专利名称：旋转半球式固定阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种井用设备部件，尤指一种旋转半球式固定阀。
背景技术：
API标准抽油泵的泵筒下端有一单向进油阀，俗称“固定阀”，该阀是抽油泵的关键 部件，它决定泵的寿命，也决定着泵效。现一般采用的“固定阀”结构比较简单，由阀偶件、阀座、半球阀、阀罩和接头构成， 由于抽油钻井采油后期，地层条件发生变化，砂、腐蚀物、腐生菌、一氧化碳、硫化物等等，这 些充满井液的混合化合物严重的影响固定阀的正常工作。由于抽油机井的抽油泵在井上 一年四季三百六十五天每时每刻都在不停的工作，所以固定阀也随之一年四季三百六十五 天每时每刻都在不停的工作，一般抽油机井的抽油泵的冲次大约每分钟从四、五次到十四、 十五次不等，按平均最低冲次五次算，该阀三百六十五天就得工作2628000次！而API标准 抽油泵的半球阀每起落一次都会必不可免的撞击球座的密封带，久而久之，撞击产生的热 量使密封带硬度降低，产生软化，同时井中所混合而成的砂粒、腐生菌和磁性物质等必然附 着在阀座的密封带上，在半球阀不断的撞击下，阀座上的密封带被伤害，失去密封作用，此 时泵就不能工作，即便泵的其他部件都完好无损，由于固定阀座的密封带不密封造成滞泄 漏，泵无法工作，必然导致抽油机抽油要停止作业，而停止作业一次就得少则三、五天，多则 七、八日，油井不但没有产量，同时还污染环境，停井作业是抽油机井最烦心的事，都希望停 井作业次数越少越好！希望泵使用周期越长越好！再者，API标准抽油泵泵筒的固定阀必须有一个阀腔，使球不仅有运行空间，同时 阀腔内有一定的储油腔，球阀打开好使原液进入储油腔，以便能使原液在球阀关闭时进入 泵腔！ API标准抽油泵泵筒的固定阀腔存有许多死角，进入死角中的原液以及原液中的各 种杂质、砂垢必然逐渐滞存在死角中，随着泵工作时间的延长，滞存在储油腔中死角中的垢 物、砂层越来越多，到达一定程度，必然将球阀埋住，使球阀不能工作，在此情况下，即使抽 油泵其他部件没有损坏，但也抽不出油，必须停井作业！
发明内容本实用新型的目的是提供一种使用效果好的旋转半球式固定阀。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案—种旋转半球式固定阀，其包括一外壳体，该外壳体由中间壳体及两端密封螺接 的上、下接头组合而成，下接头内壁中部带有用于连接的螺纹，壳体内设置阀功能组件，该 阀功能组件至少设置阀罩、半球阀及阀座组件，所述阀罩的底杯与下接头内壁中部螺接，底 杯前带有出油口 ；所述的半球阀、阀座组件置于阀罩内；所述的阀罩由下至上呈渐缩型，最上端带有上接头杆；所述的半球阀由上阀杆及下部的半球阀帽合体制成，在半球阀帽的底部中心开设 凹槽；[0010]所述的半球阀坐落于阀座之上，一压帽将半球阀、阀座两者抵置在阀罩内，且阀座 正卡于阀座内壁的阶台处；所述半球阀与阀罩间有储能弹簧，该储能弹簧套设于半球阀的阀杆上；在阀座的下方是一推力旋桨，该推力旋桨由上端的推杆及下端的螺旋叶桨组合构 成，且防砂垢固定阀装配时，推力旋桨上端的推杆贯穿阀座并插入到半球阀底部中心开设 的凹槽中；在阀罩的上方有一防砂桨，该防砂桨由上端的旋叶桨及下端的连接套组合构成， 其下端的连接套具有中部开孔，该连接套套合于阀罩的上接头杆上；在阀罩与下接头内壁的间隙中置有一防死角垫；在阀罩出油口位置贴合防砂垢固定阀外壳体内壁安置一引流器。所述半球阀的半球阀帽为异形半球状，其为半球体切除上体部的围端。本实用新型防砂垢固定阀主要用于油稠、砂重的油区，可提高油井泵效，保护油 井。本实用新型的优点是本实用新型防砂垢固定阀使用寿命长，关闭快，可以杜绝半球阀的二次弹跳及对 阀座密封带的伤害，同时杜绝了砂垢沉积的死角，延长了泵的使用寿命，大幅提高了泵效， 减少了抽油机井的停井作业次数，能为油田创造可观的效益。
