CN102061904A - 可调压差式自动灌浆阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油钻井使用的自动灌浆阀技术领域，是一种可调压差式自动灌浆阀，其包括阀体、弹力调节机构、内阀套、内阀体、挡板和阀簧；阀体的内部有阀腔，阀腔内壁中部有环形凸台，环形凸台的上端面为上大下小的锥腔面；内阀套安装在阀腔内并能够上下移动，内阀套的外侧下部有密封凸台，密封凸台上端面为与锥腔面相配合的阀套密封面，密封凸台通过弹力调节机构和阀套密封面坐在锥腔面上并保持密封；内阀套的下部腔壁上有环形阀台，环形阀台的上端面为上大下小的投球锥面。本发明结构合理而紧凑，安装使用方便，其能通过弹力调节机构调节压差，具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

可调压差式自动灌浆阀
技术领域
本发明涉及石油钻井使用的自动灌浆阀技术领域，是一种可调压差式自动灌浆阀。
背景技术
常规下套管作业时，由于套管底部单流阀作用，套管内外有较高的液面压力差，过高的压力差可能会导致单流阀的失效，因此，通常需要下入一定量套管及时进行灌浆以平衡套管内外压力。为了解决以上问题，出现了自动灌浆单流阀，目前市场上常见的自动灌浆单流阀主要有浮球式和瓣阀式两种，但在现场使用过程中，由于钻井液携带岩屑，容易损坏瓣阀或浮球式单流阀，从而导致自动灌浆单流阀失效，出现套管内向外冒钻井液的情况，不但污染了钻台面，还影响了施工人员的安全。因此，现有石油钻井使用的自动灌浆阀在实际使用过程中存在以下不足：无法调节压差、下套管时易冒钻井液、存在安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种可调压差式自动灌浆阀，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有石油钻井使用的自动灌浆阀存在的无法调节压差、下套管时易冒钻井液、存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种可调压差式自动灌浆阀，包括阀体、弹力调节机构、内阀套、内阀体、挡板和阀簧；阀体的内部有阀腔，阀腔内壁中部有环形凸台，环形凸台的上端面为上大下小的锥腔面；内阀套安装在阀腔内并能够上下移动，内阀套的外侧下部有密封凸台，密封凸台的上端面为与锥腔面相配合的阀套密封面，密封凸台通过弹力调节机构和阀套密封面坐在锥腔面上并保持密封；内阀套的下部腔壁上有环形阀台，环形阀台的上端面为上大下小的投球锥面，环形阀台的下端面为上小下大的内阀锥面；阀腔下部内壁上固定安装有挡板，挡板中部有阀杆通孔，阀杆通孔外侧的挡板上有不少于一个的液流孔，内阀体的下部安装在阀杆通孔内并能够上下移动，内阀体的上部通过阀簧压紧在内阀锥面上并保持密封。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述弹力调节机构可包括调节挡圈和调节弹簧，调节挡圈的内部有挡圈套孔并套装在内阀套外侧，调节挡圈外部分布有不少于两个的挡圈卡块，阀腔的上部内壁上对应挡圈卡块的位置分别有轴向滑槽，阀腔上部内壁上沿上下方向分布有不少于两个的定位卡槽，每个定位卡槽的端部分别与相邻的轴向滑槽相连通，调节挡圈通过挡圈卡块固定安装在定位卡槽内并能够转动使挡圈卡块进入轴向滑槽内来调节上下位置；弹力大于阀簧弹力的调节弹簧套装在内阀套上，调节弹簧的上端顶紧在调节挡圈的下端面上，调节弹簧的下端顶紧在密封凸台的上端面上。
上述内阀体可包括阀头和阀杆，阀头的下端与阀杆的上端连为一体，阀头的上端有半球密封面，阀头通过半球密封面顶紧在内阀锥面上并保持密封，阀杆套装在挡板中部的阀杆通孔内并能够上下移动，阀杆的外部套装有阀簧，阀簧的上端顶紧在阀头的下端面上，阀簧的下端顶紧在挡板的上端面上。
上述内阀套中部腔壁上可有不少于一个的循环孔，循环孔的内端与内阀套的内腔相连通，循环孔的外端与阀腔上部相连通。
上述阀体的下端外侧可有能够固定安装在上下两个套管的端部之间的安装凸缘。
上述阀套密封面上可有密封环槽并安装有密封圈。
上述定位卡槽的数量可为三至五个。
