井口超压联动阀的制作方法

本实用新型涉及石油天然气领域，特别涉及一种井口超压联动阀。

背景技术：

在油水井进行高压措施改造的过程中，由于井口装置及井内套管长时间受高压作用，若注入压力超过井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度，将会导致井口装置或井内套管损坏而出现较大的安全风险。目前，可采用安全阀来解决超压问题。

专利文献CN 203549029 U公开了一种弹簧式安全阀，该安全阀包括:阀体、手轮、上盖、定位片、密封套与弹簧，其中弹簧的一端抵靠在定位片上，另一端抵靠在密封套上使密封套始终具有截断阀门关闭的趋势。该安全阀的工作原理为：在弹簧弹力的作用下，密封套关闭阀门，当压力容器内的压力大于弹簧的弹力时，压力容器内的介质克服弹簧的阻力冲开密封套泄压。

专利文献CN 203809797 U公开了一种矿用弹簧式安全阀，该安全阀包括:阀座、密封套、阀芯、阀芯座、阀套、钢珠、下固定座、弹簧、调节螺钉、端盖，其中弹簧连接在上固定座与下固定座之间。该安全阀的工作原理为：先通过调节螺钉来设定安全阀的极限值，当阀芯受到的压力大于安全阀的极限值时，弹簧被压缩从而带动阀芯上移，使水进入阀座再经出水孔流出。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：

上述两篇专利文献中的安全阀的限压值受弹簧的强度控制，而弹簧的反复变形对其性能存在一定影响，从而影响安全阀限压值的准确性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中安全阀的限压值受弹簧的强度控制，影响安全阀限压值的准确性的问题，本实用新型实施例提供了一种井口超压联动阀。所述技术方案如下：

一种井口超压联动阀，所述井口超压联动阀包括：

阀盖；

在所述阀盖上设置的贯通的第一孔；

在所述阀盖的中部设置第二孔，且所述第二孔与所述第一孔的中部交汇相通；

在所述阀盖的上端部设置联动接口，且所述联动接口与所述第二孔的上端部的右侧相通；

与所述阀盖的内部连接的阀杆，所述阀杆位于所述第二孔中，且所述阀杆中部的外径小于所述阀杆两端的外径，所述阀杆的最大外径小于所述第二孔的上端部的孔径；

与所述阀杆的下端部连接的闸板，所述闸板的中部位于所述第一孔内，且所述闸板的外径与所述第二孔的上端部的孔径相同。

优选地，在所述阀盖的上端部设置凹槽，且所述凹槽与所述第二孔相通。

优选地，所述凹槽的内部镶嵌有密封活塞，且所述密封活塞的外径大于所述阀杆的最大外径。

优选地，在所述密封活塞的外侧设置多个环形槽，且每个所述环形槽内镶嵌有密封组件。

优选地，所述密封组件为橡胶密封圈。

优选地，所述凹槽上端部的直径大于所述凹槽下端部的直径。

优选地，所述凹槽上端部镶嵌有压帽，且所述密封活塞位于所述凹槽的下端部。

优选地，所述凹槽的上端部设置有螺纹，且所述压帽的上表面的中央设置有第三孔。

优选地，在所述阀盖的左端面设置第一钢圈槽以及多个第一螺栓孔，且所述第一螺栓孔位于所述第一钢圈槽的外部；

在所述阀盖的右端面设置第二钢圈槽以及多个第二螺栓孔，且所述第二螺栓孔位于所述第二钢圈槽的外部。

优选地，在所述阀盖的下端部设置第四孔，且所述第四孔与所述第二孔的下端部相通。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在阀盖的内部设置第二孔与联动接口，使高压端内的压力传递至第二通孔；通过在阀盖的内部设置变径的阀杆以及与阀杆的下端部进行连接的闸板，使高压端内的压力作用于阀杆下部的闸板上，若压力超过阀杆能承受的最大压力时，作用于闸板上方的压力拉断阀杆，使闸板下落至第二孔的下端部，阀盖的高压端与低压端相联通，进而将高压流体排出，避免了压力超过井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度，确保了油水井的安全；另外，通过将阀杆能承受的最大压力设置为等于或小于井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度，提高了井口超压联动阀限压值的精度，增加了井口超压联动阀限压的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的井口超压联动阀的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的阀盖的结构示意图。

其中，对附图中的各标号说明如下：

1阀盖；101第一孔，102第二孔，1021第二孔的上端部，1022第二孔的下端部，103凹槽，104第一钢圈槽，105第一螺栓孔，106第二钢圈槽，107第二螺栓孔，108第四孔；

2联动接口；

3阀杆；

4闸板；

5密封活塞，501环形槽；

6密封组件；

7压帽，701第三孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种井口超压联动阀，如图1所述，该井口超压联动阀包括：阀盖1；在阀盖1上设置的贯通的第一孔101；在阀盖1的中部设置第二孔102，且第二孔102与第一孔101的中部交汇相通；在阀盖1的上端部设置联动接口2，且联动接口2与所述第二孔的上端部1021的右侧相通；与阀盖1的内部连接的阀杆3，阀杆3位于第二孔102中，且阀杆3中部的外径小于阀杆3两端的外径，阀杆3的最大外径小于第二孔的上端部1021的孔径；与阀杆3的下端部连接的闸板4，闸板4的中部位于第一孔101内，且闸板4的外径与第二孔的上端部1021的孔径相同。

