较大，放喷压力调节过程依靠刻度读取数值，读数误差较大，因此导致安全阀的放喷精度较低。目前这种安全阀多采用进口件，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，解决了现有技术中存在的管线结构复杂且选用的零部价成本高的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，包括主阀总成，主阀总成的外壁设置有手动放喷阀总成，主阀总成一端连接有控制阀总成，另一端端部连接有出口法兰，主阀总成的外壁连接有出口法兰，连接法兰连接有入口法兰。本专利技术的特点还在于：主阀总成包括有主阀阀体，主阀阀体为中空的壳体结构，主阀阀体一端轴向开设有圆柱形的主阀活塞通道，主阀活塞通道内安装有主阀活塞组件；主阀阀体另一端轴向开设有泥浆流出通道，主阀阀体的侧壁径向开设有泥浆进入通道，主阀活塞通道与泥浆流出通道及泥浆进入通道相互接通并组成泥浆流动空间；主阀阀体的外壁连接有手动放喷阀总成，主阀阀体一端连接有控制阀总成，另一端端部连接有出口法兰，主阀阀体的外壁连接有连接法兰，连接法兰连接有入口法兰；主阀活塞通道与泥浆流出通道的接合面设置有环形凹槽。主阀活塞组件包括有有主阀活塞，主阀活塞为阶梯结构，主阀活塞一端轴向开设有主阀弹簧通道，主阀弹簧通道内安装有主阀弹簧，主阀活塞另一端轴向开设有泥浆流道，泥浆流道与主阀弹簧通道接通，主阀活塞外壁设置有环形凸块，环形凸块沿径向开设有泥浆管道。手动放喷阀总成包括有球阀，球阀的两端连接的部件及部件连接方式相同，球阀其中一端依次连接有内接头及接管，接管连接有接头组件，内接头与接管连接处套设有接管螺母；接头组件包括有接头座与接头螺栓，接头座为中空的鼓形结构，接头座两端及侧壁均设置有开口，接管插入接头座侧壁的开口与接头座固接，接头螺栓沿竖直方向穿过接头座两端的开口，接头螺栓穿出开口的一端连接有连接座，连接座一端部设置有与接头螺栓相匹配的内螺孔，连接座另一端端部沿轴向开设有连接座流道，连接座流道接通内螺孔并与接头螺栓流道相通；接头螺栓中心及中段周向间隔°设置有接头螺栓流道；主阀阀体侧壁设置有两个相同的主阀阶梯孔，连接座插入主阀阶梯孔向外的一段与主阀阀体固接，主阀阶梯孔向内的一段与泥浆流动空间相通。控制阀总成包括有控制阀阀体，控制阀阀体包括有左阀体，左阀体的一侧连接有右圆筒，左阀体为方形壳体结构，左阀体沿轴向开设有左阀体阶梯孔，左阀体阶梯孔内安装有控制阀活塞组件；右圆筒为圆筒形结构，右圆筒的外壁插入主阀阀体固接；右圆筒的外壁沿轴向开设有侧壁流道，侧壁流道与左阀体阶梯孔相通；右圆筒内部的底面设置有固定槽，固定槽的底面开设有右圆筒流道与左阀体阶梯孔相通；左阀体阶梯孔的两端段接合面处设置有锥孔。控制阀活塞组件包括有控制阀活塞，控制阀活塞为三段结构，控制阀活塞一端至另一端依次为圆柱形活塞、圆柱形活塞杆及锥形阀，圆柱形活塞顶端设置有弹簧槽，锥形阀套设有阀胶皮；圆柱形活塞顶端的弹簧槽固定有控制阀弹簧的一端，控制阀弹簧另一端固接有弹簧压盖，弹簧压盖下底面设置有限位槽，控制阀弹簧另一端固定于限位槽中，弹簧压盖沿轴向开设有丝杠通道，丝杠通道内插设有丝杠，丝杠上套设有控制阀阀盖，控制阀阀盖为阶梯圆盘结构，控制阀阀盖中部为方形盘，方形盘两个底面分别设置有上圆柱凸台与下圆柱凸台，下圆柱凸台固接于左阀体阶梯孔内壁，上圆柱凸台内设置有螺母，螺母套设在丝杠外壁；丝杆为三段结构，丝杆由一端至另一端依次为螺帽柱、手轮柱及丝杆柱，螺帽柱外壁套设有螺帽，手轮柱外壁套设有手轮，丝杆柱依次穿过控制阀阀盖及弹簧压盖；丝杆柱上设置有台肩，上圆柱形凸台内部底面设置有配合台肩的圆槽。丝杠中心沿轴向设置有通孔。左阀体阶梯孔内间隔90°均匀设置有四个内花键，弹簧压盖的侧壁上设置有配合内花键的外花键。手轮下部设置有指针，控制阀阀盖外壁设置有刻度盘，通过指针和刻度盘可以获取丝杠的角位移信息。本专利技术的有益效果是：当钻井泵工作压力升高时，装置通过控制阀活塞与主阀活塞的协同动作实现泥浆放喷，当钻井泵工作压力降低时，控制阀活塞与主阀活塞在弹簧的作用下自动复位，装置恢复正常工作状态，工作过程无需停泵、更换剪切销，降低了使用维护成本和现场操作工人的劳动强度，提高了钻井作业效率。采用刚度较小的控制阀弹簧来调节装置的放喷压力，可以实现放喷压力的无级、精准调节，提高了装置的放喷精度，通过指针和刻度盘可以获取丝杠的角位移信息，使得放喷压力调节过程中更加直观、便利、准确。通过在装置中设置手动放喷阀总成，可实现钻井泵的泄压和泥浆短时间空循环功能，取代了放喷管线上的泄压旁路，简化了管线的结构，降低了管线的制作成本。附图说明图1是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的结构示意图；图2是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的主阀总成的结构示意图；图3是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的主阀阀体剖面图；图4是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的主阀阀体的结构示意图；图5是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的主阀活塞组件的结构示意图；图6是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的主阀活塞的剖面图；图7是本专利技术一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置的手动放喷阀总成的剖面图；...

