石油泥浆管道阀门的制作方法

本发明涉及石油钻井领域，更具体的说，是涉及一种石油钻井过程中井口以上泥浆循环处理过程中所使用的石油泥浆管道阀门。

背景技术：

在石油钻井过程中，泥浆循环是不可或缺的工艺环节。泥浆从井口涌出返回泥浆罐，再经泥浆罐注入井内，形成循环。从井口涌出的泥浆裹挟着钻头做功产生的岩屑，经液气分离后沿泥浆槽流入除砂装置。此过程中若将泥浆槽换成泥浆流量测量管路，则可对钻井过程进行动态数据监测(局地新工艺)。除砂后，泥浆被泵入泥浆罐组。泥浆罐组通常由数个泥浆罐之间采用串联和并联相间的形式连通而组成。进入罐组的泥浆经检测、处置、配比后被重新注入井内。

目前泥浆流量测量管路(除砂前)、泥浆罐组之间串并联管路(除砂后)均采用蝶阀连接，以实现管路的通、断或切换功能。然而，蝶阀在这两类管路中的应用并不理想。前者受岩屑及气候影响较大：⑴蝶阀关闭后，其前端会陆续形成岩屑淤积，使再开启时很困难。⑵无论开、关均因岩屑造成蝶阀磨损严重。⑶低温且循环暂停时浆体极易冻结，阀门无法开关，拆修困难。后者则因除砂不净造成：⑴因搅拌和流动的缘故，沉砂较为均匀的沉积在泥浆罐底和连通管路，并对阀门的开、关、切换带来麻烦，清罐频繁。⑵低温且循环暂停时阀门管道同样存在冻结问题。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术中存在的不足，提供一种石油泥浆管道阀门，使管路通、断或切换变得容易，降低劳动强度和成本，提高文明生产水平。

本发明通过下述技术方案实现：

一种石油泥浆管道阀门，所述阀门包括：蜗轮阀板、传动蜗杆、蜗杆齿条、箱体和连接装置；所述箱体由侧板一、侧板二、顶板、底板、立板一和立板二组成；所述传动蜗杆两端分别通过蜗杆约束一和蜗杆约束二固定在箱体的立板一、立板二及底板上，所述蜗杆齿条固定在箱体内的顶板上，传动蜗杆与蜗杆齿条轴线平行，传动蜗杆与蜗杆齿条之间嵌入蜗轮阀板；所述蜗轮阀板实心无孔两端加厚并循蜗线沿圆周切齿，蜗轮阀板厚度与箱体顶板或底板宽度相等，蜗轮阀板两端平面与箱体的侧板一、侧板二内侧微凸工作面形成滑动配合关系，所述连接装置是分别与管道进出口连接的法兰一和法兰二；所述箱体的侧板一和侧板二上分别设置开孔，开孔直径小于涡轮阀板直径。

所述法兰一与箱体侧板一开孔处相接，所述法兰二与箱体侧板二开孔处相接，所述法兰一和法兰二的通孔与箱体侧板一开孔和侧板二开孔同心同轴，法兰一和法兰二的轴线垂直于箱体侧板一和侧板二。

传动蜗杆与蜗杆齿条之间的间距以嵌入的蜗轮阀板的分度圆与二者的分度圆重合为依据。

所述侧板的微凸内工作平面与蜗轮阀板两端平面形成滑动及密封关系，所述开孔即为阀门的进出口，开孔与处于密封状态的涡轮阀板、以及管道和法兰同轴。

所述的微凸内工作平面，设置在侧板一和侧板二与涡轮阀板的接触的面上，当涡轮阀板处于阀门全关闭位置时，其轴向两端的凸缘与侧板一、侧板二的微凸内工作平面部分相接触，该微凸内工作平面是由两个同心圆构成的环形：环形的外圆大于涡轮阀板凸缘外径2-3mm，环形的内圆小于涡轮阀板凸缘小径2-3mm，微凸工作面凸起高度0.5mm左右；侧板一和侧板二与涡轮阀板接触的面上设有上下两条与蜗杆平行的滑道，其与微凸内工作平面相接并等高，其长度沿阀门打开方向铺展至阀门全开位置，每条滑道宽度与两个同心圆半径差相等。