图1为本实用新型旋转半球式固定阀结构示意图图2为旋转半球式固定阀的中间壳体结构示意图(半剖)图3_a为旋转半球式固定阀的上接头结构示意图(主视，半剖)图3_b为旋转半球式固定阀的上接头结构示意图(左视)图4为旋转半球式固定阀的下接头结构示意图(半剖)图5为旋转半球式固定阀的阀罩结构示意图(半剖)图6为旋转半球式固定阀的半球阀及阀座结构示意图(半剖)图7_a为旋转半球式固定阀的压帽结构示意图(主视，半剖)图7_b为旋转半球式固定阀的压帽结构示意图(左视)图8为旋转半球式固定阀的推力旋桨结构示意图图9为旋转半球式固定阀的防砂桨结构示意图(局部剖)图10为旋转半球式固定阀的防死角垫结构示意图(半剖)图11为旋转半球式固定阀的引流器结构示意图(半剖)
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型旋转半球式固定阀具有中间壳体8，两端密封螺接上、下 接头9、6 (图中所示的左侧为实际安装时防砂垢固定阀的下方)，下接头内壁中部带有用 于连接的螺纹，壳体内设置阀罩7、半球阀3及阀座2组件，所述阀罩的底杯701与下接头内 壁中部螺纹螺接，底杯前带有出油口 702 ；所述的半球阀、阀座组件置于阀罩内。[0035]所述中间壳体8的具体构造可参见图2，其内壁两端侧带有用于与下接头连接的 螺纹，内壁中部厚于两端侧而形成可卡至所连接部件的阶台。所述上接头9的具体构造可参见图3-a、图3-b，外壁两端侧有用于与中间壳体连 接的螺纹区域，近中部段有用于限位连接中间壳体的外凸卡台901及用于放置密封胶圈用 的卧槽902。所述下接头6的具体构造可参见图4，外壁两端侧有用于与中间壳体连接的螺纹 区域，近中部段有用于限位连接中间壳体的外凸卡台601及用于放置密封胶圈用的卧槽 602。所述阀罩7的具体构造可参见图5，由下至上呈渐缩型，最下端是底杯701，底杯 701的外壁具有与下接头内壁中部螺接用的螺纹，底杯701前即开有出油口 702，上端是上 接头杆703。为更好的实现本实用新型的目的，将出油口 702的出口滑壁设计为斜面，与中 轴线夹角应在20 60°，30度为佳。参见图6，所述的半球阀3、阀座2为相互匹配的部件，半球阀3落下时可坐落于阀 座2之上且正好封住阀座2中部的开孔(油路通道)，所述的半球阀3可由上阀杆301及下 部的半球阀帽302合体制成，在半球阀帽302的底部中心开设凹槽303 ；如图中所示，所述 半球阀的半球阀帽302为异形半球状为佳，其为半球体切除了上体部的围端，这样使得半 球阀的上下运行更通畅，且由于部件边侧厚度增加从而使得半球阀的寿命更长。参见图1，一个压帽1将半球阀3、阀座2两者抵置在阀罩内，且阀座正卡于阀罩内 壁的阶台处；压帽1的结构形状可参见图7-a、图7-b。参见图1，本实用新型还设计了一个储能弹簧4，其套设于半球阀3的阀杆301上， 置于半球阀3与阀罩7间。参见图1及图8，在阀座2的下方是一推力旋桨11，该推力旋桨由上端的推杆111 及下端的螺旋叶桨112组合构成，且防砂垢固定阀装配时，推力旋桨上端的推杆贯穿阀座2 并插入到半球阀3底部中心开设的凹槽303中。在阀罩7的上方有一旋转防砂桨5，其具体的结构设计可参见图9，该防砂桨由上 端的旋叶桨501及下端的连接套502组合构成，其下端的连接套502具有中部开孔，该连接 套套合于阀罩7的上接头杆703上。在套合的交接处设置一滚动轴承15，避免了起落中它 们之间的硬性碰撞及摩擦力。