本實(shí)用新型涉及油氣井節(jié)流控制閥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐沖蝕節(jié)流閥。

背景技術(shù)：

鉆井節(jié)流閥作為鉆井井控系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，在出現(xiàn)井涌、溢流等復(fù)雜情況時(shí)通過調(diào)節(jié)開度，實(shí)施節(jié)流循環(huán)以控制井底回壓，在欠平衡鉆井、控壓鉆井以及其他油氣井精細(xì)壓力控制領(lǐng)域需要節(jié)流閥始終控制井口返出的流體，把回壓值控制在合理的范圍內(nèi)，最終排除險(xiǎn)情。而且由于節(jié)流閥是連續(xù)帶壓工作的，對(duì)節(jié)流閥的工作可靠性、使用壽命、現(xiàn)場的可維護(hù)性、防止巖屑堵塞以及壓力控制的精確性都提出了更高的要求。

目前鉆井節(jié)流閥按閥芯結(jié)構(gòu)分為楔形、針形、筒式和孔板式四類節(jié)流閥，其執(zhí)行器主要是直線液缸驅(qū)動(dòng)的形式。節(jié)流閥在鉆井過程中長期保持50%開度狀態(tài)，所處工況十分惡劣，尤其是當(dāng)高速流體攜帶重晶石粉或鐵礦粉等固體顆粒沖擊節(jié)流閥時(shí)，流道通徑變小、壓力降低引發(fā)混合流體流速增加，加上高速流體的交變力作用導(dǎo)致節(jié)流閥出現(xiàn)閥芯劇烈振動(dòng)斷裂、閥芯表面局部嚴(yán)重沖蝕磨損等問題，甚至最終導(dǎo)致節(jié)流閥失效引發(fā)安全險(xiǎn)情。目前為止，針對(duì)上述鉆井節(jié)流閥閥芯容易發(fā)生斷裂及沖蝕磨損嚴(yán)重等問題，主要解決方式采用改變閥芯結(jié)構(gòu)和材料以提高抗振動(dòng)及耐沖蝕能力，具體：采用釬焊連接針形節(jié)流閥閥芯和閥桿，降低閥芯斷裂概率，但由于針形閥芯和筒式閥芯均采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，加之進(jìn)口流體無阻礙直接沖擊作用于閥芯導(dǎo)致閥芯斷裂問題至難以解決。而楔形閥芯下端緊靠閥座，上端通過軸線與進(jìn)口軸線平行的銷釘連接閥桿，形成簡支梁結(jié)構(gòu)，降低振動(dòng)，采用硬質(zhì)合金材質(zhì)加工閥芯，降低沖蝕磨損。但銷釘孔出現(xiàn)應(yīng)力集中加之流體的沖擊作用依然導(dǎo)致閥芯斷裂，同時(shí)楔形閥芯頂端和尾端導(dǎo)流面沖蝕磨損嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種耐沖蝕節(jié)流閥，該節(jié)流閥抗沖蝕、抗振動(dòng)、流通能力和抗堵塞能力強(qiáng)、使用壽命長。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種耐沖蝕節(jié)流閥，包括閥桿、閥蓋、閥體、閥芯，所述閥體內(nèi)具有閥腔，所述閥腔下端設(shè)置有出口通道，閥腔右側(cè)設(shè)置有進(jìn)口通道，所述閥蓋由閥體的上端向下延伸至其下端面低于所述進(jìn)口通道的下側(cè)，且處于所述閥腔內(nèi)；所述閥蓋位于所述閥腔內(nèi)的部分橫截面面積小于所述閥蓋位于所述閥腔上端的部分橫截面面積，且所述閥蓋位于所述閥腔內(nèi)的部分表面具有硬質(zhì)合金層。

所述閥桿插入所述閥蓋內(nèi)，所述閥芯通過銷釘連接在所述閥桿的下端，所述銷釘?shù)难由旆较蚺c所述進(jìn)口通道的延伸方向垂直。

所述閥芯上端呈圓柱形，在圓柱形的閥芯下端對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)節(jié)流斜面，節(jié)流斜面下部對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)與閥芯圓柱端軸線平行的節(jié)流豎直面。

