[发明专利]一种节流阀及其阀芯

说明书

本发明公开了一种阀芯，具有贯穿两端面的较大直径通孔，阀芯的第一端的侧壁开设有连通于通孔的侧孔，为阀芯两端的腔室构建流体流动通道，使得流体在阀芯两端腔室处于流通状态，以便于阀芯两端腔室保持压力平衡，避免阀芯通孔和近阀杆端的腔室发生堵塞，从而确保了节流阀能够进行开度调节，有效保证了节流阀使用的可靠性。本发明还公开了一种应用上述阀芯的节流阀。

技术领域

本发明涉及井控装备技术领域，特别涉及一种节流阀及其阀芯。

背景技术

石油天然气钻井过程中，当出现溢流、井涌等险情关井后，需要通过节流压井管汇进行循环压井，处理险情。节流管汇的工作原理实质就是利用节流阀改变循环通道的过流面积，进而控制通过的流体流量，从而控制节流阀前压力，达到间接控制井底压力，重新建立井底压力平衡的目的。

筒式节流阀是最适宜于石油天然气，特别是高压、高产气井的钻井用节流阀。筒式节流阀在工作过程中易因阀芯内孔流体通道堵塞、阀芯—阀杆端腔室堵塞，阀芯前后腔室失去压力平衡无法正常进行开度调节而失效；易因阀芯固定螺栓松脱进而阀芯松脱失效；易因长期承受钻井液的冲击及冲蚀失效。导致失效的因素主要分为3大类，第1类为靶结构和材料性能因素，如节流阀结构存在缺陷，开度调节功能失效、阀芯松脱；节流阀材料、阀芯结构(攻角)及材料(硬度)，表面粗糙度不适等，第2类为冲蚀材料性能因素，如钻井液中固相颗粒的含量、形状、大小、硬度等，第3类为环境因素，含气量、冲蚀时间、流体速度等。其中，第1类因素为本质因素，降低第1类因素的影响能同时降低第2类和第3类因素的影响，从根本上避免节流阀失效，提高节流阀的使用可靠性和抗冲击、耐冲蚀性能。

目前，国内使用的筒式节流阀在使用可靠性、抗冲击及耐冲蚀性能方面均受制于第1类影响因素中阀芯结构的制约，存在明显的短板。另外，由于震动导致的阀芯和阀杆连接处脱落、断裂也是导致阀芯失效的主要形式之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种阀芯，能够使阀芯两端腔室始终处于连通和压力平衡状态，确保不会发生因阀芯通孔堵塞、近阀杆端腔室堵塞，造成阀芯两端压力失去平衡，导致节流阀无法进行开度调节而失效，确保节流阀使用可靠。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阀芯，具有贯穿两端面的通孔，所述阀芯的第一端的侧壁开设有连通于所述通孔的侧孔。

优选地，所述第一端为圆锥形结构或圆柱形结构。

优选地，所述侧孔的数量为多个，且多个所述侧孔沿所述第一端的周向均匀分布。

优选地，所述第一端的端面开设有用于同阀杆连接配合的螺杆通孔，所述第一端的端面还具有用于同所述阀杆抵接配合的平面。

优选地，所述阀芯的第二端的外侧壁为多个由大到小依次设置的锥面，且所述第二端的端部为小径端。

优选地，多个所述锥面中最大锥面的圆锥母线与圆锥轴线夹角大于或等于25°，其余锥面的圆锥母线与圆锥轴线的夹角均小于或等于6°。

优选地，所述阀芯的中间部分为圆柱形结构，且长度大于或等于所述阀芯长度的一半。

一种节流阀，包括：阀芯，所述阀芯为如上所述的阀芯。

优选地，还包括：固定螺栓、阀杆和阀芯护套；

所述阀芯安装于所述阀芯护套内，所述阀杆通过所述固定螺栓连接于所述第一端，所述侧孔连通于所述通孔和近阀杆端的腔室之间。

优选地，还包括：阀芯护套和橡胶圈，所述橡胶圈设置于所述阀芯护套的内壁与所述阀芯的外壁之间。