专利名称：一种石油天然气、煤层气、页岩气安全控制系统用二位三通阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到石油天然气行业安全控制系统中液动控制柜内油路逻辑用二位三通阀。
背景技术：
当前石油天然气行业安全控制系统中的二位三通主要有两类手动式二位三通和驱动式二位三通。执行部件只能单独的手动或单独使用其他机械力驱动。目前，安全控制系统液压控制柜不需外接液压驱动，为了保证长时间正常运行，设有蓄能器。当检测点检测到被控系统压力超过预设警戒值后，控制柜内部背压释放，关闭远·程安全装置。如此时检测点压力又回复到正常值范围内，由于蓄能器的存在，控制柜内的背压也会缓慢恢复，导致远程安全装置自动开启。若此时压力变化原因没有查明，故障没有排除，可能引发重大安全事故。
发明内容为了解决现有技术存在的问题，且不对安全控制系统的油路进行大改，又不增加额外的驱动力(如电能，对应二位三通电磁阀)，本实用新型提出一种二位三通阀，以实现阀位手动开，自动关。本实用新型技术方案如下一种石油、天然气、煤层气、页岩气安全控制系统用二位三通阀，其由阀体、阀芯、阀盖、液动驱动总成、手动驱动总成组成。所述顶杆与手柄、阀盖组成手动驱动器总成，阀盖、油缸、油缸内阀芯、弹簧组成液动驱动器总成。所述阀体与阀盖采用螺纹连接，阀体内在轴向开有相连的油缸和阀腔，在阀腔的腔壁上开有进出油气口 A、B和C，进出油气口 C位于A和B的中间位置，在油缸上开有通气小孔，在阀盖上开有背压进口 D，与油缸连通。所述阀芯分为油缸内阀芯与油路控制阀芯两部分，所述油路控制阀芯位于阀腔内，周向车有一段环形切槽，环形切槽的长度小于进出油气口 A与B的中心距，大于进出油气口 A与B中心距的二分之一；所述油缸内阀芯位于油缸内，夕卜套有弹簧，弹簧一端抵在油缸上，另一端抵在油缸内阀芯端部的台肩面上，油缸内阀芯端部与油缸壁密封配合。所述顶杆一端穿过阀盖中心的开孔，伸进油缸内，顶在油缸内阀芯端部，顶杆的另一端与手柄连接；阀盖的开孔内开有一小段内螺纹，与顶杆上的外螺纹配合，阀盖开孔的其余部分与与顶杆外螺纹小径相同，顶杆为间隙配合，并通过密封圈密封。本二位三通阀在背压进口 D点没有背压时候，这时候是一个典型的手动式二位三通阀。顶杆与阀盖采用螺纹式连接，确保控制动作可靠性和锁定性。手动执行装置阀位在最高位时A和C通，B点短路。当手柄在最低位时，压动阀芯移动，A点短路，B和C点通路。当D点有足够的背压且手动执行阀位在最高位时将阀芯向低位压，A点短路，B和C点通路。当D点失去压力，在弹簧力的作用下，阀芯移向高位，A和C通，B点短路。液缸下半部开有小孔，避免空气的体积变化对D点背压压力的影响。保证控制动作可靠。两种阀位控制机构的结合，可以解决油路实际问题。本二位三通阀具有以下优点I、在原有结构上增加了液动驱动器总成结构，可以手动也可以液动，亦可以同时作用，增加了二位三通阀的控制油路的逻辑，可以保证控制动作的可靠性。2、油路控制阀芯使用了四个O型氟橡胶密封圈，杜绝液路与阀位控制机构的相互影响。材料的选用保证了防腐蚀性，确保的阀的可靠性，延长了使用寿命。 3、结构简单，加工工艺性互换性好。
图I是本实用新型所述二位三通阀结构简图图2是本实用新型所述阀芯简图；图中I阀体，2阀芯，3 O型氟橡胶密封圈，4弹簧，5通气小孔，6 O型密封圈，7阀盖，8密封圈，9顶杆，10手柄，11止口螺纹，2-1 O型密封圈槽，2-2油路控制阀芯，2_3环形切槽，2-4油缸内阀芯。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构装置做进一步的说明参见图I和图2，二位三通阀主要部件有阀体1，阀盖7，阀芯2，顶杆9，手柄10，弹簧4等。顶杆9与手柄10、阀盖7组成手动驱动器总成，阀盖7、油缸、油缸内阀芯、弹簧4组成液动驱动器总成。阀体I与阀盖7采用螺纹连接，所述阀体I在与阀盖7接触的端面开有密封槽，安放O型密封圈6。阀体I内在轴向开有相连的油缸和阀腔，在阀腔的腔壁上开有进出油气口 A、B和C，进出油气口 C位于A和B的中间位置，在油缸上开有通气小孔5，在阀盖7上开有背压进口 D，与油缸连通。阀芯2分为油缸内阀芯2-2与油路控制阀芯2-4两部分，所述油路控制阀芯2_4位于阀腔内，周向车有一段环形切槽2-3，环形切槽的长度小于进出油气口 A与B的中心距，大于进出油气口 A与B中心距的二分之一。