本发明具有如下技术效果：

1.本发明结构新颖、简单，操作方便。

2.本发明适用于带砂、岩质流体，耐磨损，寿命周期长，适应性强。

3.本发明通过效率高(相对蝶阀)。

4.本发明现场维护、调试性好。

附图说明

图1是蜗轮阀板阀门轮廓简图；

图2是蜗轮阀板阀门内部结构原理简图；

图3为蜗轮阀板一端刮削齿结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施案例对本发明进行详细说明。

图1、图2分别为蜗轮阀板阀门轮廓简图和内部结构原理简图，图3为蜗轮阀板一端刮削齿结构示意图，包括蜗轮阀板1、传动蜗杆2、蜗杆齿条3、由侧板一4、侧板二5、顶板6、底板7、立板一8和立板二9组成的箱体、法兰一10、法兰二11，所述传动蜗杆两端分别通过蜗杆约束一12和蜗杆约束二13固定在箱体立板一、立板二及底板上，所述蜗杆齿条固定在箱体内的顶板上，传动蜗杆与蜗杆齿条轴线平行，传动蜗杆与蜗杆齿条之间嵌入蜗轮阀板，传动蜗杆与蜗杆齿条之间的间距以嵌入的蜗轮阀板的分度圆与二者的分度圆重合为依据并适当调整，所述蜗轮阀板实心无轴两端加厚并循蜗线沿圆周切齿(见图3)，蜗轮阀板厚度与箱体顶板或底板宽度相等，蜗轮阀板两端平面与所述箱体的侧板一、侧板二内侧微凸工作面形成滑动配合关系，并在阀门关闭时形成密封关系；

所述的微凸工作平面，设置在侧板一和侧板二与涡轮阀板的接触的面上，当涡轮阀板处于阀门全关闭位置时，其轴向两端的凸缘与侧板一、侧板二的微凸工作平面部分相接触，该微凸工作平面是由两个同心圆构成的环形：环形的外圆大于涡轮阀板凸缘外径2-3mm，环形的内圆小于涡轮阀板凸缘小径2-3mm，微凸工作面凸起高度0.5mm左右；侧板一和侧板二与涡轮阀板接触的面上设有上下两条与蜗杆平行的滑道，其与微凸工作平面相接并等高，其长度沿阀门打开方向铺展至阀门全开位置，每条滑道宽度与两个同心圆半径差相等。

所述法兰一与箱体侧板一开孔处相接，所述法兰二与箱体侧板二开孔处相接，所述法兰一和法兰二的通孔与箱体侧板一开孔和侧板二开孔同心同轴，法兰一和法兰二的轴线垂直于箱体侧板一和侧板二；阀门开启时，旋动传动蜗杆，其动力转变为所述蜗杆齿条的反作用力，推动蜗轮阀板沿蜗轮齿条和传动蜗杆的轴线平面，并在箱体侧板一和侧板二的夹持下滚动平移，当蜗轮阀板从位置ⅱ移至位置ⅰ时(见图2)，阀门完全打开；阀门关闭时，反向旋动传动蜗杆，当蜗轮阀板从位置ⅰ移至位置ⅱ时，阀门完全关闭。

现场实践中，阀门管道中会出现岩屑、沉砂淤塞或泥浆冻结的情形，但由于蜗轮阀板的运动形式和阀门的工作机理对此具有针对性，蜗轮阀板本体及其切齿在移动中会对淤塞物或冻体形成强力破拆和剪切效果，故而构不成阀门工作的困难，反而彰显了该种阀门的独特优势；阀门关闭时，其进出口两端会形成压力差，所述的阀门箱体内出口端微凸工作面与所述的蜗轮阀板的贴合面因受压而形成较好的密封关系(工艺保证)。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种石油泥浆管道阀门。本发明包括：蜗轮阀板、传动蜗杆、蜗杆齿条、箱体和连接装置；所述传动蜗杆两端分别通过蜗杆约束一和蜗杆约束二固定在箱体的立板一、立板二及底板上，所述蜗杆齿条固定在箱体内的顶板上，传动蜗杆与蜗杆齿条之间嵌入蜗轮阀板；所述蜗轮阀板实心无孔两端加厚并循蜗线沿圆周切齿，蜗轮阀板两端平面与箱体的侧板一、侧板二内侧微凸工作面形成滑动配合关系，所述连接装置是分别与管道进出口连接的法兰一和法兰二；所述箱体的侧板一和侧板二上分别设置开孔，开孔直径小于涡轮阀板直径。本发明适用于带砂、岩质流体，耐磨损，寿命周期长，适应性强。

技术研发人员：崔洋;谢玉龙;张月;崔振国
受保护的技术使用者：天津市广林石油机械有限公司
技术研发日：2017.11.01
技术公布日：2018.01.16