一种小型一体式脉冲控制阀组件总成的制作方法

1.本实用新型涉及矿用机械设备技术领域，具体涉及一种小型一体式脉冲控制阀组件总成。


背景技术：

2.在石油钻探、开采过程中，常需要使用各种钻井设备。钻井设备的钻头在使用时的状态，对于施工人员了解钻进状态非常重要，因此，需要随时监测钻头的钻探情况。实践中，常在钻头处设置多种监测仪器对钻头状态进行监测，并通过脉冲发生器来控制通过泥浆输送管道将检测到的数据通过通信链路传递到地面，施工人员收集后经分析处理，得出相关信息。
3.脉冲控制阀组件总成安装于泥浆脉冲装置的最前端，打钻过程中随着钻头和马达持续钻进，位于孔内钻杆最前端，该总成配合脉冲器蘑菇头的来回运动将打钻过程中孔内的随钻信号转变成打钻循环液的压力变化信号传输到孔外，进而达到随钻测量信号传输的目的。
4.现有的脉冲控制阀组件总成，通常将循环套用螺钉固定于定向接头内与脉冲器引斜插入式配合方式安装，循环套体积过大不方便组装与拆卸，还存在打钻过程中因钻筒倾角过大而出现脱键的情况。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种小型一体式脉冲控制阀组件总成，通过将外壳体和阀座连接，以及在阀座上设计环形结构，实现了脉冲控制阀组件总成的一体式设计，从而避免了使用循环套时，所存在的循环套体积过大不方便组装与拆卸，以及打钻过程中因倾角过大出现脱键的情况。
6.本实用新型提供了一种小型一体式脉冲控制阀组件总成，包括：
7.阀座，一端为环形结构，所述环形结构的外壁与钻筒内壁密封连接，所述阀座设有腔体，所述腔体与钻筒内孔连通，环形结构的环孔与腔体连通，阀座远离环形结构一端设有滑孔，所述滑孔的中心轴线与环形结构的轴线相平行；
8.阀杆，与所述滑孔滑动连接，阀杆一端设有蘑菇头，阀杆另一端设有活塞，所述蘑菇头外壁与环形结构的环孔内壁相抵，所述阀杆、蘑菇头和活塞内设有第一通孔，所述第一通孔与环形结构的环孔以及腔体连通；
9.外壳体，连接于阀座远离环形结构一端，所述外壳体设有第二通孔，所述活塞与第二通孔内壁滑动连接，第二通孔与第一通孔连通，第二通孔内设有弹簧，所述弹簧用于向活塞施加弹性力，第二通孔与脉冲器电磁阀连通。
10.较佳地，所述环形结构的环孔内设有限流环，所述限流环的环孔的一端设有锥面，所述锥面与所述蘑菇头外壁相抵。
11.较佳地，所述第二通孔为台阶孔，所述活塞与台阶孔的大头端内壁滑动连接，所述
台阶孔的台阶面用于限制活塞的运动。
12.较佳地，所述外壳体与阀座远离环形结构一端可拆卸连接。
13.较佳地，所述蘑菇头与所述阀杆可拆卸连接。
14.较佳地，所述环形结构外壁设有密封圈，所述密封圈与钻筒内壁密封连接。
15.较佳地，所述外壳体与脉冲器电磁阀通过丝扣连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种小型一体式脉冲控制阀组件总成，通过将外壳体和阀座连接，以及在阀座上设计环形结构，实现了脉冲控制阀组件总成的一体式设计，从而避免了使用循环套时，所存在的循环套体积过大不方便组装与拆卸，以及打钻过程中因倾角过大出现脱键的情况。
17.通过设置限流环，能对泥浆流动进行导流，保证泥浆能顺利将蘑菇头挤开，从而保证本脉冲控制阀组件总成的正常运行。通过设置台阶面，限制活塞的行程，能够防止蘑菇头与阀座发生碰撞，进而防止蘑菇头受损。通过将外壳体与阀座设置为可拆卸连接，能够方便本装置的拆卸、安装与维护。将蘑菇头与阀杆设置为可拆卸连接，能够在蘑菇头受损后方便蘑菇头的更换。通过设置密封圈，能够保证所有的泥浆都能从环形结构的环孔内流过，提升本装置的可靠性。利用丝扣将外壳体与脉冲器电磁阀连接，能够实现外壳体与脉冲器电磁阀的快速安装与拆卸，提升本装置的使用便捷性。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型阀座的结构示意图。
20.附图标记说明：
21.1.阀座，2.钻筒，3.环形结构，4.腔体，5.滑孔，6.阀杆，7.蘑菇头，8.第一通孔，9.外壳体，10.第二通孔，11.活塞，12.弹簧，13.脉冲器电磁阀，14.限流环，15.锥面，16.密封圈。
具体实施方式
22.下面结合附图1和2，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例1：