上述阀腔的下部内壁上可有螺纹，挡板通过螺纹固定安装在阀腔的内壁上并能够调节阀簧的压缩量。
本发明结构合理而紧凑，安装使用方便，其能通过弹力调节机构调节压差，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视半剖结构示意图。
附图2为附图1中A-A处的剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为阀体，2为内阀套，3为内阀体，4为挡板，5为阀簧，6为阀腔，7为环形凸台，8为锥腔面，9为密封凸台，10为阀套密封面，11为环形阀台，12为投球锥面，13为内阀锥面，14为阀杆通孔，15为液流孔，16为调节挡圈，17为调节弹簧，18为挡圈套孔，19为挡圈卡块，20为轴向滑槽，21为定位卡槽，22为循环孔，23为套管，24为安装凸缘，25为密封环槽。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合最佳实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该可调压差式自动灌浆阀包括阀体1、弹力调节机构、内阀套2、内阀体3、挡板4和阀簧5；阀体1的内部有阀腔6，阀腔6内壁中部有环形凸台7，环形凸台7的上端面为上大下小的锥腔面8；内阀套2安装在阀腔6内并能够上下移动，内阀套2的外侧下部有密封凸台9，密封凸台9的上端面为与锥腔面8相配合的阀套密封面10，密封凸台9通过弹力调节机构和阀套密封面10坐在锥腔面8上并保持密封；内阀套2的下部腔壁上有环形阀台11，环形阀台11的上端面为上大下小的投球锥面12，环形阀台11的下端面为上小下大的内阀锥面13；阀腔6下部内壁上固定安装有挡板4，挡板4中部有阀杆通孔14，阀杆通孔14外侧的挡板4上有不少于一个的液流孔15，内阀体3的下部安装在阀杆通孔14内并能够上下移动，内阀体3的上部通过阀簧5压紧在内阀锥面13上并保持密封。内阀套2在阀体1内可以依靠上下压差随弹力调节机构的作用小幅度滑动，达到开启和关闭内外通道的目的。通过向内阀套2内部的投球锥面12上投球可以实现套管23内憋压。                                                        
可根据实际需要，对上述可调压差式自动灌浆阀作进一步优化或/和改进：
如附图1、2所示，弹力调节机构包括调节挡圈16和调节弹簧17，调节挡圈16的内部有挡圈套孔18并套装在内阀套2外侧，调节挡圈16外部分布有不少于两个的挡圈卡块19，阀腔6的上部内壁上对应挡圈卡块19的位置分别有轴向滑槽20，阀腔6上部内壁上沿上下方向分布有不少于两个的定位卡槽21，每个定位卡槽21的端部分别与相邻的轴向滑槽20相连通，调节挡圈16通过挡圈卡块19固定安装在定位卡槽21内并能够转动使挡圈卡块19进入轴向滑槽20内来调节上下位置；弹力大于阀簧5弹力的调节弹簧17套装在内阀套2上，调节弹簧17的上端顶紧在调节挡圈16的下端面上，调节弹簧17的下端顶紧在密封凸台9的上端面上。按照预先设计要控制的液面差能够方便地进行调节，使挡圈卡块19卡入不同档位的定位卡槽21内，改变调节弹簧17的预压缩量。
如附图1所示，内阀体3包括阀头和阀杆，阀头的下端与阀杆的上端连为一体，阀头的上端有半球密封面，阀头通过半球密封面顶紧在内阀锥面13上并保持密封，阀杆套装在挡板4中部的阀杆通孔14内并能够上下移动，阀杆的外部套装有阀簧5，阀簧5的上端顶紧在阀头的下端面上，阀簧5的下端顶紧在挡板4的上端面上。
如附图1所示，内阀套2中部腔壁上有不少于一个的循环孔22，循环孔22的内端与内阀套2的内腔相连通，循环孔22的外端与阀腔6上部相连通。
如附图1所示，阀体1的下端外侧有能够固定安装在上下两个套管23的端部之间的安装凸缘24。通过将安装凸缘24安装在两个套管23之间的套管接箍内，使本发明不需要使用其他辅助设备就可固定，并且对套管串的长度和结构没有影响，简单方便。
如附图1所示，阀套密封面10上有密封环槽25并安装有密封圈。密封圈能够使锥腔面8与阀套密封面10接触处的密封更加可靠。
如附图1所示，定位卡槽21的数量为三至五个。
