連續(xù)循環(huán)閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種連續(xù)循環(huán)閥，包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)側(cè)上部的箭閥，和設(shè)置在本體內(nèi)側(cè)下部一側(cè)的旁通閥，所述箭閥包括定位筒、閥座、箭閥閥芯和復(fù)位彈簧；所述旁通閥包括旁通閥座、旁通閥板和銷軸及扭簧組件，所述旁通閥座與旁通閥板形成接觸密封；所述旁通閥板在扭簧的作用下緊壓在旁通閥座上，在旁通閥板外側(cè)的旁通閥座內(nèi)設(shè)有閥堵，閥堵與旁通閥座之間通過螺紋連接且才者之間形成密封。該連續(xù)循環(huán)閥結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、耐沖蝕、密封可靠、適用范圍廣。
【專利說明】
連續(xù)循環(huán)閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油天然氣鉆井工程領(lǐng)域，特別是涉及一種連續(xù)循環(huán)閥。

【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井作業(yè)過程中，當(dāng)接單根或立柱以及起下鉆時，由于停泵或開泵，會引起井底壓力的波動，從而帶來一系列井下復(fù)雜問題。連續(xù)循環(huán)鉆井技術(shù)就是為了解決這一問題而提出的，該技術(shù)主要采用連續(xù)循環(huán)閥，實現(xiàn)接卸單根或立柱時關(guān)閉主通路循環(huán)，開啟連續(xù)循環(huán)閥的旁通路進(jìn)行持續(xù)循環(huán)，從而維持恒定的鉆井循環(huán)排量和當(dāng)量密度，防止接卸單根或立柱時停止循環(huán)引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡鉆等事故或復(fù)雜情況的發(fā)生；同時氣體鉆井時還可以持續(xù)不斷地攜帶進(jìn)入井筒內(nèi)的地層水，防止水在井內(nèi)的積聚、浸泡井壁，避免出現(xiàn)過高的注入壓力，避免氣體鉆井井下復(fù)雜情況的發(fā)生；在充氣、泡沫鉆井時可以避免鉆具內(nèi)和環(huán)空氣液分離，保證井筒內(nèi)維持恒定的流體柱壓力和注入壓力。
[0003]目前，國內(nèi)外連續(xù)循環(huán)鉆井裝置采用的連續(xù)循環(huán)閥，一般密封性能較差，易受沖蝕；或者重復(fù)密封的可靠性差；或者通用性差，不能適用于氣體、鉆井液和充氣鉆井條件的連續(xù)循環(huán)作業(yè)，導(dǎo)致連續(xù)循環(huán)作業(yè)的中斷，降低了鉆井效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種石油天然氣行業(yè)用連續(xù)循環(huán)閥，其能夠適用于氣體、充氣、泡沫、鉆井液等不同鉆井循環(huán)介質(zhì)條件下的連續(xù)循環(huán)鉆井作業(yè)。
[0005]為此，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種連續(xù)循環(huán)閥，包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)側(cè)上部的箭閥，和設(shè)置在本體內(nèi)側(cè)下部一側(cè)的旁通閥，
