[实用新型]外套筒笼套式节流阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种节流阀，特别是用于石油、天然气等的钻井中，节流效果好且使用寿命长的节流阀。

背景技术

在目前使用的节流阀中主要有针阀式节流阀、盘式节流阀、笼套式节流阀。

 1、针形节流阀是市场上最早的节流阀设计，主要用于较浅的低压井，其操作原理与针阀非常相似，是通过针形阀芯下移，关闭或减小与锥形阀座间的流通面积来形成节流，在节流的同时会使流体的流速增大这样就会加快对阀体内部的侵蚀和损坏，流体高速冲刷针形阀芯和套筒，使得阀内部件会很快被磨损。而且这种节流阀在当压力下降时，根据热力学原理会引起流体温度降低，当有液体存在时，可能发生冰冻，从而引起堵塞。

 2、盘式节流阀是使用两种喷嘴盘来敞开或覆盖较低阀盘的喷嘴，一个是静止的，一个是旋转的。阀的操作从全开到全关是90度。这种阀的形式一定程度上解决了针阀式设计的缺点，因为这种设计使水合物的形成引起冰冻的可能性减少了。由于阀的设计上阀口或流通尺寸是一个喷嘴或一对喷嘴打开的结果，不是针阀的周长，因此，阀口有一个大的横界面，不容易冰冻或堵塞，这种设计一定程度上解决了这个问题，但是流体控制差和出口侵蚀的问题仍然存在。与针阀式一样，这种设计主要是对阀盘的磨损，高速率喷射流通向阀出口，这会导致阀体侵蚀的高可能性。因为切断与节流喷嘴很接近，切断能力将受到不良影响，但是与针阀式相比，这种情况通常比率更低。阀在全开位置时工作最好，因为这一位置使得流体直接流向出口，在阀门设定开度值较低时，由于流体喷射流通向内件喷嘴，阀体出口容易很快被侵蚀，90度时会引起很坏的折转率，这是由于阀杆动作时阀口快速打开。这种节流阀仍然存在着快速侵蚀和磨损的问题，这种结构使高速率喷射流直接进入阀出口引起阀盘的下游很快损坏。

 3、多通道笼套式节流阀的内套筒上面均匀分布很多的节流通道，这种节流阀的工作原理是使内部阀塞来覆盖或敞开笼套喷嘴，阀的操作是通过多圈旋转来推下或提升阀杆，当笼套喷嘴完全打开时阀门工作情况最好。这种设计减少了针阀式设计中常见的水合物或冰冻问题，内柱塞设计虽然比盘式节流阀使用寿命高，但是阀座面在柱塞的前边缘和笼套的下游内径上，这两个都是直接与高速率喷射流直接接触的，这会导致阀芯和阀座快速损耗，特别是在腐蚀性应用中更是如此。当阀芯磨损时就失去了节流效果。

 4、为了解决上述的节流阀所出现的问题设计出了一种外套筒笼套式节流阀，这种节流阀的阀芯上半部有两个对称的大圆孔，在这两个大圆孔的下方有两个对称的小圆孔，两个小圆孔所在直线与两个大圆孔所在直线呈90°。这种结构通过使流体力产生背压以减少内件材料所需要做的工作使得内件寿命得以延长，大大减小了流体对阀座和控件的磨损。外套筒笼套设计提高了阀座和阀出口的寿命，阀座寿命的延长是通过移动阀座从节流喷嘴上游进入阀的低流速区域。这种结构大大增加了阀座和控件的使用寿命，但是在半开状态下，两个小孔受到的流体冲击力很大在长期使用中会使小孔扩大而影响节流效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种既能够延长阀体、阀座和控件的使用寿命又能够很好的控制节流效果的节流阀。

为了解决上述技术问题，一种外套筒笼套式节流阀，包括控制轮、阀杆、阀体，阀杆安装在阀体内，阀杆的顶端与控制轮相连，阀杆的下端安有调节螺栓，调节螺栓的下端与加厚层连接，加厚层连接在外套筒的顶端，外套筒套在内套筒外面，内套筒底部与内套底座连接在一起；内套筒固定环套在内套底座上，内套筒筒壁的中部均匀分布着2～6个倒三角形节流孔且倒三角形的三个角均为圆角，其中一个倒三角形节流孔正对着流体入口。三角形的三个角如果为尖角那么三个角受到的集中应力会很大很容易从三个角处开裂，所以将三个角设计为圆角。外套筒结构能使流体力产生背压以减少内件材料所需要做的工作使得内件寿命得以延长，大大减小了流体对阀座和控件的磨损。

前述的外套筒笼套式节流阀中，内套筒筒壁的中部均匀分布着2个或4个倒三角形或倒梯形节流孔且倒三角形的三个角均为圆角，其中一个倒三角形节流孔正对着流体入口。其中一个倒三角形节流孔正对着流体入口是为了让流体顺利进入内套筒内部、并使其各个结构受到相同的冲击力从而不会出现受力不均匀的现象，以免力的不平衡产生撞击内套筒内部局部结构的现象。另外，在阀门开启时，首先形成通流的是倒三角或倒梯形的底端部分，通流面积较小，可以很好地控制小流量和低出口压力，而不至于产生阀门一打开，压力、流量突然增大的情况，便于操作和控制。这一点，相对于针形节流阀优势尤其明显。