本實用新型屬于油氣開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種井下安全閥用金屬球面密封閥板閥座。

背景技術(shù)：

井下安全閥在對流體進行開關(guān)的時候，常使用由閥板和閥座組成的瓣閥，瓣閥由于加工的方便性、操作的簡易性、密封的可靠性等優(yōu)點，已逐漸取代球閥。

常用的瓣閥其密封主要靠扭簧作用使得閥板與閥座緊密貼合，從而形成密封。國內(nèi)外常用的一種閥板與閥座的貼合型式主要是金屬錐面型式，金屬錐面密封雖然具有加工容易等優(yōu)點，但是金屬錐面密封不具有“浮動”的特點，由于加工和裝配誤差的存在，閥板與閥座貼合時，會有一定的傾斜和偏差，這種情況下錐面密封結(jié)構(gòu)就存在泄露的風(fēng)險。并且金屬錐面在低壓情況下密封可靠性較差，因而有些閥板閥座在設(shè)計金屬錐面密封的同時會增加一道橡膠密封，以保證低壓的密封可靠性。但是橡膠密封的問題也是顯而易見的，其耐久性和抗腐蝕能力都大大降低。另外一種密封型式是金屬錐面-球面密封方式，這種方式需要一定的預(yù)緊力，用以將最初的金屬線密封接觸變形為金屬面密封接觸，否則密封效果不好。

井下安全閥用金屬密封閥板閥座一般是井下安全閥的核心部件，其密封的可靠性決定了井下安全閥應(yīng)用的成敗，國內(nèi)尚無用金屬球面密封閥板閥座此方面的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種井下安全閥用金屬球面密封閥板閥座，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的金屬密封閥板閥座，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制，不能滿足在井下復(fù)雜環(huán)境中高壽命、高可靠性要求的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種井下安全閥用金屬球面密封閥板閥座，包括閥座、閥板、扭轉(zhuǎn)彈簧及轉(zhuǎn)軸，閥座通過螺紋固定在井下安全閥上，閥板通過轉(zhuǎn)軸與閥座鉸接，閥座和閥板上對應(yīng)加工有密封球面，閥板與閥座之間設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧。

本實用新型的井下安全閥用金屬球面密封閥板閥座，其特征在于：

閥板為平面球面密封的閥板結(jié)構(gòu)。

閥板為空間球面密封的閥板結(jié)構(gòu)。

本實用新型的有益效果是，包括以下方面：

1)閥板與閥座采用的球面金屬密封結(jié)構(gòu)，在相同密封高度的情況下，具有更大的密封面積，抗壓潰能力顯著提高，可靠性更高；

2)閥座與閥板用閥板軸連接，并設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧保證閥板沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉時貼合閥座，并建立起一定的初始密封力。球面金屬密封閥板閥座在閥板與閥座在貼合時存在一定傾斜的情況下，仍可保持很高的密封性能，大大提高了安全性。

3)閥板與閥座采用的球面金屬密封結(jié)構(gòu)，在低壓情況也可保證密封可靠性，摒棄了傳統(tǒng)的通過橡膠密封來達到低壓密封的目的，從而延長了閥的壽命。

4)閥板與閥座采用球面金屬密封結(jié)構(gòu)，具有井壓助封功能，保證出現(xiàn)異常高壓時可有效密封井底上竄的油氣，有效避免事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中的閥板實施例1的三維示意圖；

圖3是本實用新型中的閥板實施例1的截面示意圖；

圖4是本實用新型中的閥板實施例2的三維示意圖；

圖5是本實用新型中的閥板實施例2的工作原理簡圖一；

圖6是本實用新型中的閥板實施例2的工作原理簡圖二；

圖7是本實用新型裝置應(yīng)用于地面控制井下安全閥(SCSSV)中在關(guān)閉狀態(tài)示意圖；

圖8是本實用新型裝置應(yīng)用于地面控制井下安全閥(SCSSV)中在打開狀態(tài)示意圖。

圖中，1.閥座，2.閥板，3.扭轉(zhuǎn)彈簧，4.轉(zhuǎn)軸，5.中心管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

參照圖1，本實用新型的結(jié)構(gòu)是，包括閥座1、閥板2、扭轉(zhuǎn)彈簧3及轉(zhuǎn)軸4，閥座1通過螺紋固定在井下安全閥上，閥板2通過轉(zhuǎn)軸4與閥座1鉸接，閥座1和閥板2上對應(yīng)加工有密封球面，兩者通過球面接觸形成密封；閥板2與閥座1之間設(shè)置有扭轉(zhuǎn)彈簧3，使得閥板2通過扭轉(zhuǎn)彈簧3沿轉(zhuǎn)軸4順時針旋轉(zhuǎn)90°壓緊在閥座1的通道口沿上。

參照圖2，閥板2的實施例1為平面形狀的閥板結(jié)構(gòu)，其密封球面通過兩平行平面切割球面所得。

參照圖3，是實施例1的閥板2的截面圖，圖中角度α決定了密封球面的接觸面積，從而決定了密封后金屬球面密封能否承受在額定工作壓力下的 閥板2施加的壓潰力。角度α越大，接觸面積越大，承受的工作壓力就越高，同時對加工的要求也更高。

參照圖4，是閥板2實施例2的三維示意圖，該閥板2為空間形狀的閥板結(jié)構(gòu)，其密封球面通過兩平行圓柱面切割球面所得(球冠部分，不能跨中面切割，兩個切割圓柱面內(nèi)徑介于通道內(nèi)徑與閥腔內(nèi)徑之間)。空間形狀的球面密封相比平面形狀的球面密封具有更大的密封接觸面積。

參照圖5、圖6，是本實用新型兩種型式的閥板2的對比圖，在外殼體內(nèi)徑大小一致的情況下)可見對于同樣外殼體內(nèi)徑空間大小的閥板2來說，實施例2空間球面密封的閥板閥座所提供的通孔直徑B，比實施例1平面球面密封的閥板閥座所提供的通孔直徑A大，通徑越大，過流面積越大，越有利于油氣生產(chǎn)。

本實用新型的工作過程是，應(yīng)用于地面控制井下安全閥(SCSSV)中，

如圖7，當(dāng)井下安全閥需要關(guān)閉時，使得液控系統(tǒng)泄壓，井下安全閥內(nèi)腔中的中心管5在扭轉(zhuǎn)彈簧3回復(fù)力推動下上行收回，閥板2通過扭轉(zhuǎn)彈簧3沿轉(zhuǎn)軸4順時針旋轉(zhuǎn)90°壓緊在閥座1的球形通道口沿上，閥板裝置關(guān)閉。

如圖8，當(dāng)井下安全閥需要打開時，給液控系統(tǒng)打壓，通過中心管5下行推動并打開閥板2，閥板2沿轉(zhuǎn)軸4逆時針旋轉(zhuǎn)90°離開閥座1的球形通道口沿，閥板裝置打開。