[发明专利]一种能稳定密封的顶驱旋塞阀

说明书

本发明涉及流体控制阀技术领域，具体涉及一种能稳定密封的顶驱旋塞阀；采用的技术方案是：一种能稳定密封的顶驱旋塞阀，包括阀体和设置在阀体内的上阀座、阀芯、下阀座；所述阀芯中部设有介质通道，且所述阀芯与所述阀体转动连接，所述阀体设有用于带动所述阀芯转动的传动组件，以通过所述阀芯的旋转实现顶驱旋塞阀的开启或关闭；所述阀体上还设有弹性蓄能组件，所述弹性蓄能组件在阀芯由开启状态旋转至关闭状态的过程中储能。能够减小阀芯作用在上阀座上的作用力，从而减小阀芯和阀座之间的摩擦力，确保顶驱旋塞阀的密封的稳定性和可靠性，提高顶驱旋塞阀的使用寿命。

技术领域

本发明涉及流体控制阀技术领域，具体涉及一种能稳定密封的顶驱旋塞阀。

背景技术

旋塞阀是关闭件或柱塞形的旋转阀，通过旋转90度使阀塞上的通道口与阀体上的通道口相通或分开，实现开启或关闭的一种阀门。现有的顶驱旋塞阀由阀体、上阀座、下阀座和阀芯组成，上阀座和下阀座之间形成密封，以防止在顶驱旋塞阀关闭时介质流通。

顶驱旋塞阀作为一种钻具内防喷球阀已经广泛应用在钻井和修井施工作业中，用于隔断或者连通钻柱水眼中的液体。在正常钻进过程中打开阀钻井液进入钻柱，接单根时关闭阀可以避免钻井液溅在井台上，既避免了钻井液的浪费，又满足了环保要求；当井下发生井涌、井喷等事故时及时关闭阀可以防止可燃气体或者液体溢出井口，造成人员伤亡和财产损失。

经发明人研究发现，在顶驱旋塞阀关闭时，介质压力将阀芯顶向上阀座，从而将阀芯上密封面紧贴在上阀座的下密封面，使得阀芯和上阀座间存在较大的作用力与反作用力。当顶驱旋塞阀在带压打开时，阀芯和上阀座产生相对转动，由于阀芯和上阀座间存在较大的作用力，阀芯和上阀座之间存在较大的摩擦力，加速了阀芯和/或上阀座的磨损，导致顶驱旋塞阀的密封的稳定性和可靠性降低，难以在顶驱旋塞关闭时有效的阻断介质，从而缩短顶驱旋塞阀的使用寿命。

发明内容

针对上述现有的顶驱旋塞阀在带压开启时，阀芯和上阀座之间摩擦力大磨损严重的技术问题；本发明提高了一种能稳定密封的顶驱旋塞阀，能够减小阀芯作用在上阀座上的作用力，从而减小阀芯和阀座之间的摩擦力，确保顶驱旋塞阀的密封的稳定性和可靠性，提高顶驱旋塞阀的使用寿命。

本发明通过以下技术方案实现：

一种能稳定密封的顶驱旋塞阀，包括阀体和设置在阀体内的上阀座、阀芯、下阀座；所述阀芯中部设有介质通道，且所述阀芯与所述阀体转动连接，所述阀体设有用于带动所述阀芯转动的传动组件，以通过所述阀芯的旋转实现顶驱旋塞阀的开启或关闭；所述阀体上还设有弹性蓄能组件，所述弹性蓄能组件在阀芯由开启状态旋转至关闭状态的过程中储能。

本发明在使用时，顶驱旋塞阀连接在管路中(通常是两端分别连接钻杆)，顶驱旋塞阀的下端与高压介质相连。当顶驱旋塞阀打开时，高压介质从阀芯中部的介质通道流过，在弹簧垫片的作用下，上阀座密封面和下阀座密封面均贴合在阀芯上，以防止介质流入阀芯与阀体之间的空隙中；此时，介质并不会将阀芯紧压在上阀座上，阀芯与上阀座和下阀座之间的作用力较小，能够轻松的旋转，且阀芯的旋转并不会产生严重的磨损。

当需要关闭旋塞阀时，随着阀芯的旋转介质通道的有效流通面积逐渐缩小，阀芯上下两端的压差逐渐增大，从而在高压介质的作用下降阀芯紧压在上阀座上。现有的阀门此时阀门关闭的力矩较大难以顺利的关闭旋塞阀，且阀芯作用在上阀座上的作用力较大，阀芯和上阀座之间存在较大的摩擦力，加速了阀芯和/或上阀座的磨损，导致顶驱旋塞阀的密封的稳定性和可靠性降低，难以在顶驱旋塞关闭时有效的阻断介质，缩短了顶驱旋塞阀的使用寿命。而本发明中，在阀芯由开启状态旋转至关闭状态的过程中储能，减小了阀芯在旋转至关闭过程中阀芯所受到的向上的合力，从而减小阀芯作用在上阀座上的作用力、减小阀芯和/或上阀座的磨损，确保顶驱旋塞阀的密封的稳定性和可靠性降低，以在顶驱旋塞关闭时有效的阻断介质，延长顶驱旋塞阀的使用寿命。并且，能够减小顶驱旋塞阀在带压状态下关闭和打开的阻力，从而减小顶驱旋塞阀的驱动阻力，缩小顶驱旋塞阀驱动机构的体积。