一种超高压方钻杆旋塞阀制造技术

本实用新型专利技术公开一种超高压方钻杆旋塞阀，涉及钻柱内防喷工具领域，以解决无法满足超高压钻进要求的问题

【技术实现步骤摘要】
一种超高压方钻杆旋塞阀


[0001]本技术涉及钻柱内防喷工具领域，具体涉及一种超高压方钻杆旋塞阀
。

技术介绍

[0002]方钻杆旋塞阀是一种重要的钻柱内防喷工具
。
传统的方钻杆旋塞阀在钻井过程中，需要专用板手按指示要求旋转
90
°
实现方钻杆旋塞阀的开关，当井下发生井泳或井喷时，关闭方钻杆旋塞阀内部的开关，截断钻具内通道，达到钻具内防喷的目的
。
随着石油钻进地层越来越深，对方钻杆旋塞阀的性能要求也越来越高，目前国内及国际上普通的方钻杆旋塞阀的阀体采用普通的方钻杆旋塞阀采用
4145H、40CrMnMo
或者
40CrNiMo
的合金结构钢，由于有冲击功要求，此类合金结构钢的强度指标无法满足工作要求，且密封形式均采用
O
形圈加挡圈的结构，在工作时无法承受
175MPa
的额定工作压力及
265MPa
的工作压力，且本体材质最高只能承受
105MPa
的额定工作压力，无法满足超深井
、
超高压钻进的工作要求
。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种超高压方钻杆旋塞阀，用于满足超深井
、
超高压钻进的超高压工作要求
。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种超高压方钻杆旋塞阀包括：
[0005]阀体，阀体的材质为
4330
钢，阀体设置有内腔和通槽，通槽连通内腔，阀体上设置有与通槽轴线延伸方向垂直的圆柱孔，且圆柱孔的一侧与内腔连通；
[0006]上阀座，上阀座设置于内腔的一端，上阀座内设置有第一通道，第一通道与通槽连通；
[0007]下阀座，下阀座设置于内腔的另一端，下阀座内设置有第二通道，第二通道与通槽连通；
[0008]阀球，转动设置于上阀座与下阀座之间，阀球上设置有通孔，用于通槽的通断；
[0009]旋塞，旋塞上靠近内腔一侧设置有圆锥面，圆柱孔与内腔连通的边缘处与圆锥面贴合抵接，旋塞与阀球连接，用于控制阀球的转动；
[0010]密封部件，密封部件包括同轴排布的
O
形圈
、Y
形聚四氟乙烯环和
POM
密封垫，在上阀座与阀体之间
、
下阀座与阀体之间以及旋塞与阀体之间均套接有密封部件
。
[0011]可选地，在上述超高压方钻杆旋塞阀中，
O
形圈设置于靠近阀球的一侧，
POM
密封垫设置于远离阀球的一侧，
Y
形聚四氟乙烯环设置于
O
形圈与
POM
密封垫之间
。
[0012]可选地，在上述超高压方钻杆旋塞阀中，圆锥面与圆柱孔的轴线之间的夹角
α
为：
40
°
≤
α
≤50
°
。
[0013]与现有技术相比，采用上述技术方案时，超高压方钻杆旋塞阀的阀体采用
4330
钢材质，普通的方钻杆旋塞阀采用
4145H、40CrMnMo
或者
40CrNiMo
的合金结构钢，超高压方钻杆旋塞阀的阀体材质的屈服强度大幅提高，由
827MPa
提高到
1033MPa
，且
4330
钢为具有高强
度
、
硬度
、
韧性和拉伸性能的硬化铁和镍基合金，可以提高阀体材料的强度级别，使超高压方钻杆旋塞阀在超高压钻进时可满足工作压力和耐压试验的要求
。
在上阀座与阀体之间
、
下阀座与阀体之间和旋塞与阀体之间均套接有密封部件，密封部件包括同轴排布的
O
形圈
、Y
形聚四氟乙烯环和
POM
密封垫，
