专利名称：一种调压阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻采机械技术领域，特别涉及钻井作业和封井 作业过程中使用的一种调压阀，概括说是一种手动控制减压调压阀， 能通过调整手动调节装置，调节出口压力，保持出口压力恒定的调压 阀。
背景技术：
石油钻井作业(包括陆上海上作业)和封井作业过程中需要用到特 殊的减压调压阀。当液压系统只有一个液压源，而执行机构多并分别 需要几个不同的工作压力的时候，就需要使用减压调压阀，将液压源 的压力降低至各执行机构所需的工作压力。目前国内的调压阀一般由 阀体、阀盖、调节螺杆、阀体进出口、阀芯等组成，缺点是体积较大， 阀门密封受到介质连续冲蚀，易损坏，使用寿命短，而且不适宜水中 特别是深水高压环境中作业。
实用新型内容
本实用新型目的在于为克服现有技术中阔体体积大、阀的使用寿 命短的不足，提供一种调压阀，采用手动控制实现减压或调压，其密 封面磨损后能够自行补偿，提高了该阀的密封性；适宜在深水高压环
境中长时间稳定可靠地工作，提高使用寿命。
本实用新型的目的是这样实现的 一种调压阀是一种手动调压阀， 由调压控制部分和执行部分组成。
调压控制部分用以调节并锁定对顶杆、钢球和阀板的压力。调压控 制部分主要由端盖、阀板导向器、弹簧和弹簧腔外壳组成。端盖和阀 板导向器分别通过螺纹固定在圆柱形弹簧腔外壳两端。在弹簧腔外壳内自上至下依次是弹簧导向板、弹簧及弹簧支撑板，三者压靠在一起。 调节螺杆下端穿过端盖中央上的螺纹孔，压在弹簧导向板上。锁紧螺 母和调节盖母固定在调节螺杆的上端，在锁紧螺母与端盖之间和调节 盖母与锁紧螺母之间分别有0形密封圈。通过调整调节盖母、调节螺 杆、锁紧螺母即可改变弹簧腔内弹簧的压縮量，从而锁定调压阀出口 压力。
为了使调节螺杆转动平稳，在弹簧导向板上平面中心有一圆锥孔， 圆锥孔内装有一枚钢球，调节螺杆下端穿过端盖中央上的螺纹孔，压 在钢球上。
为了在深水中使用该调压阀时，防止深水高压将弹簧腔压溃，在弹 簧腔外壳上有平衡孔；也可以在弹簧腔内充满绝缘油，然后在所述的
平衡孔内固定有一个丝堵。
执行部分主要由阀板导向器、阀板、流口密封盘、阀体、底部法兰 组成。阀板导向器两端有螺纹，阀板导向器上端采用螺纹连接在弹簧 腔外壳下端，阀板导向器的下端采用螺纹连接在阀体上端。阀板导向 器中心有导向孔，阀板的上端在导向孔内，在弹簧和液压作用下，阀
板能在导向孔内上下滑动。
阀体有中心孔和与中心孔垂直的通孔。阀板的下端在中心孔内，阀
板的下端有两个平行的静压密封套组件固定孔，静压密封套组件固定 孔内分别有一个静压密封套组件。在阀体的通孔内有两个圆柱形流口 密封盘，静压密封套组件在两个流口密封盘之间，静压密封套组件的 轴线与阀体的通孔的轴线平行，形成静压密封结构。流口密封盘和入 口法兰分别有孔并连通形成进液口 p。流口密封盘和排泄口法兰分别有
孔并连通形成排液口 V。阀体和入口法兰分别有孔并连通形成功能口 C。 入口法兰和排泄口法兰通过螺栓固定在阀体上。阀体下部有底部法兰， 底部法兰通过螺栓固定在阀体上。所述的静压密封套组件的结构是由密封套筒、密封套和压縮弹簧组 成。密封套筒中心孔的两端分别有一个密封套，两个密封套之间有压 縮弹簧。在密封套筒与阀板之间有密封圈，在密封套筒与密封套之间 有密封圈。密封套中心有通孔。压縮弹簧向两侧推密封套，使密封套 的外端面与流口密封盘内平面接触。
为提高密封性，阀板导向器与阔体之间有O型密封圈。阀板外圆周 有一放置0型密封圈的凹槽，阀板外圆凹槽内有O形密封圈。
