CN104179467A - 钻杆用防漏旁通阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻杆用防漏旁通阀装置，包括阀体和阀芯，阀体下端设有外圆锥螺纹接头，内部设有通孔，通孔上端设有内圆锥螺纹接头，阀芯下端靠近阀体处设有台阶面Ⅰ，阀体内部设有台阶面Ⅱ，台阶面Ⅰ与台阶面Ⅱ之间设有弹簧，台阶面Ⅱ的转角处设有圆弧凹槽，圆弧凹槽中设有密封装置，该密封装置包括固定体和密封圈，固定体固定在圆弧凹槽中，密封圈上设有大小和数量与固定体相对应的固定孔，通过将固定体插入密封圈上的固定孔中使密封圈固定在圆弧凹槽中。避免了漏液问题，减少了能量的损耗，提高了钻井时的工作效率。由于设置有筛板Ⅰ和筛板Ⅱ，使得阀体内的通孔内的杂质减少，降低了旁通阀通孔堵塞的概率。

Description

钻杆用防漏旁通阀装置

技术领域

本发明涉及螺杆钻具领域，具体地，涉及一种钻杆用防漏旁通阀装置。

背景技术

 在石油和天然气行业需要使用大量的螺杆钻具。螺杆钻具由四大部分组成，分别是旁通阀、马达、万向轴以及传动轴。现有的旁通阀是螺杆钻具的辅助部件，安装在螺杆钻具的在上端，它的作用首先是连接钻铤和扶正器接头，其二是当开泵时钻井液带压流经旁通阀内通孔时，旁通阀阀芯自行向下垂直运动直到关闭，钻井液用于驱动螺杆钻具工作和循环；在停泵时使旁通阀内通孔空间与环空连通，即为悬于井内的钻柱四周的空间，环空外壁也可以是外径更大的管柱，有时候被称为环形空间。冷却液流向环空，避免起下钻和更换钻头时钻柱内的钻井液溢出。

现有的旁通阀工作原理：工作时，阀关闭，泵开启，钻井液迫使阀芯向下运动，压缩弹簧，阀芯堵住阀体上的孔，该孔通向环空，使钻井液下流。停止工作时，阀开启，泵关闭，由于没有钻井液的压力，在弹簧的作用下，阀芯向上运动，使阀体上的孔连通钻杆内部空间与环空。阀体上有的孔还设置有过滤板，用于过滤异物。

现有旁通阀的缺点在于：开泵状态，少量钻井液会通过阀芯与阀体之间的间隙从阀体上的孔流出，导致钻井液压力变小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钻杆用防漏旁通阀装置，克服现有旁通阀漏液导致钻井液压力变小的技术问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：钻杆用防漏旁通阀装置，包括阀体和阀芯，阀体下端设有外圆锥螺纹接头，阀体内部设有通孔，通孔上端设有内圆锥螺纹接头，所述阀芯下端靠近阀体处设置有台阶面Ⅰ，所述阀体内部设置有台阶面Ⅱ，台阶面Ⅰ与台阶面Ⅱ之间设置有弹簧，台阶面Ⅱ的转角处开设有圆弧凹槽，圆弧凹槽中设置有密封装置。

进一步地，密封装置包括固定体和密封圈，固定体固定在圆弧凹槽中，所述密封圈上开设有大小和数量与固定体相对应的固定孔，通过将固定体插入密封圈上的固定孔中使密封圈固定在圆弧凹槽中。

进一步地，固定体的结构中间大两头小的椭圆球体。由于该结构的特殊性使得固定体与固定孔的之间的连接紧密，增加了密封性能。

进一步地，密封圈为环形结构的硅胶，在密封圈上开设有大小和数量与固定孔相对应的固定孔。

进一步地，内圆锥螺纹接头与阀芯之间的通孔内设置有筛板Ⅰ。钻井液内含有部分杂质，杂质积累多则会阀体内的通孔或者旁通孔，影响旁通阀整体的流通性，所需钻井液需除去杂质后方可进入通孔内，而钻井液经过筛板Ⅰ过滤后杂质较少，可减少对旁通阀的堵塞影响。

进一步地，阀体圆周面还设有与通孔连通的旁通孔，旁通孔内设有筛板Ⅱ。旁通孔内与通孔连接，外与环空连接，筛板Ⅱ的设置一方面当停泵时，钻井液流向环空时再次对钻井液进行过滤，避免杂质进入钻井内，另一方面防止环空内的杂质进入旁通阀内的通孔内。

进一步地，筛板Ⅱ为波浪形折叠结构。增加了过滤时的接触面积，使过滤更充分，进一步减少杂质含量。

外圆锥螺纹接头即在阀体下端外圆周面接触环空处开设的螺纹连接头，用于连接钻铤，内圆锥螺纹接头即阀体上端内圆周面接触内部通孔处开设的螺纹连接头，用于连接钻杆，台阶面Ⅰ即在阀芯柱体外壁上开设的环形切面，台阶面Ⅱ即在阀体内壁上靠近旁通孔处开设的环形切面，台阶面Ⅰ和台阶面Ⅱ相互平行且之间设置有弹簧；在台阶面Ⅱ与通孔相邻的转角处开设有圆弧凹槽，该圆弧凹槽为环形凹面结构，在环形凹面中设置有大小形状一致的固定体若干，该固定体为中间大两头小的椭圆球体结构，将固定体小端等分固定在圆弧凹槽的环形结构中，密封圈为大小与环形凹槽相同的环形硅胶，在该密封圈上设置有大小和数量与固定体一致的固定孔，将固定体固定在固定孔中，在开泵状态，阀芯的台阶面Ⅰ转角处靠近阀体的台阶面Ⅱ的转角处，并对密封圈进行挤压，实现密封，避免了钻井液会通过阀芯与阀体之间的间隙从阀体上的孔流出导致钻井液压力变小的问题；在转角处设置密封圈，使得开泵状态下阀芯的外圆面和阀芯的台阶面Ⅰ能够同时对密封圈进行挤压，增大了密封圈的内压，提高了密封性能。

