本發(fā)明涉及到鉆井設備技術領域,尤其涉及一種回壓凡爾。
背景技術:
回壓凡爾是鉆井過程中的一種防內噴的裝置,是一種單流閥,回壓凡爾能夠有效的防止地層流體通過鉆頭水眼進入鉆具內。現有的回壓凡爾主要包括閥體、支承座、閥芯和閥座。其結構原理是在工具水眼內有一個錐形活動閥芯,安裝時其大端朝下,小端朝上,當泥漿由水眼至上而下時,流動阻力較小,能夠順利通過;當泥漿從鉆柱內由下而上反竄流動時,其大端受到的推力較大,而促使錐形活動裝置向上移動,直至閥芯錐面與閥座錐面貼合,從而達到封堵水眼的目的。通常在壓井、鉆進接單根和下鉆過程中可以起到防止泥漿反噴的作用。
公開號為CN 203547660U,公開日為2014年04月16日的中國專利文獻公開了一種回壓凡爾,其特征在于:包括閥體、復合膠塞、彈性金屬圈;所述閥體為柱體,沿其軸線方向設置有泥漿通道;所述閥體一端上設置有環(huán)狀凸起,所述復合膠塞置于所述環(huán)狀凸起中,將所述泥漿通道封堵;所述泥漿通道的內壁上設置有環(huán)形凹槽,所述彈性金屬圈置于所述環(huán)形凹槽中;所述復合膠塞上,朝所述彈性金屬圈方向,設置有連接部;所述連接部置于所述泥漿通道中,其自由端上設置有擋塊;當所述復合膠塞封堵住所述泥漿通道時,所述擋塊穿過所述彈性金屬圈,所述彈性金屬圈能阻擋所述擋塊朝所述環(huán)狀凸起的方向運動。該專利文獻公開的回壓凡爾,雖然能夠起到良好的密封和阻流作用,防止反噴,避免造成工程事故。但是,以該專利文獻為代表的現有技術,均存在缺陷:在下鉆時,每放下一部分鉆桿,就需要連接灌漿裝置向鉆桿內灌入泥漿,灌完后,再取下灌漿裝置,放入下一節(jié)鉆桿,如此重復才能完成下鉆動作,工程量非常大,費時費力,需要灌入大量的泥漿,灌漿成本高?;貕悍矤柕拈y芯與底座之間安裝有彈簧,彈簧套接在閥芯的閥桿上,彈簧一端連接在底座上,另一端連接在閥芯的錐形塊上,由于閥桿的直徑較小,回壓凡爾在長期使用的過程中,閥芯上下運動,彈簧也會不停的回位和壓縮,彈簧容易被過度擠壓而發(fā)生變形,導致閥芯的錐形塊無法快速有效的準確復位,不能與閥座錐面良好貼合,進而達不到堵住水眼的目的;而且彈簧在壓縮和復位時,彈簧擺動,不停的撞擊閥芯的閥桿,導致閥桿折斷,閥芯失去作用,導致泥漿反噴,造成極其嚴重的安全事故。
技術實現要素:
本發(fā)明為了克服上述現有技術的缺陷,提供一種回壓凡爾,本發(fā)明能夠將井內泥漿自動灌入鉆桿內,無需每放下一部分鉆桿就連接灌漿裝置向鉆桿內灌入泥漿,極大的減小了工程量,省時省力,有效降低灌漿成本,而且能夠有效防止井內泥漿經閥體的內腔反噴至鉆桿內,杜絕安全事故。
本發(fā)明通過下述技術方案實現:
一種回壓凡爾,包括閥體、閥芯及設置在閥體內的支承座和閥座,支承座位于閥座下方,其特征在于:所述閥體內設置有活塞,所述活塞套在閥芯上,所述閥體上開有泥漿回流孔,泥漿回流孔位于閥座和活塞之間,所述泥漿回流孔與閥體的內腔連通。
所述閥芯從上到下依次包括上閥桿、錐形塊和下閥桿,上閥桿的上端設置有固定螺母,下端與錐形塊的小端連接,下閥桿一端與錐形塊的大端連接,另一端伸入支承座內。
所述閥座與錐形塊的錐面相適配。
所述下閥桿上設置有復位彈簧,復位彈簧與支承座接觸。