【技术保护点】
1.一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，其特征在于，包括主阀总成(1)，所述主阀总成(1)的外壁设置有手动放喷阀总成(3)，主阀总成(1)一端连接有控制阀总成(2)，另一端端部连接有出口法兰(4)，主阀总成(1)的外壁连接有出口法兰(4)，所述连接法兰(6)连接有入口法兰(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，其特征在于，包括主阀总成(1)，所述主阀总成(1)的外壁设置有手动放喷阀总成(3)，主阀总成(1)一端连接有控制阀总成(2)，另一端端部连接有出口法兰(4)，主阀总成(1)的外壁连接有出口法兰(4)，所述连接法兰(6)连接有入口法兰(5)。


2.根据权利要求1所述的一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，其特征在于，所述主阀总成(1)包括有主阀阀体(1-1)，所述主阀阀体(1-1)为中空的壳体结构，主阀阀体(1-1)一端轴向开设有圆柱形的主阀活塞通道(1-1-1)，所述主阀活塞通道(1-1-1)内安装有主阀活塞组件(1-2)；主阀阀体(1-1)另一端轴向开设有泥浆流出通道(1-1-2)，主阀阀体(1-1)的侧壁径向开设有泥浆进入通道，所述主阀活塞通道(1-1-1)与泥浆流出通道(1-1-2)及泥浆进入通道相互接通并组成泥浆流动空间(1-3)；
主阀阀体(1-1)的外壁连接有手动放喷阀总成(3)，主阀阀体(1-1)一端连接有控制阀总成(2)，另一端端部连接有出口法兰(4)，主阀阀体(1-1)的外壁连接有连接法兰(6)，连接法兰(6)连接有入口法兰(5)；
所述主阀活塞通道(1-2)与泥浆流出通道(1-1-2)的接合面设置有环形凹槽。


3.根据权利要求2所述的一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，其特征在于，所述主阀活塞组件(1-2)包括有有主阀活塞(1-2-1)，所述主阀活塞(1-2-1)为阶梯结构，主阀活塞(1-2-1)一端轴向开设有主阀弹簧通道(1-2-2)，所述主阀弹簧通道(1-2-2)内安装有主阀弹簧(1-2-3)，主阀活塞(1-2-1)另一端轴向开设有泥浆流道，所述泥浆流道与主阀弹簧通道(1-2-2)接通，主阀活塞(1-2-1)外壁设置有环形凸块(1-2-4)，所述环形凸块(1-2-4)沿径向开设有泥浆管道。


4.根据权利要求2所述的一种钻井泵用复位式泥浆放喷装置，其特征在于，所述手动放喷阀总成(3)包括有球阀(3-1)，所述球阀(3-1)的两端连接的部件及部件连接方式相同，球阀(3-1)其中一端依次连接有内接头(3-2)及接管(3-3)，所述接管(3-3)连接有接头组件(3-5)，所述内接头(3-2)与接管(3-3)连接处套设有接管螺母(3-4)；
所述接头组件(3-5)包括有接头座(3-5-1)与接头螺栓(3-5-2)，所述接头座(3-5-1)为中空的鼓形结构，接头座(3-5-1)两端及侧壁均设置有开口，接管(3-3)插入接头座(3-5-1)侧壁的开口与接头座(3-5-1)固接，所述接头螺栓(3-5-2)沿竖直方向穿过接头座(3-5-1)两端的开口，接头螺栓(3-5-2)穿出开口的一端连接有连接座(3-5-3)，所述连接座(3-5-3)一端部设置有与接头螺栓(3-5-2)相匹配的内螺孔，连接座(3-5-3)另一端端部沿轴向开设有连接座流道，所述连接座流道接通内螺孔并与接头螺栓流道(3-5-4)相通；
所述接头螺栓(3-5-2)中心及中段周向间隔90°设置有接头螺栓流道(3-5-4)；
主阀阀体(1-1)侧壁设置有两个相同的主阀阶梯孔(1-1-3)，连接座(3-5-3)插入所述主阀阶梯孔(1-1-3)向外的一段与主阀阀体(1-1)固接，主阀阶梯孔(1-1-3)向内的一段与泥浆流动空间(1-3)相通。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜向阳，郝建旭，刘小龙，张斌，
申请(专利权)人：中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司，宝鸡石油机械有限责任公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61