[发明专利]一种水下液压换向阀

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻采机械技术领域，特别涉及一种深水钻井井控 装置用阀，概括说是一种控制水下液压控制系统主功能回路通断的液 控阀。

背景技术

由于世界石油资源紧缺，特别是陆上石油资源越来越少，各国将眼 光纷纷投向海洋。但是由于国内海洋钻采装备制造业发展缓慢，随着 工作水深的日益增加，国内各企业现有的设备越来越满足不了海上开 发的需要了。而且海洋钻采的各种设备大多依赖进口，成本高，同时 受到技术上的诸多限制。

目前，国内市场上的各种阀件主要用于陆地，而能够应用于水下的， 特别是能用用于大洋深处恶劣环境的石油钻采井控装置上使用的阀件 基本处于空白。

发明内容

本发明的目的是：提供一种水下液压换向阀，实现深水高压恶劣环 境下的石油钻采井控装置安全稳定地工作，为深水钻井井控装置提供 一种液控阀件。

本发明采用的技术方案是：一种水下液压换向阀，包括液压先导阀 和液控主阀两部分：液压先导阀主要由先导阀阀体、丝堵、电磁控制 模块、活塞、活塞杆、弹簧支撑板、压缩弹簧、主阀座、压板、上密 封板、阀芯、阀罩和下密封板组成。

先导阀阀体通过螺纹固定在主阀座上部。在先导阀阀1的上部有固 定电磁控制模块的安装腔。安装腔内固定有电磁控制模块。固定电磁 控制模块的安装腔连通有三条油路：一条油路是连通主阀体上的导向 油口的供给油路，一条油路连通先导阀阀体内的活塞腔上部，第三条 油路连通向先导阀阀体外。这三条油路的通断由固定在三条油路交汇 处的电磁控制模块控制。先导阀阀体下部外壁上有一个圆周槽，圆周 槽的横截面可以是V型，也可以是矩形或圆弧形。圆周槽内有一个横 向小孔，横向小孔连通先导阀阀体内的供给油路。在圆周槽上下两侧 分别有密封圈，密封圈在先导阀阀体与主阀座之间，防止导向油口中 的液压油泄露出阀体外。圆周槽与主阀座上的导向油口相对。

先导阀阀体有圆柱形活塞腔，活塞腔下部有圆柱形弹簧腔。活塞腔 内有活塞。活塞圆柱面上有密封圈，能防止活塞腔内的液压油进入弹 簧腔。活塞下端螺纹连接有活塞杆，活塞杆另一端固定有圆柱状阀芯。 在活塞与阀芯之间从上至下依次套装在活塞杆上有弹簧支撑板、压缩 弹簧、压板以及上密封板。上密封板与活塞杆之间装有密封圈，上密 封板与主阀座之间有密封圈，密封圈的作用是防止主油路中的液压油 泄漏进入弹簧腔。

主阀座为圆柱形，主阀座上有导向油口、供给油口、排泄油口和功 能油口。在主阀座内固定有一个阀罩。阀芯位于阀罩腔内。在主阀座 内腔底部并在阀罩的下部有环形的下密封板。

所述的阀罩的上下均匀分布有两周圆孔，阀罩的外壁和内壁上中间 分别有一道凸起的台阶，每个台阶上均有密封圈，分别与主阀座内腔 壁和阀芯接触，并将阀罩上下的两周圆孔隔离开。阀罩的上圈孔与主 阀座供给油口连通；阀罩的下圈孔与主阀座排泄油口连通。阀罩内腔 通过下密封板的中心孔与主阀座的功能油口连通。

先导阀阀体与主阀座螺纹旋紧后，先导阀阀体压紧压板，压板推动 上密封板、阀罩和下密封板与主阀座的腔底压紧并密封。

为了限定活塞与弹簧支撑板之间距离，在活塞杆的外壁上有一个环 形台阶。

所述的活塞杆另一端固定圆柱状阀芯，固定方式是通过螺母固定 的，即活塞杆端部有梯形外螺纹，通过梯形螺母将圆柱状阀芯固定， 不仅可以调定弹簧的预紧力，采用梯形螺纹能自锁。

为了使液控主阀内阀芯与阀罩之间密封，在阀芯与阀罩之间有一道 密封圈。

为了保障阀罩与主阀座之间的滑动密封，在阀罩与主阀座内腔壁之 间有一道密封圈。

所述的下密封板与主阀座内腔壁之间有密封圈。

本发明的有益效果：本发明水下液压换向阀结构紧凑，导向油口、 供给油口、以及功能油口均在主阀座一侧，便于各油路集成设计，模 块化安装；该阀核心部分是一个座阀，采用金属与非金属平面密封技 术，耐磨性好，寿命长，密封可靠，可利用高压小流量先导阀控制高 压大流量流体；该阀大部分材料由耐海水不锈钢制成，耐腐蚀性好， 工作可靠，寿命长，适用于深水井控装置。而且通过更改主阀座各个 油口口径及阀芯外形尺寸可以产生各种口径、各种状态的液控阀，便 于产品系列化，满足各种场合要求。

附图说明

图1是本发明水下液压换向阀结构剖面示意图。为本发明总体结构 示意图。