所述錐形塊與閥座之間設置有第一密封圈,第一密封圈嵌套在錐形塊的大端上。
所述錐形塊的大端上開有彈簧槽,復位彈簧的一端與彈簧槽的底部接觸,另一端與支承座接觸。
所述錐形塊上開有流通孔,流通孔與彈簧槽連通。
所述閥座與閥體之間設置有第二密封圈,第二密封圈套在閥座上。
所述活塞與閥體之間設置有第三密封圈,第三密封圈套在活塞上。
所述閥體的內壁上設置有臺階,臺階上設置有壓帽,壓帽位于活塞上方,壓帽與閥體通過螺紋連接。
下鉆時,將鉆具連同回壓凡爾一起下入井內,井內泥漿在壓力的作用下,即環(huán)空壓強高于閥體內腔的情況下,井內泥漿從外到內經閥體上的泥漿回流孔進入到閥體的內腔,泥漿通過閥體的內腔自下而上回流到鉆桿內;隨著不斷下鉆具,井內泥漿不斷回流進鉆桿內,直到下鉆具完畢,鉆桿內外液體壓力平衡,井內泥漿不再向鉆桿內回流,完成鉆桿內的自灌漿動作。
正循環(huán)泥漿時,地面上灌漿設備中的泥漿被泥漿泵打入鉆桿連同鉆桿內的井內泥漿進入回壓凡爾的閥體內,泥漿推動閥芯克服復位彈簧的彈力,將閥芯的錐形塊往下推動,使錐形塊脫離閥座,將正循環(huán)泥漿通道打開;與此同時,閥芯通過固定螺母帶動活塞下移,活塞將泥漿回流孔封堵住,使自灌漿通道關閉;地面上灌漿設備中的泥漿和鉆桿內的井內泥漿經回壓凡爾流經整個鉆具,從最下面鉆頭水眼出來,又從井眼以內鉆桿以外的環(huán)空流到地面上,這樣就可以把井底鉆出來的沙石等帶走。
井噴或井涌時,井內泥漿或氣體自下而上經支承座反流進閥體內,在井內泥漿或氣體以及復位彈簧自身作用下都會對閥芯產生推力,閥芯的錐形塊向上被推入到閥座內,將正循環(huán)泥漿通道關閉;加之自灌漿通道也是關閉的,因此能夠有效防止井內泥漿反噴。
本發(fā)明的有益效果主要表現在以下方面:
一、本發(fā)明,閥體內設置有活塞,活塞套在閥芯上,閥體上開有泥漿回流孔,泥漿回流孔位于閥座和活塞之間,泥漿回流孔與閥體的內腔連通,通過在閥體上開設泥漿回流孔,并且將泥漿回流孔與閥體的內腔連通,下鉆時,通過將鉆具連同回壓凡爾一起下入井內,井內泥漿在壓力的作用下就能夠經泥漿回流孔流入到閥體的內腔,再經閥體的內腔回流到鉆桿內,完成鉆桿內的自灌漿動作;較現有技術而言,無需每放下一部分鉆桿就連接灌漿裝置向鉆桿內灌入泥漿,灌完后再取下灌漿裝置,放入下一節(jié)鉆桿,極大的減小了工程量,而且有效降低了灌漿成本,還消除了人工灌漿存在的安全隱患;在閥芯與支承座之間由于減少了彈簧,使得正循環(huán)泥漿時,閥芯無需克服彈簧的阻力就能夠被推動,打開正循環(huán)泥漿通道,正循環(huán)泥漿更加順暢,同時活塞在閥芯帶動下封堵住泥漿回流孔;當發(fā)生井噴或井涌時,井內泥漿或氣體自下而上經支承座反流進閥體內,在井內泥漿或氣體的作用下閥芯被推入閥座內,將正循環(huán)泥漿通道關閉;加之泥漿回流孔又是被活塞封堵住的,從而能夠有效防止井內泥漿經閥體的內腔反噴至鉆桿內,杜絕安全事故。
二、本發(fā)明,閥芯從上到下依次包括上閥桿、錐形塊和下閥桿,上閥桿的上端設置有固定螺母,下端與錐形塊的小端連接,下閥桿一端與錐形塊的大端連接,另一端伸入支承座內,通過錐形塊的大端錐形面能夠與閥座的斜面相配合,將正循環(huán)泥漿通道封堵??;通過設置在上閥桿上端的固定螺母帶動活塞下移,從而能夠封堵住泥漿回流孔,當發(fā)生井噴或井涌時,能夠有效避免井內泥漿反噴。