为了使阀板能在导向孔内上下滑动顺畅，在阀板中心有一个盲孔。 盲孔内从上至下有一根顶杆和一个钢球。顶杆顶端高出阀板盲孔，并 顶在弹簧支撑板的下平面上。
该调压阀的工作过程如下高压液进口为流口密封盘的孔与阀板静 压密封套组件所形成的月牙形小孔，来自供给油口的压力液通过高压 液进口进入阀腔后形成压力，压縮弹簧变形，并逐步与弹簧力平衡， 在平衡过程的同时，阀板上行，使月牙形小孔逐步縮小或消失，阀腔 内得到出口压力即功能油口压力。此压力的大小，可用手旋转调节装 置调节弹簧的松紧来达到。当操作液压执行器如防喷器液缸时，出口 压力会降低，弹簧伸长，使进液孔的月牙形小孔出现，高压液再次进 入阀腔，压力也再次升高，直至与弹簧平衡后，月牙形小孔再次消失。 如此循环。只要调定弹簧预紧力后，出口压力即可保持不变。当出口 压力升高时，阀腔内的压力液则压縮弹簧，使阀板上移，从而使排泄 油口出现月牙形小孔，即开始泄油，阀腔内压力降低，弹簧伸长，泄 油口月牙形小孔关闭，保持出口压力不变。
实用新型的有益效果本实用新型一种调压阀，体积小，质量轻， 布置灵活，所需操作力也较小，控制精度高，工作平稳。而且阀板与 流口密封板之间的密封面磨损后在压縮弹簧作用下可以自行补偿，密 封性好，也提高了阀的使用寿命。大部分材料均为耐海水高强度不锈钢，这些特点决定了该实用新型适宜在深水高压环境中长时间稳定可 靠地工作。
图1为一种调压阀总体结构剖面示意图。
图2为一种调压阀静压密封套组件局部放大图。 图3是阀板的外形立体结构示意图。
图中，l.调节盖母，2.调节螺杆，3.锁紧螺母，4.端盖，5.弹簧腔 外壳，6.弹簧导向板，7.弹簧，8.弹簧支撑板，9.顶杆，10.阀板导向 器，ll.钢球，12.阀板，13.流口密封盘，14.入口法兰，15.排泄口法 兰，16.阀体，17.底部法兰，18.螺栓，19.输出密封套筒，20.密封套， 21.压縮弹簧。
具体实施方式
结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
参阅图1。本实用新型调压阀由调压控制部分和执行部分组成。调 压阀上半部分主要是调压控制部分，用以调节该阀出口压力。调压控 制部分由端盖4、阀板导向器10、弹簧7和弹簧腔外壳5组成。端盖4、 阀板导向器10和弹簧腔外壳5均采用高强度耐海水不锈钢，用以克服 深海高压和海水腐蚀。端盖4为圆盘状，中央有一螺纹通孔，端盖4 外圆周有3/4宽度加工成螺纹。阀板导向器IO为两层凸台状，每层凸 台的外圆周全部宽度均加工成螺纹。阀板导向器10中央为导向通孔， 粗糙度要达到Ral. 6以上。端盖4和阀板导向器10的一侧端面均加工 有均布盲孔，安装两者时将工具扣在若干盲孔中即可旋紧端盖4和阀 板导向器10。弹簧腔外壳5内壁两端均加工有螺纹。安装时，螺纹端 盖4和阀板导向器10分别通过螺纹旋合在弹簧腔外壳5两端。
弹簧腔外壳5内自上至下依次是弹簧导向板6、弹簧7及弹簧支撑 板8，三者压靠在一起。弹簧导向板6为两层凸台状，上层台阶中央有一盲孔，其中装有一枚钢球，调节螺杆2穿过端盖4中央上的螺纹孔，
压靠在此钢球上。锁紧螺母3、调节盖母1装好0形圈后依次拧在调节 螺杆2露在弹簧腔外的部分上。通过由调整调节盖母l、调节螺杆2、 锁紧螺母3组成的调节装置即可改变弹簧腔内弹簧7的压縮量，从而 调定调压阀出口压力。弹簧腔外壳5上有一小孔，在深水使用该调压 阀时应在弹簧腔内充满绝缘油液，然后将这一小孔堵死，防止深水高 压将弹簧腔压溃。
