专利名称：低扭矩方钻杆上旋塞阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻具内防喷工具，具体的说是一种低扭矩方钻杆上旋塞。
背景技术：
方钻杆旋塞阀是钻柱循环系统中的手动控制阀，是防止井喷的有效工具之一。方 钻杆旋塞阀分上部方钻杆旋塞阀和下部方钻杆旋塞阀。上部方钻杆旋塞阀连接于水龙头下 端和方钻杆上端之间。下部方钻杆旋塞阀连接于方钻杆下端和钻杆上端或方钻杆保护接头 的下端之间。方钻杆旋塞阀操作非常简单，用专用扳手按指示要求转动90度即可实现开或 关。在钻修井作业中，为了避免井喷恶性事故的发生，均应在方钻杆上、下两端组接方钻杆 旋塞阀。 近年来，旋塞阀频繁发生阀芯与阀座之间密封失效，旋转销不能转动、阀座剌坏，
阀芯长期不活动，阀座密封面锈蚀严重，旋钮不能转动，旋塞阀本体断裂，无法实现旋塞阀
的开关动作等等，给油田生产带来巨大的经济损失，严重时甚至诱发井喷事故。 由于传统的旋塞阀采用的是球型的结构，管柱压力大时经常出现关闭后打不开的
现象，这样工人就无法进行下一步的操作，从而会形成安全的隐患，导致事故的发生。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种结构简单合理、密封效果好、旋塞阀的开关动作 灵活、使用寿命长、安全可靠的低扭矩方钻杆上旋塞阀。 本实用新型的目的是这样实现的，该旋塞阀包括阀体、上阀座、下阀座、带有支撑 套的拼合环、楔锥体、球形阀瓣、阀杆、导向杆、旋转螺母、轨道销，所述的上阀座和下阀座设 置在阀体的内部，两侧设置有球形阀瓣的楔锥体装在上阀座和下阀座之间，在阀体的纵向 通孔上、楔锥体的上面连接有导向杆，楔锥体的下面连接有阀杆，阀杆与旋转螺母连接，阀 体的通孔上导向部位设置有轨道销。 所述的楔锥体与两侧的球形阀瓣通过其上的燕尾槽链接，三个部分构成组合阀 芯，组合阀芯两侧的球形阀瓣其球面即为密封面；球形阀瓣上开有燕尾槽，楔锥体上带有与 燕尾槽匹配的燕尾导轨，楔锥体和阀瓣可通过其上的燕尾槽和燕尾导轨相互配合滑动。 所述的阀杆上加工有梯形螺纹并与旋转螺母配合形成螺旋传动。 所述的导向杆上铣有精密螺旋槽轨道。 本实用新型具有以下优点和积极效果 (1)、本实用新型产品低扭矩方钻杆上旋塞启闭时组合球阀体的密封面是在与阀 座密封面完全脱开状态下进行的，启闭力矩小、密封面无磨损、操作灵活。同时由于在开启 时，球瓣离开阀座时钻杆内的介质沿球瓣表面均匀通过并匀速降压，因此高压时无须增设 旁路便可方便地开启；并且降低了介质高速通过时对阀座表面局部冲蚀，使用寿命长。 (2)、本实用新型产品靠机械力密封，改变了传统旋塞依靠介质压力和弹簧预紧力 实现密封的特点，具有可靠地双向密封功能。
3[0013] (3)、本实用新型产品能双保险自锁。即螺纹的自锁及楔锥体斜楔角的自锁，安全可靠。
图1为低扭矩方钻杆上旋塞阀整体结构示意图。 图2为本实用新型组合阀芯、阀杆和导向杆连接结构示意图。 图3为本实用新型燕尾槽和燕尾导轨连接A-A剖示图。
具体实施方式由附图1所示该旋塞阀包括阀体1、上阀座2、下阀座3、带有支撑套4的拼合环 5、楔锥体6、球形阀瓣7、阀杆8、导向杆9、旋转螺母10、轨道销ll，所述的上阀座2和下阀 座3设置在阀体1的内部，两侧设置有球形阀瓣7的楔锥体6装在上阀座2和下阀座3之 间，在阀体1的纵向通孔上、楔锥体6的上面连接有导向杆9，楔锥体6的下面连接有阀杆 8，阀杆8与旋转螺母10连接，阀体1的通孔上导向部位设置有轨道销11。 由附图2、3所示所述的楔锥体6与两侧的球形阀瓣7通过其上的燕尾槽12链 接，三个部分构成组合阀芯，组合阀芯两侧的球形阀瓣7其球面即为密封面13 ;球形阀瓣7 上开有燕尾槽12，楔锥体6上带有与燕尾槽12匹配的燕尾导轨14，楔锥体6和阀瓣7可通 过其上的燕尾槽12和燕尾导轨14相互配合滑动。 