在环形切槽2-3的两端的油路控制阀芯上分别开有两个O型密封圈槽2-1，所述油缸内阀芯的端部上开有至少一个O型密封槽2-1，均安装O型氟橡胶密封圈3。油缸内阀芯2-2位于油缸内，外套有弹簧4,弹簧一端抵在油缸上,另一端抵在油缸内阀芯端部的台肩面上，油缸内阀芯端部与油缸壁密封配合。顶杆9 一端穿过阀盖7中心的开孔，伸进油缸内，顶在油缸内阀芯端部，顶杆的另一端与手柄10连接；阀盖7的开孔内开有一小段内螺纹，与顶杆9上的外螺纹配合，阀盖开孔的其余部分与顶杆为间隙配合，并通过密封圈8密封。手柄10与顶杆9采用止口螺纹11固定连接。本二位三通阀的背压由B点进，C点出。A点接回油，D点背压与C点相连。此时如果控制柜实现关井动作，则BC段油管油压失去，D点也同时失去背压。二位三通阀阀位改变为高位，油路在B点截断。同时C点前的油路中的液压油会由A点回油箱，增大油路回油速度。此时如果控制柜要实现开井动作，油路会截断于B点，只有手动操作才能再次开井。在背压进口 D点没有背压时候，这时候是一个典型的手动式二位三通阀。顶杆与阀盖采用螺纹式连接，确保控制动 作可靠性和锁定性。手动执行装置阀位在最高位时A和C通，B点短路。当手柄在最低位时，压动阀芯移动，A点短路，B和C点通路。当D点有足够的背压且手动执行阀位在最高位时将阀芯向低位压，改变阀芯位置，A点短路，B和C点通路。当D点失去压力，在弹簧力的作用下，阀芯移向高位，A和C通，B点短路。液缸下半部开有小孔，避免空气的体积变化对D点背压压力的影响。本装置的阀芯、阀体采用不锈钢材料制造，可以增强其抗压、抗疲劳、抗磨损能力，增加使用寿命。
权利要求1.一种石油、天然气、煤层气、页岩气安全控制系统用二位三通阀，其由阀体(I)、阀芯(2)、阀盖(7)、液动驱动总成、手动驱动总成组成；其特征在于所述阀体(I)与阀盖(7)采用螺纹连接，阀体(I)内在轴向开有相连的油缸和阀腔，在阀腔的腔壁上开有进出油气口A、B和C，进出油气口 C位于A和B的中间位置，在油缸上开有通气小孔(5)，在阀盖(7)上开有背压进口 D，与油缸连通； 所述阀芯(2)分为油缸内阀芯(2-2)与油路控制阀芯(2-4)两部分，所述油路控制阀芯(2-4)位于阀腔内，周向车有一段环形切槽(2-3)，环形切槽的长度小于进出油气口 A与B的中心距，大于进出油气口 A与B中心距的二分之一；所述油缸内阀芯(2-2)位于油缸内，夕卜套有弹黃(4),弹黃一端抵在油缸上，另一端抵在油缸内阀芯端部的台肩面上，油缸内阀芯端部与油缸壁密封配合； 所述顶杆(9) 一端穿过阀盖(7)中心的开孔，伸进油缸内，顶在油缸内阀芯端部，顶杆的另一端与手柄(10)连接；阀盖(7)的开孔内开有一小段内螺纹，与顶杆(9)上的外螺纹配合，阀盖开孔的其余部分与顶杆为间隙配合，并通过密封圈(8)密封； 所述顶杆(9)与手柄(10)、阀盖(7)组成手动驱动器总成，阀盖(7)、油缸、油缸内阀芯、弹簧(4)组成液动驱动器总成。
2.根据权利要求I所述的二位三通阀，其特征在于在环形切槽(2-3)的两端的油路控制阀芯上分别开有两个O型密封圈槽(2-1)，所述油缸内阀芯的端部上开有至少一个O型密封圈槽(2-1),均安装O型氟橡胶密封圈(3)。
3.根据权利要求I或2所述的二位三通阀，其特征在于所述阀体(I)在与阀盖(7)接触的端面开有密封槽，安放O型密封圈(6)。
4.根据权利要求3所述的二位三通阀，其特征在于所述手柄(10)与顶杆(9)采用止口螺纹固定连接。
专利摘要一种石油、天然气、煤层气、页岩气安全控制系统用二位三通阀，主要由阀体、阀芯、阀盖、液动驱动总成、手动驱动总成组成。阀体内在轴向开有相连的油缸和阀腔，在阀腔的腔壁上开有进出油气口A、B和C，在油缸上开有通气小孔，在阀盖上开有背压进口D，与油缸连通。阀芯分为油缸内阀芯与油路控制阀芯两部分，油路控制阀芯位于阀腔内，周向车有一段环形切槽，环形切槽的长度小于进出油气口A与B的中心距，大于进出油气口A与B中心距的二分之一；所述油缸内阀芯位于油缸内，外套有弹簧，油缸内阀芯端部与油缸壁密封配合。本阀位执行机构在原有结构上增加了液动驱动器总成结构，可以手动也可以液动，亦可以同时作用，增加控制油路的逻辑，可以保证控制动作的可靠性。
文档编号F16K41/02GK202790677SQ201220468168
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者周华安, 周郑华, 冉丰华 申请人:重庆市正华钻采设备有限公司