24.如图1和2所示，本实用新型提供的一种小型一体式脉冲控制阀组件总成，包括：阀座1、阀杆6和外壳体9，阀座1一端为环形结构3，所述环形结构3的外壁与钻筒2内壁密封连接，所述阀座1设有腔体4，所述腔体4与钻筒2内孔连通，环形结构3的环孔与腔体4连通，阀座1远离环形结构3一端设有滑孔5，所述滑孔5的中心轴线与环形结构3的轴线相平行；阀杆6与所述滑孔5滑动连接，阀杆6一端设有蘑菇头7，阀杆6另一端设有活塞11，所述蘑菇头7外壁与环形结构3的环孔内壁相抵，所述阀杆6、蘑菇头7和活塞11内设有第一通孔8，所述第一通孔8与环形结构3的环孔以及腔体4连通；外壳体9连接于阀座1远离环形结构3一端，所述外壳体9设有第二通孔10，所述活塞11与第二通孔10内壁滑动连接，第二通孔10与第一通孔
8连通，第二通孔10内设有弹簧12，所述弹簧12用于向活塞11施加弹性力，第二通孔10与脉冲器电磁阀13连通。
25.现简述实施例1的工作原理：
26.初始时，脉冲器电磁阀13处于关闭状态，此时，第二通孔10靠近脉冲器电磁阀13一端被阻塞。钻筒2内一端的泥浆只能通过外壳体9的外壁、阀座1的外壁与钻筒2内壁之间的间隙流进腔体4，在弹簧12的弹力的作用下蘑菇头7的外壁与环形结构3的内孔向抵接。由于阀座1上的环形结构3外壁与钻筒2内壁密封连接，因此，在泥浆压力的作用下，泥浆将蘑菇头7挤向远离环形结构3内孔的方向，弹簧12压缩，此时蘑菇头7与环形结构3的内孔脱离接触，此时全部的泥浆都从蘑菇头7外壁与环形结构3内孔之间的间隙穿过流向钻筒2的另一端。因此，蘑菇头7外壁与环形结构3内孔的间隙较大。
27.脉冲器电磁阀13工作时，脉冲器电磁阀13打开，第二通孔10导通，钻筒2内一端的一部分泥浆（内部泥浆）通过脉冲器电磁阀13进入第二通孔10内，然后通过阀杆6、蘑菇头7和活塞11内的第一通孔8以及环形结构3的环孔流向钻筒2的另一端。另一部分泥浆（外部泥浆）通过外壳体9外壁、阀座1外壁与钻筒2内壁之间的间隙流进腔体4，然后从蘑菇头7外壁与环形结构3内孔之间的间隙穿过流向钻筒2的另一端。此时，由于只有一部分的外部泥浆挤压蘑菇头7向弹簧12方向运动挤压弹簧12，因此，初始状态下被压紧的弹簧12得到些许释放，弹簧12达到受力平衡。整个装置内外的压力平衡，蘑菇头7与限流环之间的流通面积减小，钻筒2内泥浆的压力将升高，产生正压力脉冲波，信号被传输出去。
28.本实用新型的一种小型一体式脉冲控制阀组件总成，通过将外壳体9和阀座1连接，以及在阀座1上设计环形结构，实现了脉冲控制阀组件总成的一体式设计，从而避免了使用循环套时，所存在的循环套体积过大不方便组装与拆卸，以及打钻过程中因倾角过大出现脱键的情况。
29.实施例2：
30.在实施例1的基础上，为了能对泥浆流动进行导流，保证泥浆能顺利将蘑菇头7挤开，从而保证本脉冲控制阀组件总成的正常运行。
31.如图1所示，其中，所述环形结构3的环孔内设有限流环14，所述限流环14的环孔的一端设有锥面15，所述锥面15与所述蘑菇头7外壁相抵。
32.通过设置限流环14，并在限流环14的环孔的一端设有锥面15，利用蘑菇头7外壁与锥面15抵接，在锥面15的导向作用下，对泥浆流动进行导流，能降低泥浆从限流环14与蘑菇头7外壁之间流动的阻力，进而保证泥浆能顺利将蘑菇头7挤开，从而保证本脉冲控制阀组件总成的正常运行。
33.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述第二通孔10为台阶孔，所述活塞11与台阶孔的大头端内壁滑动连接，所述台阶孔的台阶面用于限制活塞11的运动。通过设置台阶面，限制活塞11的行程，能够防止蘑菇头7与阀座1发生碰撞，进而防止蘑菇头7受损。
34.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述外壳体9与阀座1远离环形结构3一端可拆卸连接。通过将外壳体9与阀座1设置为可拆卸连接，能够方便本装置的拆卸、安装与维护。
35.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述蘑菇头7与所述阀杆6可拆卸连接。将蘑菇头7与阀杆6设置为可拆卸连接，能够在蘑菇头7受损后方便蘑菇头7的更换。
36.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述环形结构3外壁设有密封圈16，所述密封圈16与钻筒2内壁密封连接。通过设置密封圈16，能够提升环形结构3外壁与钻筒2内壁的密封性，从而保证所有的泥浆都能从环形结构3的环孔内流过，提升本装置的可靠性。
37.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述外壳体9与脉冲器电磁阀13通过丝扣连接。利用丝扣将外壳体9与脉冲器电磁阀13连接，能够实现外壳体9与脉冲器电磁阀13的快速安装与拆卸，提升本装置的使用便捷性。
38.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。