三、本發(fā)明,閥座與錐形塊的錐面相適配,在井噴或井涌時能夠起到良好的封堵效果,防止井內泥漿反噴。
四、本發(fā)明,下閥桿上設置有復位彈簧,復位彈簧與支承座接觸,通過增設復位彈簧,當正循環(huán)泥漿時,泥漿將閥芯的錐形塊沖開后,由于復位彈簧與支承座接觸,復位彈簧的作用力能夠一部分抵消泥漿對錐形塊產生的沖力,避免錐形塊撞擊支承座,能夠有效保護錐形塊,進而保障閥芯的正常使用;當發(fā)生井噴或井涌時,復位彈簧的作用力又能夠加快錐形塊的移動,使閥芯與閥座迅速閉合,防止泥漿反噴。
五、本發(fā)明,錐形塊與閥座之間設置有第一密封圈,第一密封圈嵌套在錐形塊的大端上,長時間使用后,錐形塊與閥座之間容易產生縫隙,通過第一密封圈能夠進行良好的密封,進而能夠有效防止井內泥漿進入正循環(huán)泥漿通道向鉆桿內反噴,進一步保證鉆井安全。
六、本發(fā)明,錐形塊的大端上開有彈簧槽,復位彈簧的一端與彈簧槽的底部接觸,另一端與支承座接觸,在長期使用的過程中,閥芯上下運動,復位彈簧也會不停的壓縮和復位,通過增設彈簧槽,當正循環(huán)泥漿時,復位彈簧的一部分容納在彈簧槽內,當復位彈簧壓縮到一定程度時,錐形塊的大端端面與支承座接觸,能夠防止復位彈簧被過度壓縮而變形,保障復位彈簧的使用穩(wěn)定性,使錐形塊能夠準確復位與閥座進行良好的貼合,防止井內泥漿反噴;復位彈簧不會被過度壓縮,就能夠減小復位彈簧的左右擺動,從而能夠減少復位彈簧撞擊下閥桿的幾率,延長整個閥芯的使用壽命。
七、本發(fā)明,錐形塊上開有流通孔,流通孔與彈簧槽連通,便于正循環(huán)泥漿時液體的流動,保障正循環(huán)泥漿的順暢性。
八、本發(fā)明,閥座與閥體之間設置有第二密封圈,第二密封圈套在閥座上,能夠增加閥座與閥體之間的密封性,在井噴或井涌時,進一步防止井內泥漿經閥座與閥體之間的縫隙回流,提高防反噴效果。
九、本發(fā)明,活塞與閥體之間設置有第三密封圈,第三密封圈套在活塞上,能夠增加活塞與閥體之間的密封性,防止正循環(huán)泥漿時,泥漿經活塞與閥體之間的縫隙流入泥漿回流孔,進而能夠有效防止泥漿泄漏。
十、本發(fā)明,閥體的內壁上設置有臺階,臺階上設置有壓帽,壓帽位于活塞上方,壓帽與閥體通過螺紋連接,通過設置壓帽能夠對活塞進行限位,防止自灌漿時,井內泥漿將活塞沖離閥體,能夠保障整個回壓凡爾的使用穩(wěn)定性。
附圖說明
下面將結合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的具體說明,其中:
圖1為本發(fā)明的結構示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例2的結構示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例3的結構示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例4的結構示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例5的結構示意圖;
