一种自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀的制作方法

本发明涉及石油与天然气开采，尤其涉及一种自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀。

背景技术：

1、石油与天然气行业有一种支架式盖板阀，又称活页式单流阀的井下工具，其主要包括阀体和与阀体之间铰接设置的盖板，在盖板铰接处设置有扭簧，其结构如图1a-图1e所示。其主要用于以下三种井下管柱上：一是用于潜油电泵举升管柱，如图2a所示。将支架式盖板阀的盖板一端朝上安装于潜油电泵上部一定位置，中间用油管短节连接，此时盖板阀起到单流阀作用，当潜油电泵停机后，盖板阀可承载上部管柱内的流体回压，保护电泵不会因过大的油套压差而反转受损，同时也可以在启动瞬间以较小负载实现软启动缓慢加载。二是用于有杆泵举升管柱，如图2b所示。将支架式盖板阀的盖板一端朝上安装于有杆式抽油泵固定阀下部一定位置，中间用油管短节连接，此时盖板阀起到单流阀作用，用于抽油泵固定阀的辅助密封。三是用于带压防喷正循环冲砂洗井管柱，如图2c所示。将支架式盖板阀的盖板一端朝下安装于冲砂管鞋，如锯齿冲砂头或冲砂笔尖等工具上部一定位置，中间用油管短节连接，此时盖板阀起到防喷阀作用。当井底沉积砂较厚，且地层仍具有溢流压力，此时，既要保证能够顺利冲砂进尺清除井筒沉积砂，又要保证停止冲砂后，井口油管不会溢流冒喷，能够顺利起下冲砂管柱。此时，防喷阀就起到了这一关键作用。当盖板阀朝下连接时，油管内正循环冲砂压力可以克服井底向上的溢流压力，进而向下打开盖板阀，保证正循环液流通道，如图2c所示。当停止冲砂，盖板在弹簧弹力以及井底向上的溢流压力共同作用下，向上翻起从而关闭油管内通道，达到井口油管不带压状态。即支架式盖板阀的盖板一端朝下安装时，既可以保证顺利冲砂清除井筒沉积砂，又能保证井口油管不会溢流冒喷，能够顺利起下冲砂管柱。

2、这种传统的支架式盖板阀相比球阀式单流阀或防喷阀具有开关启闭灵活、完全张开后过流通道大的优点，但是其自身结构设计也存在以下三方面的缺点。一方面是为了保证扭簧弹力足够，盖板阀上支架、支腿总宽度t及总厚度h均较大，其盖板完全张开后的竖直状态下的侧向厚度h’也较大。这就造成若要保证盖板阀连接壳体内径d2尺寸一定(壳体最大外径也一定)时，就要缩小其过流通径d1的尺寸，即减小过流通径；若要保证足够大的过流通径d1的尺寸，就要相应加大盖板阀连接壳体内径d2尺寸，即造成壳体最大外径相应也要增大(为了保证钢体强度，壳体壁厚相对固定)，如图1a至图1e所示。而对于内径较小的井筒套管，工具最大外径是受限的。也就是说，这种传统的支架式盖板阀在结构设计上难以在保证足够的过流通道情况下，同时保证较小的工具最大外径。另一方面，盖板与支架、支腿均采用焊接或整体加工而成，为整体刚性连接状态。盖板阀盖合关闭时，其与过流通道密封口部接触尺寸相对固定，一旦装配固定即无法调整，既造成整体装配难度大，又导致盖板关闭后往往存在密封间隙，即在扭簧自然弹力状态下呈关不严的状态，只有当达到一定高值的液压力作用压在盖板上后，才能实现完全密封。第三方面，若想在扭簧自然弹力状态下达到完全密封状态，就需要设计加大扭簧钢丝直径、提高刚度等，这既造成盖板在开合角度达到90°左右时，扭簧易发生断裂或缩短工作寿命。同时，加大扭簧结构设计也会同步导致支架、支腿等尺寸增大，进而联动影响d1、d2、h、h’、t等尺寸结构，最终导致这种传统的支架式盖板阀在结构设计上更加难以既保证足够的过流通道大小，又同时保证较小的工具最大外径。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种在结构设计上既可以保证足够的过流通道，又能同时保证较小的工具最大外径，而且降低整体装配难度，保证盖板阀盖合关闭瞬间能够自动微调密封角度，确保仅在弹簧弹力作用下即可达到严丝合缝密封状态的一种可以自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板式防喷阀或单流阀。

2、本申请是这样实现的：

3、本申请提供了一种自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，包括阀体和与阀体相铰接设置的盖板，其特征在于，在阀体的一端部安装有压簧式齿条压装件，在盖板上设有齿轮式连接件，所述齿轮式连接件的一端与所述盖板铰接，另一端与所述阀体的一端部铰接，所述齿轮式连接件的齿轮部与压簧式齿条压装件的齿条部相啮合，使得所述齿轮式连接件与盖板构成小角度铰链活动机构。