本实用新型的核心改进之处在于在阀罩7与下接头6内壁的间隙中置有一防死 角垫13 (结构参见图10)；并在阀罩7出油口位置安置一引流器14，该引流器14贴合在防 砂垢固定阀外壳体内壁上。防死角垫13与引流器14对接设置，对接面均呈匹配的斜面为 佳，这样使得接合更加密实，参见图1，图11，引流器14与防死角垫13的对接面141的斜度 (与中心轴夹角)为30 75°，60°为佳。引流器14的主功能面142亦呈斜面，斜度(与 中心轴夹角)为30 75°，60°为佳。后者斜面设计的主要作用是对流过的油起主导引流 作用。上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包 含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。本实用新型旋转半球式固定阀的工作原理及过程当柱塞上行，半球阀3开启，压 缩储能弹簧4，液流顺随阀罩7的出油口流出，马上就沿着阀罩7的出油口出来，在引流器14的引导下上行，推导防砂垢沉积的旋转防砂桨5旋转着进入柱塞腔。当柱塞上行到上死 点，瞬间半球阀上的储能弹簧4释放能量，推着半球阀迅速旋转着关闭，消除了现有技术中 的API标准的固定阀对密封带的撞击！在此同时，防死角垫13挡住回程原液，使它们无法 进阀腔，只好滞留在阀罩7的出油口处，当柱塞到达下死点，再开始第二次动作时，阀球再 次重复上一个动作，这样不停的运行，不断将井液举升到地面。
权利要求一种旋转半球式固定阀，其包括由中间壳体及两端密封螺接的上、下接头构成的固定阀壳体，固定阀壳体内至少设置阀罩、半球阀及阀座组件，其特征在于所述的阀罩由下至上呈渐缩型，最上端带有上接头杆，中部有出油口，尾部的底座与下接头螺接；所述的半球阀所述的半球阀坐落于阀座之上，一压帽将半球阀、阀座两者抵置在阀罩内，且阀座正卡于阀罩内壁的阶台处；所述半球阀与阀罩间有储能弹簧，该储能弹簧套设于半球阀上；在阀座下方有推力旋桨，且旋转半球式固定阀装配时，推力旋桨上端具有的推杆贯穿阀座并插入到半球阀底部中心开设的凹槽中；在阀罩的上方有一防砂桨，防砂桨下端具有的连接套具有中部开孔，并由其套合于阀罩的上接头杆上；在阀罩与下接头内壁的间隙中置有一防死角垫；在阀罩出油口位置安置一引流器。
2.根据权利要求1所述的旋转半球式固定阀，其特征在于所述的防死角垫与引流器 的对接面均呈匹配的斜面。
3.根据权利要求2所述的旋转半球式固定阀，其特征在于所述的防死角垫与引流器 的对接面斜度均呈30 75°。
4.根据权利要求1所述的旋转半球式固定阀，其特征在于所述的引流器的主功能面 呈斜面，斜度为30 75°。
5.根据权利要求1所述的旋转半球式固定阀，其特征在于所述防砂桨的连接套与阀 罩上接头杆的套合交接处设置一滚动轴承。
专利摘要一种旋转半球式固定阀，包括一外壳体及两端上、下接头，壳体内至少设置阀罩、半球阀及阀座；阀罩由下至上呈渐缩型，最上端带有上接头杆；半球阀由上阀杆及下部的半球阀帽合体制成，在半球阀帽的底部开设凹槽；一压帽将半球阀、阀座两者抵置在阀罩内；半球阀与阀罩间有储能弹簧；在阀座的下方是一推力旋桨，推力旋桨上端的推杆贯穿阀座并插入到半球阀底部中心开设的凹槽中；阀罩上有防砂桨，其下端的连接套具有中部开孔，该连接套套于阀罩的上接头杆上；在阀罩与下接头内壁的间隙中置有一防死角垫；在阀罩出油口位置安置一引流器。其可以杜绝半球阀的二次弹跳及对阀座密封带的伤害，同时杜绝了砂垢沉积的死角，延长了泵的使用寿命。
文档编号F04B53/10GK201661459SQ200920277828
公开日2010年12月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者姚尔强, 鲁广立 申请人:姚尔强;鲁广立