圖中標記:1、閥體,2、閥芯,3、支承座,4、閥座,5、活塞,6、泥漿回流孔,7、上閥桿,8、錐形塊,9、下閥桿,10、固定螺母,11、復位彈簧,12、第一密封圈,13、彈簧槽,14、流通孔,15、第二密封圈,16、第三密封圈,17、臺階,18、壓帽。
具體實施方式
實施例1
參見圖1,一種回壓凡爾,包括閥體1、閥芯2及設置在閥體1內的支承座3和閥座4,支承座3位于閥座4下方,所述閥體1內設置有活塞5,所述活塞5套在閥芯2上,所述閥體1上開有泥漿回流孔6,泥漿回流孔6位于閥座4和活塞5之間,所述泥漿回流孔6與閥體1的內腔連通。
本實施例為最基本的實施方式,閥體內設置有活塞,活塞套在閥芯上,閥體上開有泥漿回流孔,泥漿回流孔位于閥座和活塞之間,泥漿回流孔與閥體的內腔連通,通過在閥體上開設泥漿回流孔,并且將泥漿回流孔與閥體的內腔連通,下鉆時,通過將鉆具連同回壓凡爾一起下入井內,井內泥漿在壓力的作用下就能夠經泥漿回流孔流入到閥體的內腔,再經閥體的內腔回流到鉆桿內,完成鉆桿內的自灌漿動作;較現有技術而言,無需每放下一部分鉆桿就連接灌漿裝置向鉆桿內灌入泥漿,灌完后再取下灌漿裝置,放入下一節(jié)鉆桿,極大的減小了工程量,而且有效降低了灌漿成本,還消除了人工灌漿存在的安全隱患;在閥芯與支承座之間由于減少了彈簧,使得正循環(huán)泥漿時,閥芯無需克服彈簧的阻力就能夠被推動,打開正循環(huán)泥漿通道,正循環(huán)泥漿更加順暢,同時活塞在閥芯帶動下封堵住泥漿回流孔;當發(fā)生井噴或井涌時,井內泥漿或氣體自下而上經支承座反流進閥體內,在井內泥漿或氣體的作用下閥芯被推入閥座內,將正循環(huán)泥漿通道關閉;加之泥漿回流孔又是被活塞封堵住的,從而能夠有效防止井內泥漿經閥體的內腔反噴至鉆桿內,杜絕安全事故。
實施例2
參見圖2,一種回壓凡爾,包括閥體1、閥芯2及設置在閥體1內的支承座3和閥座4,支承座3位于閥座4下方,所述閥體1內設置有活塞5,所述活塞5套在閥芯2上,所述閥體1上開有泥漿回流孔6,泥漿回流孔6位于閥座4和活塞5之間,所述泥漿回流孔6與閥體1的內腔連通。
所述閥芯2從上到下依次包括上閥桿7、錐形塊8和下閥桿9,上閥桿7的上端設置有固定螺母10,下端與錐形塊8的小端連接,下閥桿9一端與錐形塊8的大端連接,另一端伸入支承座3內。
所述閥座4與錐形塊8的錐面相適配。
所述下閥桿9上設置有復位彈簧11,復位彈簧11與支承座3接觸。
本實施例為一較佳實施方式,閥芯從上到下依次包括上閥桿、錐形塊和下閥桿,上閥桿的上端設置有固定螺母,下端與錐形塊的小端連接,下閥桿一端與錐形塊的大端連接,另一端伸入支承座內,通過錐形塊的大端錐形面能夠與閥座的斜面相配合,將正循環(huán)泥漿通道封堵??;通過設置在上閥桿上端的固定螺母帶動活塞下移,從而能夠封堵住泥漿回流孔,當發(fā)生井噴或井涌時,能夠有效避免井內泥漿反噴。
閥座與錐形塊的錐面相適配,在井噴或井涌時能夠起到良好的封堵效果,防止井內泥漿反噴。