O
形圈的摩擦阻力小，且耐磨，可消除低速
、
低压下运动的“爬行”现象，
Y
形聚四氟乙烯环具有密封性强
、
耐高压
、
耐腐蚀性强等优点，在与其他填料组合使用时，适用于高温
、
高压条件下的静密封部位，
POM
密封垫具有良好的冲击性能，在较宽的温度范围内具有较高的冲击强度，可承受多次重复的冲击，且具有较低的摩擦系数
、
较高的疲劳强度和较高的耐磨损性能，耐磨性能好
。
三个密封部件叠加配合使用，将各自的优良性能叠加，提高了密封处可承受的额定工作压力和耐压试验压力，保证了超高压方钻杆旋塞阀的密封性和安全性
。
旋塞与阀球连接，用于控制阀球的转动，当一侧的流体通过第一通道流经上阀座抵达阀球时，对上阀座与阀体之间套接的密封部件产生一定的压力，三个密封部件同轴排布紧密贴合，减小了上阀座与阀体之间的缝隙，转动旋塞使阀球上的通孔与通槽连通，此时上阀座与下阀座之间形成通路，流体流通至下阀座后流出超高压方钻杆旋塞阀
。
在旋塞与阀体之间不仅设置有密封部件，旋塞上靠近内腔一侧设置有圆锥面，圆柱孔与内腔连通的边缘处与圆锥面贴合抵接，此处抵接为旋塞与阀体之间的钢对钢密封区域的连接结构
。
当流体压力挤压旋塞时，旋塞边缘处的圆锥面受力不断向圆柱孔远离内腔的方向移动，贴合抵接处不断压紧，由于二者均为合金钢材质，具有高强度和硬度可承受较大的压力，从而减轻超高压力对旋塞与阀体之间密封部件处的压力，提高了旋塞阀的额定工作压力和耐压试验压力，使超高压方钻杆旋塞阀可以在在超深井
、
超高压钻进时满足工作要求
。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定
。
在附图中：
[0015]图1为本技术实施例中超高压方钻杆旋塞阀的结构图；
[0016]图2为本技术实施例中超高压方钻杆旋塞阀的上阀座与本体之间
、
下阀座与本体之间
、
旋钮与本体之间密封形式的局部放大图；
[0017]图3为本技术实施例中钢对钢密封部位的局部放大图
。
[0018]附图标记：
[0019]1‑
阀体；2‑
内腔；3‑
通槽；4‑
圆柱孔；5‑
上阀座；6‑
下阀座；7‑
旋塞；8‑
阀球；9‑
密封部件；
901
‑
O
形圈；
902
‑
Y
形聚四氟乙烯环；
903
‑
POM
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超高压方钻杆旋塞阀，其特征在于，包括：阀体，所述阀体的材质为
4330
钢，所述阀体设置有内腔和通槽，所述通槽连通所述内腔，所述阀体上设置有与所述通槽轴线延伸方向垂直的圆柱孔，且所述圆柱孔的一侧与所述内腔连通；上阀座，所述上阀座设置于所述内腔的一端，所述上阀座内设置有第一通道，所述第一通道与所述通槽连通；下阀座，所述下阀座设置于所述内腔的另一端，所述下阀座内设置有第二通道，所述第二通道与所述通槽连通；阀球，转动设置于所述上阀座与下阀座之间，所述阀球上设置有通孔，用于所述通槽的通断；旋塞，所述旋塞上靠近所述内腔一侧设置有圆锥面，所述圆柱孔与所述内腔连通的边缘处与所述圆锥面贴合抵接，所述旋塞与所述阀球连接，用于控制所述阀球的转动；密封部件，所述密封部件包括同轴排布的
O
形圈
、Y
形聚四氟乙烯环和
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文峰，喻天明，刘庆，赵盛林，姜宗辉，
申请(专利权)人：牡丹江鑫北方石油钻具有限责任公司，
类型：新型
国别省市：