如附图1所示，阀腔6的下部内壁上有螺纹，挡板4通过螺纹固定安装在阀腔6的内壁上并能够调节阀簧5的压缩量。通过调节挡板4的高度位置，调节阀簧5的压缩量更加方便。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程是：首先，按照预先需要的液面差，将调节挡圈16调节到合适的定位卡槽21内；接着，将本发明安装在预先设计位置的两个套管23之间入井即可。此外，本发明还可以作为一种可循环盲板使用，即实施投球或者投胶塞作业后，憋压球或胶塞落至内阀套2的投球锥面12上，实现对套管23内外的封堵。

Claims (10)

1.一种可调压差式自动灌浆阀，其特征在于包括阀体、弹力调节机构、内阀套、内阀体、挡板和阀簧；阀体的内部有阀腔，阀腔内壁中部有环形凸台，环形凸台的上端面为上大下小的锥腔面；内阀套安装在阀腔内并能够上下移动，内阀套的外侧下部有密封凸台，密封凸台的上端面为与锥腔面相配合的阀套密封面，密封凸台通过弹力调节机构和阀套密封面坐在锥腔面上并保持密封；内阀套的下部腔壁上有环形阀台，环形阀台的上端面为上大下小的投球锥面，环形阀台的下端面为上小下大的内阀锥面；阀腔下部内壁上固定安装有挡板，挡板中部有阀杆通孔，阀杆通孔外侧的挡板上有不少于一个的液流孔，内阀体的下部安装在阀杆通孔内并能够上下移动，内阀体的上部通过阀簧压紧在内阀锥面上并保持密封。
2.根据权利要求1所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于弹力调节机构包括调节挡圈和调节弹簧，调节挡圈的内部有挡圈套孔并套装在内阀套外侧，调节挡圈外部分布有不少于两个的挡圈卡块，阀腔的上部内壁上对应挡圈卡块的位置分别有轴向滑槽，阀腔上部内壁上沿上下方向分布有不少于两个的定位卡槽，每个定位卡槽的端部分别与相邻的轴向滑槽相连通，调节挡圈通过挡圈卡块固定安装在定位卡槽内并能够转动使挡圈卡块进入轴向滑槽内来调节上下位置；弹力大于阀簧弹力的调节弹簧套装在内阀套上，调节弹簧的上端顶紧在调节挡圈的下端面上，调节弹簧的下端顶紧在密封凸台的上端面上。
3.根据权利要求1或2所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于内阀体包括阀头和阀杆，阀头的下端与阀杆的上端连为一体，阀头的上端有半球密封面，阀头通过半球密封面顶紧在内阀锥面上并保持密封，阀杆套装在挡板中部的阀杆通孔内并能够上下移动，阀杆的外部套装有阀簧，阀簧的上端顶紧在阀头的下端面上，阀簧的下端顶紧在挡板的上端面上。
4.根据权利要求1或2所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于内阀套中部腔壁上有不少于一个的循环孔，循环孔的内端与内阀套的内腔相连通，循环孔的外端与阀腔上部相连通。
5.根据权利要求3所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于内阀套中部腔壁上有不少于一个的循环孔，循环孔的内端与内阀套的内腔相连通，循环孔的外端与阀腔上部相连通。
6.根据权利要求1或2所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于阀体的下端外侧有能够固定安装在上下两个套管的端部之间的安装凸缘。
7.根据权利要求5所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于阀体的下端外侧有能够固定安装在上下两个套管的端部之间的安装凸缘。
8.根据权利要求7所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于阀套密封面上有密封环槽并安装有密封圈。
9.根据权利要求8所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于定位卡槽的数量为三至五个。
10.根据权利要求9所述的可调压差式自动灌浆阀，其特征在于阀腔的下部内壁上有螺纹，挡板通过螺纹固定安装在阀腔的内壁上并能够调节阀簧的压缩量。
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