[实用新型]一种新型固、完井管柱浮阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及固、完井配件工具，尤其是涉及一种在固、完井管柱中使用的浮阀。

背景技术

浮阀是一种广泛应用于石油天然气钻井工艺中的工具，在工作过程中，当液体正循环时，克服阀阀芯复位弹簧阻力，在流体的作用下推动阀芯半球离开阀座，浮阀开启，流体顺利通过；而当液体停止正循环时，在弹簧力和内压的作用下，阀芯回位紧贴阀座和盘根，浮阀关闭。然而，浮阀一般所处使用环境比较恶劣，故常常会出现浮阀失效的问题，主要原因在于弹簧失效和阀芯半球的磨损导致内通道不能及时关闭或无法关闭，甚至引起重大安全事故的发生，后果十分严重。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本实用新型针对钻具浮阀提供一种结构简单、成本较低、性能可靠、现场安装方便的能够在固、完井管柱中应用开来的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种新型固、完井管柱浮阀，包括顶盖、中筒、支板、芯孔、护壁、下筒、进流孔、球面壁、出流孔、中心杆、半球台、弹簧；顶盖下方连接中筒，中筒中部设有一支板，支板中间开有一芯孔，支板设有一护壁，护壁、支板与中筒为一整体结构；中筒下端连接下筒，下筒下端管壁厚于上端管壁，下筒下端中部设有一进流孔，进流孔上部下筒上设有一段球面壁，球面壁上方的下筒壁上设有出流孔；中心杆与其下端的半球台为一整体结构，半球台与支板之间设有一弹簧，中心杆穿过弹簧和芯孔，并伸出支板上方；弹簧保持受压状态，半球台下部球面紧贴球面壁。

其中，顶盖为一圆顶壳状结构。

其中，下筒下端为锥形结构。

其中，所述出流孔为4个。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下特点：

1、本实用新型所述半球台为一半球体结构，半球台直径大于出流孔直径。

2、本实用新型所述中心杆长度大于半球台紧贴球面壁时半球台上端面与支板上端面之间的距离。

3、本实用新型所述在护壁和中心杆之间可以设置1个或1个以上不同曲率半径大小和弹性指数的弹簧，且护壁起限位作用。

4、本实用新型所述出流孔的孔径方向与水平线向上呈一定夹角，且所有开孔的流道截面积不小于进流口的横截面积。

5、本实用新型所述球面壁与半球台的材质不同，半球台材质为耐磨损材质，前者的硬度小于后者以确保磨损后的半球台在复位后能够依靠弹簧弹力作用挤压球面壁变形，两者密合。

本实用新型中，如果流体流量过大，弹簧压缩量过大时，半球台护壁限位，保证弹簧不会因为过度变形而失效，不会引起安全事故的发生。

附图说明

图1本实用新型装置剖面示意图；

图2顶盖示意图；

图3中筒示意图；

图4下筒示意图；

图5半球台和中心杆示意图；

图6出流孔局部放大示意图。

具体实施方式

以下实施用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

本实用新型包括：顶盖1、中筒2、支板3、芯孔4、护壁5、下筒6、出流孔7、球面壁8、进流孔9、中心杆10、半球台11、弹簧12。顶盖1为一圆顶壳状结构，下端设有内螺纹。顶盖下方连接中筒2，中筒上下端均设有外螺纹，中筒2中部设有一支板3，支板中间开有一芯孔4，支板3设有一护壁5，护壁5、支板3与中筒2为一整体结构。中筒2下端连接下筒6，下筒6上端设有内螺纹，下端为一锥形结构，同时在下端设置外螺纹，下筒下端管壁厚于上端管壁，下端中部设有一进流孔9，进流孔9上部下筒6上设有一段球面壁8，球面壁8上方的下筒6壁上可以4个出流孔7。中心杆10与其下端的半球台11为一整体结构。半球台11与支板3之间设有一弹簧12，中心杆10穿过弹簧12和芯孔4，并伸出支板3上方。弹簧12保持受压状态，半球台11下部球面紧贴球面壁8。

所述半球台11为一半球体结构，半球台11直径大于进流孔9直径。

所述中心杆10长度大于半球台11紧贴球面壁8时半球台11上端面与支板3上端面之间的距离。

该装置工作过程如下：装置通过下筒6下端外螺纹与下部设备连接。装置呈常闭状态，流体通过进流孔9进入装置。随着流体的流入，流体开始冲击和推压半球台10，使得半球台10和中心杆11向下运动，流体进入后，通过四个出流孔7再流出。装置内部半球台11与支板3之间设有弹簧12，中心杆10穿过弹簧12和芯孔4，并伸出支板3。弹簧12保持受压状态，半球台11的球面紧贴球面壁8。如果流体流量过大，弹簧12压缩量过大时，半球台10护壁5限位，保证弹簧12不会因为过度变形而失效。