所述的阀杆8上加工有梯形螺纹并与旋转螺母10配合形成螺旋传动。 所述的导向杆9上铣有精密螺旋槽轨道15。 所述的楔锥体6上开有通孔16。 本实用新型方钻杆上旋塞的工作原理是凸轮的原理使得组合阀球体在旋转过程 中与阀座密封面脱离，旋转到位后再将球瓣推向阀座实现密封。 工作过程当组合阀芯处于全开位置时，用扳手逆时针转动旋转螺母IO，带动阀 杆8、导向杆9和阀腔内的组合阀芯按导向杆上的轨道15旋转90°时，阀杆8、导向杆9和 组合阀芯受到轨道销11止位，不能继续旋转，只能带动楔锥体6作直线向上的运动。在楔 锥体6两侧斜面的作用下，将与斜面相配合的两球瓣7撑开压向上下阀座2、3实现密封，组 合阀芯全关闭。 当组合阀芯处于全关闭位置时，用扳手顺时针转动旋转螺母IO，带动阀杆8、导向 杆9和楔锥体6作直线向下运动，在斜面燕尾槽12的作用下，将与斜面相配合的两球瓣7 收拢离开上下阀座2、3，继续转动旋转螺母10，阀杆8、导向杆9和组合阀芯按导向杆9上的 轨道15旋转90。达到极限位置，组合阀芯全部开启。
权利要求一种低扭矩方钻杆上旋塞阀，其特征在于该旋塞阀包括阀体(1)、上阀座(2)、下阀座(3)、带有支撑套(4)的拼合环(5)、楔锥体(6)、球形阀瓣(7)、阀杆(8)、导向杆(9)、旋转螺母(10)、轨道销(11)，所述的上阀座(2)和下阀座(3)设置在阀体(1)的内部，两侧设置有球形阀瓣(7)的楔锥体(6)装在上阀座(2)和下阀座(3)之间，在阀体(1)的纵向通孔上、楔锥体(6)的上面连接有导向杆(9)，楔锥体(6)的下面连接有阀杆(8)，阀杆(8)与旋转螺母(10)连接，阀体(1)的通孔上导向部位设置有轨道销(11)。
2. 根据权利要求l所述的一种低扭矩方钻杆上旋塞阀，其特征在于所述的楔锥体(6) 与两侧的球形阀瓣(7)通过其上的燕尾槽(12)链接，三个部分构成组合阀芯，组合阀芯两 侧的球形阀瓣(7)其球面即为密封面(13);球形阀瓣(7)上开有燕尾槽(12)，楔锥体(6) 上带有与燕尾槽(12)匹配的燕尾导轨(14)，楔锥体(6)和阀瓣(7)可通过其上的燕尾槽 (12)和燕尾导轨(14)相互配合滑动。
3. 根据权利要求l所述的一种低扭矩方钻杆上旋塞阀，其特征在于所述的阀杆(8) 上加工有梯形螺纹并与旋转螺母(10)配合形成螺旋传动。
4. 根据权利要求1所述的一种方钻杆上旋塞阀，其特征在于所述的导向杆(9)上铣 有精密螺旋槽轨道(15)。
5. 根据权利要求l所述的一种低扭矩方钻杆上旋塞阀，其特征在于所述的楔锥体(6) 上开有通孔(16)。
专利摘要本实用新型涉及一种钻具内防喷工具，具体的说是一种低扭矩方钻杆上旋塞阀，该旋塞阀包括阀体、上阀座、下阀座、带有支撑套的拼合环、楔锥体、球形阀瓣、阀杆、导向杆、旋转螺母、轨道销，所述的上阀座和下阀座设置在阀体的内部，两侧设置有球形阀瓣的楔锥体装在上阀座和下阀座之间，在阀体的纵向通孔上、楔锥体的上面连接有导向杆，楔锥体的下面连接有阀杆，阀杆与旋转螺母连接，阀体的通孔上导向部位设置有轨道销。本实用新型启闭力矩小、密封面无磨损、操作灵活。同时由于在开启时，球瓣离开阀座时钻杆内的介质沿球瓣表面均匀通过并匀速降压，因此高压时无须增设旁路便可方便地开启；并且降低了介质高速通过时对阀座表面局部冲蚀，使用寿命长。
文档编号E21B34/06GK201546670SQ20092009480
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者丛旭日, 刘建军, 华健军, 孟庆辉, 张亮, 张新成, 曹学军, 朱吉林, 李兴文, 李军峰, 李新利, 李飞, 梁军, 王涛, 王趁强, 窦志勇, 胡安智, 许建国, 谢良春, 贾建贞, 边建杰, 邢希春, 高庆生, 魏立明, 黄全斌 申请人:李新利