综上，本发明的有益效果是：

1、开泵时，钻井液不会由阀体上的旁通孔流出导致钻井液压力变小，减少了能量的损耗，提高了钻井时的工作效率。

2、由于设置有筛板Ⅰ和筛板Ⅱ，使得阀体内的通孔内的杂质减少，降低了旁通阀通孔堵塞的概率，同时也较少了钻井内的杂质含量，不仅提高了整个旁通阀的使用寿命，也减少了开采物质的杂质含量。

附图说明

图1是旁通阀的结构示意图；

图2是密封装置的结构示意图；

图3是开泵时旁通阀结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1—内圆锥螺纹接头；2—筛板Ⅰ；3—阀体；4—弹簧；5—密封装置；6—阀芯；7—台阶面Ⅰ；8—圆弧凹槽；9—台阶面Ⅱ；10—筛板Ⅱ；11—旁通阀；12—外圆锥螺纹接头；13—密封圈；14—固定体。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：如图1所示的钻杆用防漏旁通阀装置，包括阀体3和阀芯6，阀芯6位于阀体3内部，阀体3下端设有外圆锥螺纹接头12，用于连接钻铤；阀体3内部还设有通孔，通孔上端设有内圆锥螺纹接头1，用于连接钻杆。在内圆锥螺纹接头1底端通孔处设置有筛板Ⅰ，用于过滤钻井液，阀芯6设置有台阶面Ⅰ7，阀体3靠近旁通阀11处设置有台阶面Ⅱ9，台阶面Ⅰ7和台阶面Ⅱ9之间设置有弹簧4，用于控制阀芯6的收缩度，阀体3台阶面Ⅱ9与通孔相邻的转角处开设有圆弧凹槽8该圆弧凹槽8为环形凹面结构，如图2所示，在环形凹面中设置有大小形状一致的固定体14若干，该固定体14为中间大两头小的椭圆球体结构，将固定体14小端等分固定在圆弧凹槽8的环形结构中，密封圈13为大小与圆弧凹槽8相同的环形硅胶，在该密封圈13上设置有大小和数量与固定体14一致的固定孔，将固定体14固定在固定孔中构成密封结构。

开泵时，向阀体3内部的通孔内注入钻井液，液体开始挤压通孔内壁产生压力，该压力作用于阀芯6使得阀芯6垂直向下运动，挤压弹簧4，阀芯6的台阶面Ⅰ7转角处靠近阀体3的台阶面Ⅱ9的转角处，并对密封圈进行挤压，实现密封，避免了钻井液会通过阀芯与阀体之间的间隙从阀体上的孔流出导致钻井液压力变小的问题；在转角处设置密封圈，使得开泵状态下阀芯的外圆面和阀芯的台阶面Ⅰ能够同时对密封圈进行挤压，增大了密封圈的内压，提高了密封性能。由于钻井液产生的压力使得小一部分钻井液从阀体3与阀芯6之间的缝隙流入弹簧4空间处，由于密封装置5的良好密封性能，使得钻井液不会继续经旁通阀11流入环空，从而避免了旁通阀内部的钻井液压力在工作期间变小的问题。

如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (7)

1.钻杆用防漏旁通阀装置，包括阀体（3）和阀芯（6），阀体（3）下端设有外圆锥螺纹接头（12），所述阀体（3）内部设有通孔，通孔上部设有内圆锥螺纹接头（1），其特征在于，所述阀芯（6）下端靠近阀体（3）处设置有台阶面Ⅰ（7），所述阀体（3）内部设置有台阶面Ⅱ（9），台阶面Ⅰ（7）与台阶面Ⅱ（9）之间设置有弹簧（4），台阶面Ⅱ（9）的转角处开设有圆弧凹槽（8），圆弧凹槽（8）中设置有密封装置（5）。

2.根据权利要求1所述的钻杆用防漏旁通阀装置，其特征在于，所述密封装置（5）包括固定体（14）和密封圈（13），固定体（14）固定在圆弧凹槽（8）中，所述密封圈（13）上开设有大小和数量与固定体（14）相对应的固定孔，通过将固定体（13）插入密封圈（13）上的固定孔中使密封圈（13）固定在圆弧凹槽（8）中。

3.根据权利要求1所述的钻杆用防漏旁通阀装置，其特征在于，所述固定体（14）的结构中间大两头小的椭圆球体。

4.根据权利要求1所述的钻杆用防漏旁通阀装置，其特征在于，所述密封圈（13）为环形结构的硅胶，在密封圈（13）上开设有大小和数量与固定孔（14）大小相对应的固定孔。

5.根据权利要求1所述的钻杆用防漏旁通阀装置，其特征在于，所述内圆锥螺纹接头（1）与阀芯（6）之间的通孔内设置有筛板Ⅰ（2）。

6.根据权利要求1所述的钻杆用防漏旁通阀装置，其特征在于，所述阀体（3）圆周面还设有与通孔连通的旁通孔（11），旁通孔内设有筛板Ⅱ（10）。

7.根据权利要求3所述的钻杆用防漏旁通阀装置，其特征在于，所述筛板Ⅱ（10）为波浪形折叠结构。