下閥桿上設置有復位彈簧,復位彈簧與支承座接觸,通過增設復位彈簧,當正循環(huán)泥漿時,泥漿將閥芯的錐形塊沖開后,由于復位彈簧與支承座接觸,復位彈簧的作用力能夠一部分抵消泥漿對錐形塊產生的沖力,避免錐形塊撞擊支承座,能夠有效保護錐形塊,進而保障閥芯的正常使用;當發(fā)生井噴或井涌時,復位彈簧的作用力又能夠加快錐形塊的移動,使閥芯與閥座迅速閉合,防止泥漿反噴。
實施例3
參見圖3,一種回壓凡爾,包括閥體1、閥芯2及設置在閥體1內的支承座3和閥座4,支承座3位于閥座4下方,所述閥體1內設置有活塞5,所述活塞5套在閥芯2上,所述閥體1上開有泥漿回流孔6,泥漿回流孔6位于閥座4和活塞5之間,所述泥漿回流孔6與閥體1的內腔連通。
所述閥芯2從上到下依次包括上閥桿7、錐形塊8和下閥桿9,上閥桿7的上端設置有固定螺母10,下端與錐形塊8的小端連接,下閥桿9一端與錐形塊8的大端連接,另一端伸入支承座3內。
所述閥座4與錐形塊8的錐面相適配。
所述下閥桿9上設置有復位彈簧11,復位彈簧11與支承座3接觸。
所述錐形塊8與閥座4之間設置有第一密封圈12,第一密封圈12嵌套在錐形塊8的大端上。
所述錐形塊8的大端上開有彈簧槽13,復位彈簧11的一端與彈簧槽13的底部接觸,另一端與支承座3接觸。
本實施例為又一較佳實施方式,錐形塊與閥座之間設置有第一密封圈,第一密封圈嵌套在錐形塊的大端上,長時間使用后,錐形塊與閥座之間容易產生縫隙,通過第一密封圈能夠進行良好的密封,進而能夠有效防止井內泥漿進入正循環(huán)泥漿通道向鉆桿內反噴,進一步保證鉆井安全。
錐形塊的大端上開有彈簧槽,復位彈簧的一端與彈簧槽的底部接觸,另一端與支承座接觸,在長期使用的過程中,閥芯上下運動,復位彈簧也會不停的壓縮和復位,通過增設彈簧槽,當正循環(huán)泥漿時,復位彈簧的一部分容納在彈簧槽內,當復位彈簧壓縮到一定程度時,錐形塊的大端端面與支承座接觸,能夠防止復位彈簧被過度壓縮而變形,保障復位彈簧的使用穩(wěn)定性,使錐形塊能夠準確復位與閥座進行良好的貼合,防止井內泥漿反噴;復位彈簧不會被過度壓縮,就能夠減小復位彈簧的左右擺動,從而能夠減少復位彈簧撞擊下閥桿的幾率,延長整個閥芯的使用壽命。
實施例4
參見圖4,一種回壓凡爾,包括閥體1、閥芯2及設置在閥體1內的支承座3和閥座4,支承座3位于閥座4下方,所述閥體1內設置有活塞5,所述活塞5套在閥芯2上,所述閥體1上開有泥漿回流孔6,泥漿回流孔6位于閥座4和活塞5之間,所述泥漿回流孔6與閥體1的內腔連通。
所述閥芯2從上到下依次包括上閥桿7、錐形塊8和下閥桿9,上閥桿7的上端設置有固定螺母10,下端與錐形塊8的小端連接,下閥桿9一端與錐形塊8的大端連接,另一端伸入支承座3內。
所述閥座4與錐形塊8的錐面相適配。
所述下閥桿9上設置有復位彈簧11,復位彈簧11與支承座3接觸。
所述錐形塊8與閥座4之間設置有第一密封圈12,第一密封圈12嵌套在錐形塊8的大端上。
所述錐形塊8的大端上開有彈簧槽13,復位彈簧11的一端與彈簧槽13的底部接觸,另一端與支承座3接觸。
所述錐形塊8上開有流通孔14,流通孔14與彈簧槽13連通。
所述閥座4與閥體1之間設置有第二密封圈15,第二密封圈15套在閥座4上。
所述活塞5與閥體1之間設置有第三密封圈16,第三密封圈16套在活塞5上。