所述閥芯采用的材料為硬質(zhì)合金材料。

由于閥蓋加長，為保持閥腔的體積，所述閥腔下端設(shè)置有沉槽，擴(kuò)大體積同時(shí)也能降低流速，形成緩沖區(qū)。

所述閥腔底面與進(jìn)口通道軸線之間的垂直距離大于所述閥腔頂面與進(jìn)口通道軸線之間的垂直距離。

所述出口通道的側(cè)壁上設(shè)置有耐磨套；所述耐磨套采用的材料為硬質(zhì)合金。

所述閥桿與閥蓋之間設(shè)置有用于密封閥桿與閥蓋的盤根。

本實(shí)用新型耐沖蝕節(jié)流閥，通過將閥蓋由閥體上端插入閥體內(nèi)部，并向下延伸至底面低于閥體進(jìn)口通道的下側(cè)，并在閥蓋處于所述閥腔的部分做縮徑處理使得處于閥腔內(nèi)部的閥蓋橫截面面積小于處于閥腔上端的閥蓋橫截面面積，使得流體經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入閥腔時(shí)，直接沖擊作用于閥蓋縮徑部分，并且其表面具有的硬質(zhì)合金層增強(qiáng)閥蓋的耐沖蝕性能，并且流體直接沖擊作用于閥蓋從根本上避免了因流體直接沖擊對(duì)閥芯造成的沖蝕和振動(dòng)，延長了閥芯的壽命。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型耐沖蝕節(jié)流閥的閥芯通過銷釘連接在閥桿的下端，改變節(jié)流閥將銷釘?shù)拈_孔方向與進(jìn)口通道軸線平行的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，將銷釘?shù)难由旆较蚺c進(jìn)口通道的延伸方向垂直設(shè)計(jì)，進(jìn)一步避免了流體對(duì)銷釘?shù)闹苯記_擊，從而銷釘不會(huì)被沖斷，同時(shí)銷釘位置的改變?cè)黾恿碎y芯抗變形能力，進(jìn)而降低了閥芯振動(dòng)斷裂的概率。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型耐沖蝕節(jié)流閥，閥芯上端呈圓柱形，在圓柱形的閥芯下端對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)節(jié)流斜面，節(jié)流斜面下部對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)與閥芯圓柱端軸線平行的節(jié)流豎直面，使得節(jié)流閥在保證承受更高壓力的情況下，過流面積加大，降低了節(jié)流閥大排量的背壓，節(jié)流閥向下引流效果更好，引流方向基本與出口通道軸線方向一致，減少了對(duì)出口通道處設(shè)置的耐磨套的沖擊，進(jìn)一步提高了節(jié)流閥的使用壽命。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型耐沖蝕節(jié)流閥，閥腔閥腔底面與進(jìn)口通道軸線之間的垂直距離大于所述閥腔頂面與進(jìn)口通道軸線之間的垂直距離，增大了閥腔的體積，降低了進(jìn)入閥腔內(nèi)流體的速度，減小流體對(duì)閥芯及閥蓋下部的沖蝕，進(jìn)一步提高節(jié)流閥的使用性能和壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的耐沖蝕節(jié)流閥內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的耐沖蝕節(jié)流閥閥桿與閥芯連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2沿A-A方向的剖面圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的耐沖蝕節(jié)流閥閥芯主視圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的耐沖蝕節(jié)流閥閥芯側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

一種耐沖蝕節(jié)流閥，如圖1~3所示，包括閥桿1、閥蓋3、閥體4、閥芯6，所述閥體4內(nèi)具有閥腔8，所述閥腔8下端設(shè)置有出口通道11，閥腔8右側(cè)設(shè)置有進(jìn)口通道12，所述閥蓋3由閥體4的上端向下延伸至下端面低于所述進(jìn)口通道12的下側(cè)，且處于所述閥腔8內(nèi)；所述閥蓋3位于所述閥腔8內(nèi)的部分橫截面面積小于所述閥蓋3位于所述閥腔8上端的部分橫截面面積，且所述閥蓋3位于所述閥腔8內(nèi)的部分表面具有硬質(zhì)合金層。

進(jìn)一步的，所述閥桿1插入所述閥蓋3內(nèi)，所述閥桿1與閥蓋3之間設(shè)置有用于密封閥桿1與閥蓋3的盤根2，所述閥芯6通過銷釘5連接在所述閥桿1的下端，所述銷釘5的延伸方向與所述進(jìn)口通道12的延伸方向垂直。

進(jìn)一步的，如圖4~5所示，所述閥芯6上端呈圓柱形，在圓柱形的閥芯6下端對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)節(jié)流斜面61，節(jié)流斜面下部對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)與閥芯6圓柱端軸線平行的節(jié)流豎直面62。

為了進(jìn)一步提高閥芯的耐沖蝕性能，所述閥芯采用的材料為硬質(zhì)合金材料。

進(jìn)一步的，閥腔8下端設(shè)置有沉槽9。

為了擴(kuò)大閥腔的體積，提高閥芯的耐沖蝕性能，所述閥腔8底面與進(jìn)口通道12軸線之間的垂直距離大于所述閥腔8頂面與進(jìn)口通道12軸線之間的垂直距離。

為了進(jìn)一步提高節(jié)流閥的使用壽命，所述出口通道11的側(cè)壁上設(shè)置有耐磨套10；所述耐磨套10采用的材料為硬質(zhì)合金。

使用本實(shí)施例耐沖蝕節(jié)流閥進(jìn)行油氣井節(jié)流調(diào)壓過程中，流體經(jīng)過新型節(jié)流閥入口，沖擊到具有硬質(zhì)合金層的閥蓋后，再經(jīng)過閥芯與閥體之間的閥腔，再經(jīng)過新型節(jié)流閥出口流出，閥桿帶動(dòng)閥芯上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生所需的節(jié)流壓力。