一种阻塞流用内笼套式节流阀的制作方法

本发明涉及石油开采领域，是一种笼套节流阀，尤其是适用于阻塞流工况的内笼套式节流阀。

背景技术：

节流阀是接在石油、天然气节流管路上，用控制节流阀阀芯处通道大小来对液流造成阻力而生成回压，使井内流体在受控状态下流出的设备。节流阀作为采油过程的核心部件，起着控制压力的重要作用。随着石油开采力度的加强，高压甚至超高压油井的不断出现，钻井设备所要面对的工况也愈加恶劣、复杂，因此出现了诸如阻塞流的情况发生。

阻塞流是指流体在经过控制阀时所能达到的极限或最大流量状态，常在调节阀前后压差较大的情况下出现，此时在缩流断面处静压最低、流速最高，使阀腔内形成气液两相共存的现象。节流阀工作时气泡破裂(闪蒸现象)产生高温并释放热量，活性气体借助热量发生氧化反应，对金属产生化学腐蚀；另外气泡破裂也会产生极大的冲击力，损伤阀芯、阀杆、阀体，减短阀门使用寿命。阻塞流时，会带来内部零件的振动，节流阀与工艺管线为刚性连接，节流阀较大的振动还会传导到工艺管线上，引起管道振动，一旦二者的频率一致时将产生共振，造成整个生产管线的破坏性事故。

附图3为常规外笼套式节流阀内腔结构图。当流体介质进入阀腔时，作用在阀杆(17’)上的巨大作用力与介质经过阀芯(4’)时闪蒸现象造成的冲击力，使阀杆(17’)、衬套(16’)、阀芯(4’)之间剧烈振动，易造成配合连接的衬套(16’)掉落使节流阀失去调节功能，另外直接受流体冲击的阀杆(17’)由于采用悬臂梁结构，极易造成阀杆(17’)的断裂。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种阻塞流用内笼套式节流阀，提升节流阀的可靠性和安全性，从而适用于阻塞流的工况中。

本发明采用了下列技术方案解决了其技术问题。

一种阻塞流用内笼套式节流阀，其特征包含：阀体、阀座、阀芯、导向套、阀杆组件；

所述阀座的底部与所述阀体的出口接触；

所述阀座的顶部与阀芯的底部固定连接；

所述阀芯的外侧壁一侧设置有阀体的进口，且阀芯的外侧壁上设置有若干个节流孔；

所述导向套的底部与阀芯的顶部固定连接；

所述阀杆组件设置在导向套与阀芯的内部空间里面，且其外侧壁均与所述导向套、阀芯的内侧壁接触；

当阀杆组件上升到最大行程时，所述阀杆组件的外侧壁不接触任何一个节流孔；

当阀杆组件下降到最大行程时，所述阀杆组件的外侧壁与所有节流孔接触。

优选地，第一减振片安装夹在阀芯与阀座之间。

优选地，导向套内侧壁开设有台阶，

密封圈设置在阀杆组件的外侧壁，且与导向套的台阶接触。

所述密封圈用锁紧螺母固定在导向套的台阶上。

优选地，所述阀座的顶部设置有台阶；阀芯的底部套在阀座的台阶上。

优选地，导向套的顶部穿过阀体的顶部，且盘根盒穿过阀杆组件安装到阀体的顶部，并在盘根盒与导向套之间装上第二减振片。

优选地，所述盘根盒与阀体的顶部用上紧螺栓固定。

优选地，所述阀杆组件包括阀杆、衬套、螺母；

所述阀杆的底部设置有台阶，其内部开有压力平衡孔；

所述衬套套在阀杆底部的台阶上，且在阀杆中部旋上两个螺母并紧到衬套的顶部，以防止在节流时衬套攒动。

优选地，所述阀杆的顶部穿过所述盘根盒，并且螺纹连接手轮，以上下移动所述阀杆。

优选地，所述阀座的侧壁与阀体之间装有2个o型圈。

优选地，所述导向套的底部与阀芯的顶部用紧定螺钉固定。

通过采用上述技术方案，本发明达到的技术效果是：在直接受冲击的阀芯、导向套之间增加减振片，通过压紧的方式提高阀内部零件的稳定性，减少阻塞流产生的振动；阀杆上设置了衬套并置于阀芯内部，避免了高压流体直接冲击阀杆，延长了节流阀的使用寿命；阀芯、衬套、阀座均采用硬质合金，防止阻塞流导致振动破坏以及空化腐蚀。