[0007]所述箭閥包括定位筒、閥座、箭閥閥芯和復(fù)位彈簧，所述閥座設(shè)置在本體內(nèi)部形成的臺階上且二者之間形成密封，閥座下端的內(nèi)周面形成向下漸開的錐面；所述定位筒安裝在所述閥座上面，且與本體通過螺紋連接，用于固定閥座；所述箭閥閥芯上端的外周面向內(nèi)收縮，形成與閥座下端的錐面密封配合的錐面；箭閥閥芯中部的外周面向外延伸形成上臺肩，上臺肩的外徑與本體中部的內(nèi)徑相適應(yīng)；箭閥閥芯下部的外徑小于其中部的外徑，在變徑處形成下臺肩，在箭閥閥芯位于上臺肩之上的壁面上開有周向分布的多個流道孔；本體下部的內(nèi)徑小于其中部的內(nèi)徑，在變徑處形成一臺階，箭閥閥芯下部的外徑與本體下部的內(nèi)徑相適應(yīng)，所述復(fù)位彈簧設(shè)置在所述上臺肩和所述臺階之間的空間內(nèi)；
[0008]所述旁通閥包括旁通閥座、旁通閥板和銷軸及扭簧組件，所述旁通閥座與旁通閥板形成接觸密封；所述旁通閥板在扭簧的作用下緊壓在旁通閥座上，在旁通閥板外側(cè)的旁通閥座內(nèi)設(shè)有閥堵，閥堵與旁通閥座之間通過螺紋連接且才者之間形成密封。
[0009]在所述旁通閥座的密封面上形成有刻槽，在刻槽內(nèi)安裝有橡膠密封件。
[0010]優(yōu)選的是，所述復(fù)位彈簧為錐形彈簧。
[0011]本實用新型具有如下有益效果:
[0012]1、整體結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，密封可靠；
[0013]2、箭閥的復(fù)位彈簧設(shè)置在箭閥閥芯上臺肩的下部，可有效避免彈簧的沖蝕破壞，并且箭閥閥芯的下臺肩具有限位功能，有效提聞箭閥的使用壽命；
[0014]3、旁通閥密封部件設(shè)置在背對流體流動方向，可有效避免橡膠密封部分的沖蝕，增加了旁通閥的使用壽命，適宜于氣體、充氣和鉆井液鉆井條件下的連續(xù)循環(huán)鉆井。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的連續(xù)循環(huán)閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的連續(xù)循環(huán)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示，連續(xù)循環(huán)閥上端通過鉆桿母扣9與鉆桿相連，下端通過鉆桿公扣8與鉆桿相連。連續(xù)循環(huán)閥上部設(shè)有箭閥，下部一側(cè)設(shè)有旁通閥。
[0018]所述箭閥主要由定位筒2、閥座3、箭閥閥芯4、復(fù)位彈簧5組成，閥座3坐在本體I內(nèi)部形成的臺階上，兩者之間通過O形密封圈10密封。閥座3由定位筒2固定，定位筒2與本體I通過螺紋連接。箭閥閥芯4上部外周面形成有錐面，與閥座3下部的錐面形成金屬密封，為提高耐磨性，在兩個錐面處還可分別覆上硬質(zhì)合金不銹鋼涂層。
[0019]箭閥閥芯4中部的外周面向外延伸形成上臺肩，上臺肩的外徑與本體I中部的內(nèi)徑相適應(yīng)。箭閥閥芯4下部的外徑小于其中部的外徑，在變徑處形成下臺肩，在箭閥閥芯4位于上臺肩之上的壁面上開有周向分布的多個流道孔。本體I下部的內(nèi)徑小于其中部的內(nèi)徑，在變徑處形成一臺階，箭閥閥芯4下部的外徑與本體I下部的內(nèi)徑相適應(yīng)，所述復(fù)位彈簧5設(shè)置在上臺肩和所述臺階之間的空間內(nèi)，可有效避免鉆井液對復(fù)位彈簧5的沖蝕，復(fù)位彈簧6優(yōu)先采用錐形彈簧。箭閥閥芯4在復(fù)位彈簧5的作用下上移，與閥座3實現(xiàn)密封。
[0020]旁通閥由通過密封圈15與本體I密封的旁通閥座11以及通過銷軸及扭簧組件6與旁通閥座11連接的旁通閥板7組成，旁通閥座11與旁通閥板7形成接觸密封，并且在旁通閥座11緊鄰旁通閥板7兩端的壁面上分別形成有刻槽，在刻槽內(nèi)安裝有橡膠密封件14，以增加旁通閥的密封性能。旁通閥板7在扭簧的作用下緊緊壓在旁通閥座11上，通過金屬密封和橡膠密封的雙重結(jié)構(gòu)實現(xiàn)密封。另外，旁通閥板7在克服扭簧壓力的外壓力作用下，可以繞著銷軸向本體I內(nèi)部一側(cè)打開，實現(xiàn)旁通路的開啟。旁通閥座11的外側(cè)的旁通閥座11內(nèi)設(shè)有閥堵13，閥堵13與旁通閥座11之間通過螺紋連接，且二者之間設(shè)置有密封圈12。
