一种精细控压钻井的钻井节流阀的制作方法

本技术涉及钻井节流阀，特别涉及一种精细控压钻井的钻井节流阀。

背景技术：

1、石油控压钻井的生产现场，由于流量和压力调节的需求，经常用到调节钻井节流阀的开度来控制流体压力和流量的目的，正常运行工况下钻井节流阀根据现场作业所需的状态不同，可能是全开、全关、或调节至一定开度，提供一定的局部阻力以调节和控制流量、压力。随着控制压力钻井技术在国内外日益普及，需要实现远程的精确控制。

2、传统的钻井节流阀主要有筒形、针形、楔形、孔板式、笼套式、柱塞式等，流量曲线非线性，控压性能差，节流不好控制。阀芯易产生震动断裂。存在侧冲隐患，节流后流体对下游设备产生侧向冲蚀。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决上述现有技术锁存在的问题，而提供一种精细控压钻井的钻井节流阀，使其具备完美的线性调节及优异的流通性。

2、为了实现上述发明目的，本实用新型的精细控压钻井的钻井节流阀，包括一阀体，所述阀体内设置一阀座和一阀芯套，所述阀座设置一内孔，所述内孔为圆锥孔；在所述阀芯套内设置有一阀杆，所述阀杆通过转换接头与阀芯连接；通过控制盘输出位供信号，将对应的位供信号传到电动执行器接口，控制阀杆沿阀座的轴向移动，阀芯在阀杆的牵引下再与阀座的内孔不同的配合位置，形成不同的通流面积；其所述阀芯的外圆上下端均成多锥度筒形结构。

3、在本实用新型的一个优选实施例中，所述阀芯和阀座为对称结构，能调换方向安装。

4、在本实用新型的一个优选实施例中，所述多锥度筒形结构包括依次连接的多锥度筒形结构角度a、多锥度筒形结构角度b和多锥度筒形结构角度c。

5、在本实用新型的一个优选实施例中，所述多锥度筒形结构角度a设计开度为0-30％，用于小排量高背压压井，此时cv值曲线(16)仰角最小，控压能力强；多锥度筒形结构角度b设计开度为30-70％，用于正常钻进，此时cv值曲线(17)为线性调节曲线，并且行程长；多锥度筒形结构角度c设计开度70-100％用于放喷，所述钻井节流阀在放喷时，所述阀芯完全离开所述阀座，流通能力最大，不容易形成卡堵。在本实用新型的一个优选实施例中，在所述阀体的下游出口内设置有防磨套。

6、在本实用新型的一个优选实施例中，所述防磨套包括锥孔防磨套和直孔防磨套，其中所述直孔防磨套位于锥孔防磨套的下游，所述锥孔防磨套以耐冲蚀的角度承受流体的冲蚀，所述直孔防磨套修正流体的流动方向，使流体形成沿轴向流动的流体，减小了对下游设备的冲蚀。

7、在本实用新型的一个优选实施例中，所述锥孔防磨套、阀座、阀芯均为整体式碳化钨硬质合金。

8、在本实用新型的一个优选实施例中，在所述阀芯的端面分布若干贯穿孔，平衡进口端和出口端的压力，阀芯始终承受向上的作用力，从而确保了阀芯在节流过程中不产生振动。

9、在本实用新型的一个优选实施例中，带有快速拆卸的锁紧螺母和维护支架，方便现场更换阀座和阀芯。

10、由于采用了如上技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

11、本实用新型通过阀芯不同角度与阀座配合的原理将钻井节流阀的开启分为高压背压压井、正常钻进和放喷三个作业工况，阀芯和阀座合理的几何尺寸及配合，使得多锥筒型节流阀具有了完美的线性调节及优异的流通性。流量特性曲线呈线性，更便于建立函数模型实现自动化控制。它结构简单、合理，可以实现连续、线性的调节。

技术特征：

1.一种精细控压钻井的钻井节流阀，包括一阀体，所述阀体内设置一阀座和一阀芯套，所述阀座设置一内孔，所述内孔为圆锥孔；在所述阀芯套内设置有一阀杆，所述阀杆通过转换接头与阀芯连接；通过控制盘输出位供信号，将对应的位供信号传到电动执行器接口，控制阀杆沿阀座的轴向移动，阀芯在阀杆的牵引下再与阀座的内孔不同的配合位置，形成不同的通流面积，其特征在于，所述阀芯的外圆上下端均成多锥度筒形结构；所述多锥度筒形结构包括依次连接的多锥度筒形结构角度a、多锥度筒形结构角度b和多锥度筒形结构角度c；所述多锥度筒形结构角度a设计开度为0-30％，用于小排量高背压压井，此时cv值曲线仰角最小，控压能力强；多锥度筒形结构角度b设计开度为30-70％，用于正常钻进，此时cv值曲线为线性调节曲线，并且行程长；多锥度筒形结构角度c设计开度70-100％用于放喷，所述钻井节流阀在放喷时，所述阀芯完全离开所述阀座，流通能力最大，不容易形成卡堵。

2.根据权利要求1所述的精细控压钻井的钻井节流阀，其特征在于，所述阀芯和阀座为对称结构，能调换方向安装。

3.根据权利要求1或2所述的精细控压钻井的钻井节流阀，其特征在于，在所述阀体的下游出口内设置有防磨套。

4.根据权利要求3所述的精细控压钻井的钻井节流阀，其特征在于，所述防磨套包括锥孔防磨套和直孔防磨套，其中所述直孔防磨套位于锥孔防磨套的下游，所述锥孔防磨套以耐冲蚀的角度承受流体的冲蚀，所述直孔防磨套修正流体的流动方向，使流体形成沿轴向流动的流体，减小了对下游设备的冲蚀。

5.根据权利要求4所述的精细控压钻井的钻井节流阀，其特征在于，所述锥孔防磨套、阀座、阀芯均为整体式碳化钨硬质合金。

6.根据权利要求5所述的精细控压钻井的钻井节流阀，其特征在于，在所述阀芯的端面分布若干贯穿孔，平衡进口端和出口端的压力，阀芯始终承受向上的作用力，从而确保了阀芯在节流过程中不产生振动。

7.根据权利要求6所述的精细控压钻井的钻井节流阀，其特征在于，带有快速拆卸的锁紧螺母和维护支架，方便现场更换阀座和阀芯。

技术总结本技术公开的一种精细控压钻井的钻井节流阀，包括阀体，阀体内设置阀座和阀芯套，阀座设置内孔，内孔为圆锥孔；在阀芯套内设置有阀杆，阀杆通过转换接头与阀芯连接；通过控制盘输出位供信号，将对应的位供信号传到电动执行器接口，控制阀杆沿阀座的轴向移动，阀芯在阀杆的牵引下再与阀座的内孔不同的配合位置，形成不同的通流面积，其阀芯的外圆上下端均成多锥度筒形结构。本技术通过阀芯不同角度与阀座配合的原理将钻井节流阀的开启分为高压背压压井、正常钻进和放喷三个作业工况，具有了完美的线性调节及优异的流通性，更便于建立函数模型实现自动化控制。它结构简单、合理，可以实现连续、线性的调节。技术研发人员：金祖国,阎栋,陈志兵,张剑秋,俞佳,刁轲轲受保护的技术使用者：上海神开石油设备有限公司技术研发日：20230918技术公布日：2024/6/23