附图说明

图1是本发明阻塞流用内笼套式节流阀示意图；

图2是阻塞流用内笼套节流阀内部结构放大图；

图3是常规外笼套式节流阀结构与本发明阻塞流用内笼套节流阀结构的对比图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本发明的范围。

如附图1与附图2所示，本发明包括：阀体(1)、阀座(2)、阀芯(4)、导向套(6)、阀杆组件(11)。阀座(2)设置在阀体(1)的出口位置上，阀座(2)与阀体(1)之间装有o型圈(14)。所述阀座(2)的顶部设置有台阶；阀芯(4)的底部套在阀座(2)的台阶上，并且第一减振片(3)安装夹在阀芯(4)与阀座(2)接触面之间。所述阀芯(4)的外侧壁一侧设置有阀体(1)的进口，且阀芯(4)的外侧壁上设置有若干个节流孔；所述导向套(6)的底部与阀芯(4)的顶部固定连接，且在导向套(6)的两侧螺孔装上紧定螺钉(5)。所述阀杆组件(11)设置在导向套(6)与阀芯(4)的内部空间里面，阀杆组件(11)包含：阀杆(17)、衬套(16)、螺母(15)；所述阀杆(17)的底部设置有台阶，其内部开有压力平衡孔；所述衬套(16)套在阀杆(17)底部的台阶上，且在阀杆(17)中部旋上两个螺母(15)并紧到衬套(16)的顶部，以防止在节流时衬套(16)攒动。其中，阀座、阀芯、衬套等直接暴露于节流介质的零件均采用硬质合金材料，避免阻塞流现象加剧内部零件化学腐蚀。导向套(6)内侧壁开设有台阶，密封圈(12)设置在衬套(16)的外侧壁，且与导向套(6)的台阶接触，锁紧螺母(13)将密封圈(12)封闭在导向套(6)台阶内部。导向套(6)的顶部穿过阀体(1)的顶部，盘根盒(8)安装到阀体(1)的顶部，并在盘根盒(8)与导向套(6)之间装上第二减振片(7)。所述盘根盒(8)与阀体(1)的顶部用上紧螺栓(9)固定。进一步，盘根盒(9)压紧导向套(6)、阀芯(4)，阀芯(4)再压紧阀座(2)，并且其中夹有的减振片减少阻塞流导致的内部零件震动及震动造成的破坏。

所述阀杆(17)的顶部穿过所述盘根盒(8)，并且螺纹连接手轮(10)，以上下移动所述阀杆组件(11)。当阀杆组件(11)上升到最大行程时，所述阀杆组件(11)的衬套(16)不接触任何一个节流孔；当阀杆组件(11)下降到最大行程时，所述阀杆组件(11)的衬套(16)与所有节流孔接触。

本发明的工作原理如下：流体介质从阀体(1)进口流入，然后流体介质通过阀芯(4)上的节流孔流进阀芯(4)内腔，节流后的流体再经过阀座(2)流入阀体(1)的出口处，离开阀体(1)之后继续进入节流阀下游管道。当需要调节流量时，转动手轮(10)，通过螺纹传动使阀杆组件(11)上下运动。阀杆组件(11)上的衬套(16)与阀芯(4)上的节流孔之间的配合关系，在上下移动的过程当中会遮住阀芯(4)上的部分节流孔，使总的过流面积发生改变从而实现调节流量的功能。

本发明内笼套节流阀阀芯设置在阀杆、衬套外部，在径向方向上导向套、阀芯、衬套、阀杆自外向内相互紧密配合，减缓流体直接冲击在阀芯上产生的振动，保护阀杆；轴向方向上，所有零件之间被盘根盒压紧并夹有减振片减少振动。进一步，阀座、阀芯、衬套这些直接暴露于节流介质的零件均采用硬质合金材料，避免阻塞流现象加剧内部零件化学腐蚀。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求。