一种气驱球阀的保真取心装置

本发明涉及保真取心工具密封设备，尤其涉及一种气驱球阀的保真取心装置。

背景技术：

1、保真岩心是准确解析井下油气层状况最真实的依据，是唯一可获取的第一手资料，球阀与储心筒配合实现岩心原位环境储存，准确获取储层信息，广泛应用于保真取心装置；现行球阀多为机械式驱动，可控性差，非机械式驱动球阀又不可避免的增大了球阀径向尺寸，牺牲了岩心直径，取心收获率低。

2、因此，如何提供一种气驱球阀的保真取心装置，提高球阀的可控性和确保球阀的取心收获率，成为本领域技术人员亟待解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种气驱球阀的保真取心装置，解决现有机械驱动球阀可控性差、取心收获率低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种气驱球阀的保真取心装置，包括阀座，所述阀座的顶部螺纹连接在取心筒上，所述阀座的内部滑动连接有密封座，所述密封座的顶部连接有预紧弹簧，所述预紧弹簧的另一端抵接在所述取心筒上；所述阀座的内部转动连接有球阀，所述密封座的底部和所述球阀的顶部抵接在一起；所述阀座的底部螺纹连接有护心筒和气驱装置；所述气驱装置和所述球阀之间传动连接并驱动球阀旋转；岩心进入所述护心筒内部后再穿过所述阀座底部的岩心孔进入到所述球阀的内部完成岩心保真作业。

4、优选的，所述阀座呈空心圆筒状，所述阀座的内部设置有内螺纹，所述阀座顶部的内螺纹和取心筒上的外螺纹相对应；

5、所述阀座的底部设置有护心筒连接螺纹孔、气驱装置连接螺纹孔和气驱装置贯穿孔，所述气驱装置连接螺纹孔设置有多个且呈圆周均布，所述气驱装置贯穿孔位于多个所述气驱装置连接螺纹孔的圆心处；

6、所述阀座的底部设置有第一弧形密封面，所述第一弧形密封面的弧度和所述球阀的外表弧度相匹配；

7、所述阀座的内表面经过研磨抛光处理。

8、优选的，所述密封座呈圆柱体状，所述密封座的顶面上开设有环形槽，所述预紧弹簧的底端固定在所述环形槽内；所述密封座的底端设置有第二弧形密封面，所述第二弧形密封面的弧度与所述球阀的外表弧度相匹配，所述第二弧形密封面经过研磨抛光处理；所述密封座的侧周面上开设有多道第一密封槽，所述第一密封槽内安装有第一密封圈，所述第一密封圈和所述阀座的内表面紧密贴合。

9、优选的，所述球阀采用一中心设置有通孔的球体，所述球阀的外表两侧对称设置有平面，所述平面的中心安装有转轴，所述球阀通过所述转轴转动连接在所述阀座的内部；所述平面上设置有连接孔，所述气驱装置通过连接孔和所述球阀传动连接。

10、优选的，所述护心筒的顶部设置有护心筒螺纹孔，所述护心筒螺纹孔和所述护心筒连接螺纹孔相对应；所述护心筒的底部安装有圆环，所述圆环和所述护心筒的连接处设置有相对应的圆角和倒角。

11、优选的，所述气驱装置设置有多个且分布在所述护心筒的周围。

12、优选的，所述气驱装置包括缸体、缸盖、气压杆、活塞和连接片；

13、所述缸盖通过所述气驱装置连接螺纹孔固定在所述阀座的底部，所述缸盖的中心设置有用于气压杆穿过的中心圆孔，所述中心圆孔和所述气驱装置贯穿孔相对应；所述缸体安装在所述缸盖上，所述缸体的顶部和底部各设置有一个进出气孔；

14、所述气压杆活动连接在所述缸体上，所述气压杆的底端位于所述缸体的内部且通过锁紧螺母连接有所述活塞，所述气压杆的顶端穿过所述气驱装置贯穿孔后通过所述连接片连接在所述连接孔上。

15、优选的，所述缸盖呈阶梯圆盘状，所述缸盖的中心圆孔处通过第二密封槽固定有多个第二密封圈，所述第二密封圈和所述气压杆的侧周面抵接；所述缸盖和所述缸体的连接处设置有密封圈。

16、优选的，所述气压杆的顶端设置有铆接孔，所述气压杆通过所述铆接孔和所述连接片的一端可旋转的铆接在一起，所述连接片的另一端通过螺栓可旋转的连接在所述连接孔上。

17、优选的，所述气压杆的底端设置有阶梯轴，所述阶梯轴上设置有螺纹，所述活塞固定在所述阶梯轴上，所述锁紧螺母螺纹连接在所述阶梯轴上；

18、所述活塞呈圆盘状，所述活塞的顶面和所述阶梯轴的阶梯面抵接在一起，底面和所述锁紧螺母抵接在一起；所述活塞的侧周面上设置有多个第三密封槽，所述第三密封槽上安装有第三密封圈，所述第三密封圈和所述缸体的内壁抵接在一起。

19、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

20、本发明一种气驱球阀的保真取心装置，包括阀座，所述阀座的顶部螺纹连接在取心筒上，所述阀座的内部滑动连接有密封座，所述密封座的顶部连接有预紧弹簧，所述预紧弹簧的另一端抵接在所述取心筒上；所述阀座的内部转动连接有球阀，所述密封座的底部和所述球阀的顶部抵接在一起；所述阀座的底部螺纹连接有护心筒和气驱装置；所述气驱装置和所述球阀之间传动连接；岩心通过所述护心筒进入到所述球阀的内部完成保真作业。