本實施例為又一較佳實施方式,錐形塊上開有流通孔,流通孔與彈簧槽連通,便于正循環(huán)泥漿時液體的流動,保障正循環(huán)泥漿的順暢性。
閥座與閥體之間設置有第二密封圈,第二密封圈套在閥座上,能夠增加閥座與閥體之間的密封性,在井噴或井涌時,進一步防止井內泥漿經閥座與閥體之間的縫隙回流,提高防反噴效果。
活塞與閥體之間設置有第三密封圈,第三密封圈套在活塞上,能夠增加活塞與閥體之間的密封性,防止正循環(huán)泥漿時,泥漿經活塞與閥體之間的縫隙流入泥漿回流孔,進而能夠有效防止泥漿泄漏。
實施例5
參見圖5,一種回壓凡爾,包括閥體1、閥芯2及設置在閥體1內的支承座3和閥座4,支承座3位于閥座4下方,所述閥體1內設置有活塞5,所述活塞5套在閥芯2上,所述閥體1上開有泥漿回流孔6,泥漿回流孔6位于閥座4和活塞5之間,所述泥漿回流孔6與閥體1的內腔連通。
所述閥芯2從上到下依次包括上閥桿7、錐形塊8和下閥桿9,上閥桿7的上端設置有固定螺母10,下端與錐形塊8的小端連接,下閥桿9一端與錐形塊8的大端連接,另一端伸入支承座3內。
所述閥座4與錐形塊8的錐面相適配。
所述下閥桿9上設置有復位彈簧11,復位彈簧11與支承座3接觸。
所述錐形塊8與閥座4之間設置有第一密封圈12,第一密封圈12嵌套在錐形塊8的大端上。
所述錐形塊8的大端上開有彈簧槽13,復位彈簧11的一端與彈簧槽13的底部接觸,另一端與支承座3接觸。
所述錐形塊8上開有流通孔14,流通孔14與彈簧槽13連通。
所述閥座4與閥體1之間設置有第二密封圈15,第二密封圈15套在閥座4上。
所述活塞5與閥體1之間設置有第三密封圈16,第三密封圈16套在活塞5上。
所述閥體1的內壁上設置有臺階17,臺階17上設置有壓帽18,壓帽18位于活塞5上方,壓帽18與閥體1通過螺紋連接。
本實施例為最佳實施方式,閥體內設置有活塞,活塞套在閥芯上,閥體上開有泥漿回流孔,泥漿回流孔位于閥座和活塞之間,泥漿回流孔與閥體的內腔連通,通過在閥體上開設泥漿回流孔,并且將泥漿回流孔與閥體的內腔連通,下鉆時,通過將鉆具連同回壓凡爾一起下入井內,井內泥漿在壓力的作用下就能夠經泥漿回流孔流入到閥體的內腔,再經閥體的內腔回流到鉆桿內,完成鉆桿內的自灌漿動作;較現有技術而言,無需每放下一部分鉆桿就連接灌漿裝置向鉆桿內灌入泥漿,灌完后再取下灌漿裝置,放入下一節(jié)鉆桿,極大的減小了工程量,而且有效降低了灌漿成本,還消除了人工灌漿存在的安全隱患;在閥芯與支承座之間由于減少了彈簧,使得正循環(huán)泥漿時,閥芯無需克服彈簧的阻力就能夠被推動,打開正循環(huán)泥漿通道,正循環(huán)泥漿更加順暢,同時活塞在閥芯帶動下封堵住泥漿回流孔;當發(fā)生井噴或井涌時,井內泥漿或氣體自下而上經支承座反流進閥體內,在井內泥漿或氣體的作用下閥芯被推入閥座內,將正循環(huán)泥漿通道關閉;加之泥漿回流孔又是被活塞封堵住的,從而能夠有效防止井內泥漿經閥體的內腔反噴至鉆桿內,杜絕安全事故。閥體的內壁上設置有臺階,臺階上設置有壓帽,壓帽位于活塞上方,壓帽與閥體通過螺紋連接,通過設置壓帽能夠對活塞進行限位,防止自灌漿時,井內泥漿將活塞沖離閥體,能夠保障整個回壓凡爾的使用穩(wěn)定性。