4、在一些可选的实施方案中，所述压簧式齿条压装件穿装在阀体的一侧孔内，所述压簧式齿条压装件包括齿条压杆，在齿条压杆的外端部设有齿条部，内端部连接压簧。

5、在一些可选的实施方案中，所述齿轮式连接件包括齿轮连杆，在齿轮连杆的一端设有齿轮铰接部，另外一端设有盖板铰接部。

6、在一些可选的实施方案中，所述齿轮铰接部处设有用于与阀体铰接的铰接孔，所述齿轮铰接部设有用于与齿条部相啮合的齿轮牙。

7、在一些可选的实施方案中，所述齿轮牙为扇形齿轮牙。

8、在一些可选的实施方案中，在阀体上设有支腿，所述齿轮式连杆件通过穿装在支腿上的销轴铰接，组成旋转机构。

9、在一些可选的实施方案中，所述齿条压杆的内部端上沿轴线设有呼吸孔，使得阀体一侧压簧安装孔内外压力平衡。

10、在一些可选的实施方案中，在盖板与阀体配合的端面上设有密封圈。

11、在一些可选的实施方案中，在盖板上设有支架，所述齿轮式连接件通过支架与盖板铰接。

12、在一些可选的实施方案中，所述盖板阀为防喷阀或单流阀。

13、本申请的有益效果是：

14、1、相比传统支架式盖板阀结构本发明结构更加紧凑，活动更加灵活，不仅增加了“自动微调密封角度，紧靠压簧弹力就能实现盖板阀完全盖合密封”的功能，而且在d1、d2尺寸一定条件下，当齿轮连杆升起至盖板完全打开后，齿条连杆机构的宽度和厚度(等效对应前述h、h’、t尺寸值)可以更小、更紧凑。即这种可以自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀相比传统的支架式盖板阀在结构设计上，能够更容易做到既保证足够的过流通道大小，又同时保证较小的工具最大外径，这对于其作为单流阀或防喷阀更加通用于各种小规格套管内的使用是十分重要的，即该新发明工具的通用性、适应性更强。

15、2、采用压簧相比传统扭簧弹力可以调整至更大，使用寿命更长，进一步保证了使用寿命。

技术特征：

1.一种自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，包括阀体和与阀体相铰接设置的盖板，其特征在于，在阀体的一端部安装有压簧式齿条压装件，在盖板上设有齿轮式连接件，所述齿轮式连接件的一端与所述盖板铰接，另一端与所述阀体的一端部铰接，所述齿轮式连接件的齿轮部与压簧式齿条压装件的齿条部相啮合，使得所述齿轮式连接件与盖板构成小角度铰链活动机构。

2.根据权利要求1所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，所述压簧式齿条压装件穿装在阀体的一侧孔内，所述压簧式齿条压装件包括齿条压杆，在齿条压杆的外端部设有齿条部，内端部连接压簧。

3.根据权利要求2所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，所述齿轮式连接件包括齿轮连杆，在齿轮连杆的一端设有齿轮铰接部，另外一端设有盖板铰接部。

4.根据权利要求3所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，所述齿轮铰接部处设有用于与阀体铰接的铰接孔，所述齿轮铰接部设有用于与齿条部相啮合的齿轮牙。

5.根据权利要求4所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，所述齿轮牙为扇形齿轮牙。

6.根据权利要求1或2所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，在阀体上设有支腿，所述齿轮式连杆件通过穿装在支腿上的销轴铰接，组成旋转机构。

7.根据权利要求2所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，所述齿条压杆的内部端上沿轴线设有呼吸孔，使得阀体一侧压簧安装孔内外压力平衡。

8.根据权利要求1或2所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，在盖板与阀体配合的端面上设有密封圈。

9.根据权利要求1或2所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，在盖板上设有支架，所述齿轮式连接件通过支架与盖板铰接。

10.根据权利要求1或2所述的自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，其特征在于，所述盖板阀为防喷阀或单流阀。

技术总结
本申请提供了一种自动微调密封角度的齿条连杆机构盖板阀，包括阀体和与阀体相铰接设置的盖板，其特征在于，在阀体的一端部安装有压簧式齿条压装件，在盖板上设有齿轮式连接件，所述齿轮式连接件的一端与所述盖板铰接，另一端与所述阀体的一端部铰接，所述齿轮式连接件的齿轮部与压簧式齿条压装件的齿条部相啮合，使得所述齿轮式连接件与盖板构成小角度铰链活动机构。本发明结构更加紧凑，活动更加灵活，不仅增加了“自动微调密封角度，仅靠压簧弹力就能实现盖板阀完全盖合密封”的功能，而且齿条连杆机构的宽度和厚度可以更小、更紧凑，即能够更容易做到既保证足够的过流通道大小，又同时保证较小的工具最大外径，通用性、适应性更强。

技术研发人员：郑瑞波,秦雪辉,徐仲其,胡方明,洪伟,程东东
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15