21、1)本发明使用气压驱动球阀旋转，增强了球阀启闭可控性，通过合适的气压缸行程控制球阀旋转角度，保证了球阀启闭位置的准确性，同时利用气压缸的自锁性实现了球阀的自锁。

22、2)本发明气驱装置安装于阀座下端，避免了电磁、气动、齿轮齿条等控制方式造成的球阀径向尺寸增大、获取岩心直径较小等问题，提高了取心收获率。

23、3)本发明阀座除下部岩心孔、上部连接通孔两个必须位置外，仅在下端面开设有气压杆孔、护心筒连接螺钉孔及气压缸连接螺钉孔，其中护心筒连接螺钉孔及气压缸连接螺钉孔为非通孔，气压杆孔与气压缸相通，为全封闭式设计，提升了球阀密封可靠性及承压性能。

技术特征：

1.一种气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：包括阀座(1)，所述阀座(1)的顶部螺纹连接在取心筒上，所述阀座(1)的内部滑动连接有密封座(2)，所述密封座(2)的顶部连接有预紧弹簧(3)，所述预紧弹簧(3)的另一端抵接在所述取心筒上；所述阀座(1)的内部转动连接有球阀(4)，所述密封座(2)的底部和所述球阀(4)的顶部抵接在一起；所述阀座(1)的底部螺纹连接有护心筒(5)和气驱装置(6)；所述气驱装置(6)和所述球阀(4)之间传动连接并驱动球阀(4)旋转；岩心进入所述护心筒(5)内部后再穿过所述阀座(1)底部的岩心孔进入到所述球阀(4)的内部完成岩心保真作业。

2.根据权利要求1所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述阀座(1)呈空心圆筒状，所述阀座(1)的内部设置有内螺纹，所述阀座(1)顶部的内螺纹和取心筒上的外螺纹相对应；

3.根据权利要求1所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述密封座(2)呈圆柱体状，所述密封座(2)的顶面上开设有环形槽(2-1)，所述预紧弹簧(3)的底端固定在所述环形槽(2-1)内；所述密封座(2)的底端设置有第二弧形密封面(2-2)，所述第二弧形密封面(2-2)的弧度与所述球阀(4)的外表弧度相匹配，所述第二弧形密封面(2-2)经过研磨抛光处理；所述密封座(2)的侧周面上开设有多道第一密封槽，所述第一密封槽内安装有第一密封圈，所述第一密封圈和所述阀座(1)的内表面紧密贴合。

4.根据权利要求2所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述球阀(4)采用一中心设置有通孔(4-1)的球体，所述球阀(4)的外表两侧对称设置有平面(4-2)，所述平面(4-2)的中心安装有转轴(4-3)，所述球阀(4)通过所述转轴(4-3)转动连接在所述阀座(1)的内部；所述平面(4-2)上设置有连接孔(4-4)，所述气驱装置(6)通过连接孔(4-4)和所述球阀(4)传动连接。

5.根据权利要求2所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述护心筒(5)的顶部设置有护心筒螺纹孔(5-1)，所述护心筒螺纹孔(5-1)和所述护心筒连接螺纹孔(1-1)相对应；所述护心筒(5)的底部安装有圆环，所述圆环和所述护心筒(5)的连接处设置有相对应的圆角(5-2)和倒角(5-3)。

6.根据权利要求4所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述气驱装置(6)设置有多个且分布在所述护心筒(5)的周围。

7.根据权利要求6所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述气驱装置(6)包括缸体(6-1)、缸盖(6-2)、气压杆(6-3)、活塞(6-4)和连接片(6-5)；

8.根据权利要求7所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述缸盖(6-2)呈阶梯圆盘状，所述缸盖(6-2)的中心圆孔处通过第二密封槽固定有多个第二密封圈，所述第二密封圈和所述气压杆(6-3)的侧周面抵接；所述缸盖(6-2)和所述缸体(6-1)的连接处设置有密封圈。

9.根据权利要求7所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述气压杆(6-3)的顶端设置有铆接孔(6-3-1)，所述气压杆(6-3)通过所述铆接孔(6-3-1)和所述连接片(6-5)的一端可旋转的铆接在一起，所述连接片(6-5)的另一端通过螺栓可旋转的连接在所述连接孔(4-4)上。

10.根据权利要求7所述的气驱球阀的保真取心装置，其特征在于：所述气压杆(6-3)的底端设置有阶梯轴(6-3-2)，所述阶梯轴(6-3-2)上设置有螺纹，所述活塞(6-4)固定在所述阶梯轴(6-3-2)上，所述锁紧螺母(6-6)螺纹连接在所述阶梯轴(6-3-2)上；

技术总结本发明公开了一种气驱球阀的保真取心装置，涉及保真取心工具密封设备技术领域，包括阀座，阀座的顶部螺纹连接在取心筒上，阀座的内部滑动连接有密封座，密封座的顶部连接有预紧弹簧，预紧弹簧的另一端抵接在取心筒上；阀座的内部转动连接有球阀，密封座的底部和球阀的顶部抵接在一起；阀座的底部螺纹连接有护心筒和气驱装置；气驱装置和球阀之间传动连接并驱动球阀旋转；岩心进入护心筒内部后再穿过阀座底部的岩心孔进入到球阀的内部完成岩心保真作业。本发明使用气压驱动球阀旋转，增强了球阀启闭可控性，通过合适的气压缸行程控制球阀旋转角度，保证了球阀启闭位置的准确性，同时利用气压缸的自锁性实现了球阀的自锁。技术研发人员：温鹏云,任智慧,董康兴,王素玲,宋微,李金波受保护的技术使用者：东北石油大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11