[0021]本實用新型的工作原理如下:
[0022]在正常鉆進(jìn)中，箭閥閥芯4在鉆井液壓力作用下克服復(fù)位彈簧5的阻力下移，箭閥閥芯4的下臺肩與本體I內(nèi)部臺階相接觸，打開箭閥的同時又起到限位功能。旁通閥的旁通閥板7在銷軸及扭簧組件6和鉆柱內(nèi)壓力的作用下，緊緊壓在旁通閥座11上，由于兩者之間形成的金屬密封和橡膠密封的雙重密封結(jié)構(gòu)，提高了密封效果。
[0023]需要打開旁通閥時，取下閥堵13，在克服扭簧和鉆柱內(nèi)壓力的外壓力作用下，旁通閥板7繞銷軸轉(zhuǎn)動，向鉆柱內(nèi)一側(cè)打開，建立旁通路循環(huán)；同時箭閥閥芯4在復(fù)位彈簧5和內(nèi)部鉆井液壓力作用下上移，箭閥閥芯4的錐面與閥座3的錐面形成密封。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)循環(huán)閥，其特征是:包括本體(1)、設(shè)置在本體(1)內(nèi)側(cè)上部的箭閥，和設(shè)置在本體(1)內(nèi)側(cè)下部一側(cè)的旁通閥， 所述箭閥包括定位筒(2)、閥座(3)、箭閥閥芯(4)和復(fù)位彈簧(5)，所述閥座(3)設(shè)置在本體(1)內(nèi)部形成的臺階上且二者之間形成密封，閥座(3)下端的內(nèi)周面形成向下漸開的錐面；所述定位筒(2)安裝在所述閥座(3)上面，且與本體(1)通過螺紋連接，用于固定閥座(3);所述箭閥閥芯(4)上端的外周面向內(nèi)收縮，形成與閥座(3)下端的錐面密封配合的錐面；箭閥閥芯(4)中部的外周面向外延伸形成上臺肩，上臺肩的外徑與本體(1)中部的內(nèi)徑相適應(yīng)；箭閥閥芯(4)下部的外徑小于其中部的外徑，在變徑處形成下臺肩，在箭閥閥芯(4)位于上臺肩之上的壁面上開有周向分布的多個流道孔；本體(1)下部的內(nèi)徑小于其中部的內(nèi)徑，在變徑處形成一臺階，箭閥閥芯(4)下部的外徑與本體(1)下部的內(nèi)徑相適應(yīng)，所述復(fù)位彈簧(6)設(shè)置在所述上臺肩和所述臺階之間的空間內(nèi)； 所述旁通閥包括旁通閥座(11)、旁通閥板(7)和銷軸及扭簧組件￠)，所述旁通閥座(11)與旁通閥板(7)形成接觸密封；所述旁通閥板(7)在扭簧的作用下緊壓在旁通閥座(11)上，在旁通閥板(7)外側(cè)的旁通閥座(11)內(nèi)設(shè)有閥堵(13)，閥堵(13)與旁通閥座(11)之間通過螺紋連接且才者之間形成密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:在所述旁通閥座(11)緊鄰旁通閥板(7)兩端的壁面上分別形成有刻槽，在刻槽內(nèi)安裝有橡膠密封件(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:所述復(fù)位彈簧為錐形彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:該連續(xù)循環(huán)閥上下端通過絲扣與常規(guī)鉆桿相連。
【文檔編號】E21B21/10GK204060585SQ201420406265
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】齊金濤, 馬金山, 魏臣興, 周俊然, 徐海潮, 黃強, 郗鳳亮, 鄭燕陽, 劉剛, 文雄兵 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司