执行部分主要由阀板导向器10、阀板12、流口密封盘13、阀体 16、底部法兰17组成。阔板导向器IO两端有螺纹，阀板导向器10上 端采用螺纹连接在弹簧腔外壳5下端，阀板导向器10的下端装好一个 O型密封圈后采用螺纹连接在阀体16上端。阀板导向器10中心有导向 孔，阀板12的上端在导向孔内，在弹簧7和液压作用下，阀板12能 在导向孔内上下滑动。
参阅图3。阀板12的结构为上端横截面是圆柱状，下端横截面是 矩形。阀板12的下端有两个平行的静压密封套组件固定孔。
参阅图1。阀体16有矩形中心孔和与矩形中心孔垂直的通孔。阀 板12的下端在阀体16的矩形中心孔内。静压密封套组件固定孔内分 别有一个静压密封套组件。在阀板12上端中心有一个盲孔。盲孔内从 上至下有一根顶杆9和一个钢球11。顶杆9顶端高出阀板12盲孔，并 顶在弹簧支撑板8的下平面上。顶杆9与阀板12之间存在间隙，这样 弹簧腔内的绝缘油液就可以进入顶杆9与阀板柄盲孔形成的空间。阀 板12外圆周有一放置0型密封圈的凹槽，阀板12外圆凹槽内有0形 密封圈。阀板12装好0形密封圈后安装在阀板导向器10的中央导向 孔内。由于弹簧导向板6和阀板12的盲孔内均装有钢球11，使得弹簧 导向板6和弹簧支撑板8所受弹簧腔内绝缘油液压力相互抵消。这样 就使调压阀出口压力完全由弹簧7的预紧力决定。在阀体16的通孔内有两个圆柱形流口密封盘13，静压密封套组件
在两个流口密封盘13之间，静压密封套组件的轴线与阀体16的通孔 的轴线平行，形成静压密封结构。流口密封盘13和入口法兰14分别 有孔并连通形成进液口 P。流口密封盘13和排泄口法兰15分别有孔并 连通形成排液口 V。阀体16和入口法兰14分别有孔并连通形成功能口 C。入口法兰14、排泄口法兰15均通过螺栓固定在阀体16上。排泄口 法兰15为圆盘状，通过6个均布螺栓固定在阀体16上，盘上的排泄 油口为NPT扣。入口法兰14为长条状，上有供给油口和功能油口。两 油口均采用插入密封套的密封形式，这样既拆装方便，又密封可靠。 入口法兰14上共有两个孔组， 一个将入口法兰14固定在阀体16上， 另一孔组将整个调压阀固定在指定设备上。阀体16下部有底部法兰17， 底部法兰17通过螺栓18固定在阀体16上。
参阅图2。所述的静压密封套组件的结构是由密封套筒19、密封 套20和压縮弹簧21组成。密封套筒19中心孔的两端分别有一个密封 套20，两个密封套20之间有压縮弹簧21。在密封套筒19与阀板12 之间有密封圈，在密封套筒19与密封套20之间有密封圈。密封套20 中心有通孔。压縮弹簧21向两侧推密封套20 ，使密封套20的外端面 与流口密封盘13内平面接触。
参阅图l。整个阀装配完毕后，阀板12、阀体16和阀板导向器10 之间会形成一个空腔，阀板12、阀体16和底部法兰17之间也会形成 一个空腔。由于阀板12下端横截面是矩形，这样就会在阀板12与阀 体16之间形成四条通路。虽然其中的两条通路会因两个流道密封板的 插入而封闭，但阀体16上下两腔依然会有两条通道连通。