以下就该井口超压联动阀的工作原理给予解释：

当对油水井进行高压措施改造时，先将联动接口2通过高压管线与高压端(即具有高压环境的油水井)进行连接，高压端内的压力通过高压管线传递至阀杆3与阀盖1组成的环形空间内，从而作用于阀杆3下部的闸板4上。若压力不超过阀杆3能承受的最大压力时，闸板4的中部位于第一孔101内，主要起密封作用，避免高压流体经过阀杆3与阀盖1组成的环形空间由第一孔101内排出；若压力超过阀杆3能承受的最大压力时，作用于闸板4上方的压力拉断阀杆3抗拉强度最小的部位，使闸板4下落至第二孔的下端部1022，且闸板4的上表面位于第一孔101内，这样阀盖1的高压端与低压端相联通，进而使高压流体由第一孔101排出，避免了压力超过井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度，确保了油水井的安全。

需要说明的是，阀杆3能承受的最大压力与等于或小于井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度。另外，阀杆3抗拉强度最小的部位指的是外径最小的阀杆3的中部位置。

可见，通过在阀盖1的内部设置第二孔102与联动接口2，使高压端内的压力传递至第二通孔102；通过在阀盖1的内部设置变径的阀杆3以及与阀杆3的下端部进行连接的闸板4，使高压端内的压力作用于阀杆3下部的闸板4上，若压力超过阀杆3能承受的最大压力时，作用于闸板4上方的压力拉断阀杆3，使闸板4下落至第二孔的下端部1022，阀盖1的高压端与低压端相联通，进而将高压流体排出，避免了压力超过井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度，确保了油水井的安全；另外，通过将阀杆3能承受的最大压力设置为等于或小于井口装置的额定工作压力或油层套管安全抗内压强度，提高了井口超压联动阀限压值的精度，增加了井口超压联动阀限压的效果。

进一步地，在实际操作中，为了便于阀杆3与闸板4的安装与拆卸，如图2所示，在阀盖1的上端部设置凹槽103，且凹槽103与第二孔102相通，使阀杆3与闸板4通过凹槽103而进入到第二孔102内。

更进一步地，为了避免高压流体从凹槽103内流出，如图1所示，可在凹槽103的内部镶嵌有密封活塞5，且密封活塞5的外径大于阀杆3的最大外径，以起到更好的密封效果。其中，密封活塞5与阀杆3进行螺纹连接，具体为可在密封活塞5的下端部设置内螺纹、阀杆3的上端部设置外螺纹，便于两者的安装与拆卸。

如图1所示，为了进一步地防止高压流体从密封活塞5与阀盖1之间的缝隙中逸出，可在密封活塞5的外侧设置多个环形槽501，且每个环形槽501内镶嵌有密封组件6。其中，密封组件6的种类有多种，作为优选地，本实用新型实施例中的密封组件6为橡胶密封圈，因为橡胶密封圈具有耐磨性、弹性好以及密封效果好等优点。

更进一步地，为了防止井口超压联动阀在使用过程中密封活塞5在凹槽103内向上窜动，本实用新型实施例在密封活塞5的上方安装有压帽7。具体为：如图1所示，在凹槽103上端部镶嵌有压帽7，且密封活塞5位于凹槽103的下端部；为了使压帽7能对位于其下端部的密封活塞5起限位作用，如图2所示，凹槽103上端部的直径大于凹槽103下端部的直径。其中，压帽7采用螺纹连接的方式与活塞5进行连接，为了便于对压帽7进行旋转，在压帽7的上表面的中央设置有第三孔701，可将圆杆插入第三孔701内以对压帽7进行旋转。

进一步地，如图1所述，在阀盖1的左端面设置第一钢圈槽104以及多个第一螺栓孔105，且第一螺栓孔105位于所述第一钢圈槽104的外部；并在阀盖1的右端面设置第二钢圈槽106以及多个第二螺栓孔107，且第二螺栓孔107位于第二钢圈槽106的外部。在阀盖1的左右端面设置螺栓孔是为了将井口超压联动阀与管线进行法兰连接，使高压流体通过管线排至特定容器中，避免了高压流体的乱排；另外，在阀盖1的左右端面设置钢圈槽是为了起到密封作用，避免高压流体从井口超压联动阀与管线连接的缝隙中逸出。

进一步地，如图1所示，在阀盖1的下端部设置第四孔108，且第四孔108与第二孔的下端部1022相通。在阀盖1的内部设置第四孔108的原因为：若不在阀盖1的下端部设置第四孔108，第二孔的下端部1022中存在一部分液体，而第二孔的下端部1022的液体过多的话，由于液体难以压缩，使闸板4落入不到第二孔的下端部1022内，继而使阀盖1的高压端与低压端不进行联通，高压流体就不能由第一孔101排出，故要在阀盖1的下端部设置第四孔108，且第四孔108与第二孔的下端部1022相通，使位于第二孔的下端部1022的高压液体由第四孔108排出。

以下以水井酸化施工为例来说明该井口超压联动阀的安装过程与工作原理：

井口为KQ70/78型酸化井口，该井口装置的额定工作压力为70MPa，施工限压为65MPa。施工准备时，先将井口超压联动阀的一端通过法兰连接至油管闸门，另一端通过法兰连接至放喷管线；再将联动接口2与高压管线进行连接，且高压管线另一端连接至高压端(高压端为井口)；然后将拉断压力为65MPa的阀杆3分别连接至密封活塞5和闸板4并旋紧，将密封组件6安装于密封活塞5的环形槽501中，将闸板4、阀杆3、密封活塞5套装在阀体1内；最后将压帽7旋紧在阀盖1上。

施工时，高压端内的压力通过高压管线传递至阀盖1与阀杆3之间的环形空间，使其作用于阀杆3下部的闸板4上，若压力不超过65MPa，闸板4起密封作用，泄压通道关闭；若压力超过65MPa，作用于闸板4上的力拉断阀杆3，使闸板4下落，露出通道以联通阀盖1内部的高压端和低压端，将施工管路内高压流体通过放喷管线释放，避免了压力超过井口装置的额定工作压力，确保井口装置的安全。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。