权利要求1、一种调压阀，由调压控制部分和执行部分组成，其特征是调压控制部分主要由端盖(4)、阀板导向器(10)、弹簧(7)和弹簧腔外壳(5)组成，端盖(4)和阀板导向器(10)分别通过螺纹固定在圆柱形弹簧腔外壳(5)两端，在弹簧腔外壳(5)内自上至下依次是弹簧导向板(6)、弹簧(7)及弹簧支撑板(8)，三者压靠在一起，调节螺杆(2)下端穿过端盖(4)中央上的螺纹孔，压在弹簧导向板(6)上，锁紧螺母(3)和调节盖母(1)固定在调节螺杆(2)的上端，在锁紧螺母(3)与端盖(4)之间和调节盖母(1)与锁紧螺母(3)之间分别有O形密封圈；执行部分主要由阀板导向器(10)、阀板(12)、流口密封盘(13)、阀体(16)、底部法兰(17)组成，阀板导向器(10)两端有螺纹，阀板导向器(10)上端采用螺纹连接在弹簧腔外壳(5)下端，阀板导向器(10)的下端采用螺纹连接在阀体(16)上端，阀板导向器(10)中心有导向孔，阀板(12)的上端在导向孔内，在弹簧(7)和液压作用下，阀板(12)能在导向孔内上下滑动；阀体(16)有中心孔和与中心孔垂直的通孔，阀板(12)的下端在中心孔内，阀板(12)的下端有两个平行的静压密封套组件固定孔，静压密封套组件固定孔内分别有一个静压密封套组件，在阀体(16)的通孔内有两个圆柱形流口密封盘(13)，静压密封套组件在两个流口密封盘(13)之间，静压密封套组件的轴线与阀体(16)的通孔的轴线平行，流口密封盘(13)和入口法兰(14)分别有孔并连通形成进液口P，流口密封盘(13)和排泄口法兰(15)分别有孔并连通形成排液口V，阀体(16)和入口法兰(14)分别有孔并连通形成功能口C，入口法兰(14)和排泄口法兰(15)通过螺栓固定在阀体(16)上，阀体(16)下部有底部法兰(17)，底部法兰(17)通过螺栓(18)固定在阀体(16)上。
2、 根据权利要求1所述的调压阀，其特征是所述的静压密封套组件的结构是由密封套筒(19)、密封套(20)和压縮弹簧(21)组成，密 封套筒(19)中心孔的两端分别有一个密封套(20)，两个密封套(20)之 间有压縮弹簧(21)，在密封套筒(19)与阀板(12)之间有密封圈，在密 封套筒(19)与密封套(20)之间有密封圈，密封套(20)中心有通孔。
3、 根据权利要求1或2所述的调压阀，其特征是阀板导向器(IO) 与阀体(16)之间有0型密封圈，阀板(12)外圆周有一放置0型密封圈 的凹槽，阀板(12)外圆凹槽内有0形密封圈。
4、 根据权利要求1或2所述的调压阀，其特征是在阀板(12)中 心有一个盲孔，盲孔内从上至下有一根顶杆(9)和一个钢球(11)，顶杆 (9)顶端高出阀板(12)盲孔，并顶在弹簧支撑板(8)的下平面上。
5、 根据权利要求1或2所述的调压阀，其特征是在弹簧导向板 (6)上平面中心有一圆锥孔，圆锥孔内装有一枚钢球，调节螺杆(2)下 端穿过端盖(4)中央上的螺纹孔，压在钢球上。
6、 根据权利要求1或2所述的调压阀，其特征是在弹簧腔外壳 (5)上有平衡孔；在弹簧腔内充满绝缘油，然后在所述的平衡孔内固定 有一个丝堵。
专利摘要一种调压阀，应用于石油深水钻井的井控装置上。调压控制部分由端盖、阀板导向器、弹簧和弹簧腔外壳组成。在弹簧腔外壳内自上至下依次是弹簧导向板、弹簧及弹簧支撑板。执行部分由阀板导向器、阀板、流口密封盘、阀体、底部法兰组成。在弹簧和液压作用下，阀板能在导向孔内上下滑动。流口密封盘的孔与阀板静压密封套组件所形成的月牙形小孔发生改变，达到保持出口压力不变。效果是阀板与流口密封板之间的密封面磨损后在压缩弹簧作用下可以自行补偿，密封性好，也提高了阀的使用寿命。能在深水高压环境中长时间稳定可靠地工作。体积小，质量轻，布置灵活，控制精度高，工作平稳。
文档编号E21B34/00GK201250643SQ200820109559
公开日2009年6月3日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者肖 王, 王俊洲, 耿艳东, 许宏奇 申请人:河北华北石油荣盛机械制造有限公司