CN105178911A - 螺杆钻具的单向旁通的旁通阀 - Google Patents

Abstract

一种螺杆钻具的单向旁通的旁通阀，其包括旁通阀和单向阀；旁通阀主要由阀体、阀芯、大弹簧、阀口和卡簧以及档圈组成；单向阀包括本体、阀杆、小弹簧、螺帽；单向阀与旁通阀相互配合连接，单向阀的本体外管壁设有连接外螺纹，旁通阀的阀口的内壁上设有连接内螺纹，通过连接内螺纹和连接外螺纹将单向阀安装在旁通阀的阀口上，从而，使单向阀安装在螺杆钻具的旁通阀的阀口内，其单向阀的外口与旁通阀的阀口的外口直接相通连，单向阀的内口与旁通阀的阀口的内口直接相通连；这样，螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀口不仅实现了单向旁通，克服了旁通阀的阀口双向直通的缺陷，而且其结构简单、稳定、合理。

Description

螺杆钻具的单向旁通的旁通阀

技术领域

本发明涉及一种石油天然气勘探与开发的工具，特别是一种适合于气基流体钻井工艺及高温强振动的泥浆介质深井、超深井钻探中使用的螺杆钻具的单向旁通的旁通阀。

背景技术

螺杆钻具，主要包括旁通阀、马达总成、万向轴总成和传动轴总成，其旁通阀、马达总成、万向轴总成和传动轴总成从上至下依次连接；旁通阀是组成螺杆钻具的重要部件之一，螺杆钻具的旁通阀在起、下钻时处于开位，使钻柱内钻井液与井下环空相通。目前，一般的螺杆钻具的旁通阀，主要由阀体、阀芯、弹簧、阀口和卡簧以及档圈组成，阀体内腔设有带台阶的圆柱形通道，圆柱形通道与阀口相连通，阀芯通过弹簧与带台阶的圆柱形通道相配合，阀芯的下端设有阀芯孔，阀芯孔与阀体上的阀口连通时，旁通阀处于开位。其旁通阀阀口有一个滤网，且为双向直通，所以在下钻、钻进、接单根、停泵期间，往往井下环空内的泥砂、丝扣膜等杂质会通过螺杆旁通阀的阀口的滤网进入钻具水眼内，造成螺杆卡死、螺杆先期损坏、钻头水眼堵死、钻具水眼内的定向井仪器卡死等事故，带来巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺杆钻具的单向旁通的旁通阀；其螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀口实现了单向旁通，克服了一般的旁通阀的阀口双向直通的缺陷，所以在下钻、钻进、接单根、停泵期间，井下环空内的泥砂、丝扣膜等杂质不能通过螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀口进入钻具水眼内；避免了造成螺杆卡死、螺杆先期损坏、钻头水眼堵死、钻具水眼内的定向井仪器卡死等事故；而且其结构简单、稳定、合理。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：螺杆钻具的单向旁通的旁通阀，包括旁通阀和单向阀。旁通阀主要由阀体、阀芯、大弹簧、阀口和卡簧以及档圈组成；所述的阀体内腔设有带台阶的圆柱形通道，其圆柱形通道上的台阶设有两个，两个台阶分别为上端的台阶和下端的台阶，圆柱形通道与阀口相连通；阀芯的上端设有一个外台阶，阀芯的下端设有一个阀芯孔；阀芯通过大弹簧与带台阶的圆柱形通道相配合连接，这样，其阀芯在阀体的圆柱形通道中，并且其大弹簧套于阀芯上，大弹簧在阀芯的外台阶与阀体的圆柱形通道的下端的台阶之间的阀芯和阀体配合形成的轴向环空内；阀体的圆柱形通道的上端的台阶的外侧设有卡簧槽，档圈安放于阀芯外端并在阀体的圆柱形通道的上端的台阶上面，卡簧在卡簧槽内，并且卡簧压靠于档圈上，从而固定档圈，其阀芯在档圈的下面；阀体的上端设有内螺纹，阀体的下端设有外螺纹。安装旁通阀时，先把大弹簧装进阀体内，再安装阀芯，即把阀芯安装在阀体的圆柱形通道中，并且使大弹簧套于阀芯上，将档圈安放于阀芯外端其圆柱形通道的上端的台阶上，最后把卡簧安装在卡簧槽内，使卡簧压靠于档圈上，使档圈固定。使用旁通阀时，其阀芯孔与阀体上的阀口连通，旁通阀就处于开位。单向阀包括本体、阀杆、小弹簧、螺帽，其中，本体外管壁设有连接外螺纹，所述本体设有中空的腔体，所述本体于内壁中部设有内台肩；所述阀杆为T型结构，所述阀杆包括密封端和杆体，所述密封端的外径小于腔体的内径且大于内台肩的内径，所述杆体的外径小于内台肩的内径，所述杆体套于内台肩的内。所述杆体远离密封端的一端设有与所述螺帽相配合的螺纹，杆体远离密封端的一端通过螺纹与螺帽相互配合连接，所述螺帽的外径大于内台肩的内径且小于腔体的内径；所述小弹簧套装在内台肩和螺帽之间的杆体上。所述杆体于内台肩和小弹簧之间设有均布有通孔的扶正板，扶正板套装在杆体上，所述扶正板既可通过钻井液，还可限制阀杆径向活动范围。所述内台肩靠近密封端的台面上开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈。所述本体的一端具内六方结构，所述本体的内六方结构的一端口为本体的外口，本体的另一端口为本体的内口，本体的外口称之为单向阀的外口，本体的内口称之为单向阀的内口；其密封端、本体的外口位于本体的内壁中部的内台肩的一侧，螺帽、小弹簧以及扶正板、本体的内口位于本体的内壁中部的内台肩的另一侧；安装时先把密封圈安装在密封槽内，再将阀杆由密封圈一侧放在本体腔体内，从本体腔体的另一侧依次安装扶正板、小弹簧、螺帽。旁通阀的阀口的内壁上设有连接内螺纹，单向阀与旁通阀相互配合连接，使单向阀安装在螺杆钻具的旁通阀的阀口内，其单向阀的外口与旁通阀的阀口的外口直接相通连，单向阀的内口与旁通阀的阀口的内口直接相通连，其单向阀的本体外管壁的连接外螺纹与旁通阀的阀口的内壁上的连接内螺纹旋合连接，用工具通过本体的一端的内六方结构拧紧单向阀、从而使单向阀固定于旁通阀的阀口内，这样，通过连接内螺纹和连接外螺纹将单向阀安装在旁通阀的阀口上。这样，把螺杆钻具的单向旁通的旁通阀安装在螺杆钻具上，即螺杆钻具的单向旁通的旁通阀与马达总成相互配合连接，其螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀体的下端的外螺纹与马达总成的壳体的上端的内螺纹旋合连接。螺杆钻具在起、下钻或泵压低时，泵压不足以克服旁通阀上的大弹簧的弹力和静摩擦力，阀芯不动作，阀芯上的阀芯孔与阀体上的阀口连通，由于钻具水眼内的钻井液的压力作用，向外推动阀杆，使单向阀处于开位，螺杆钻具内的钻井液可以流向井下环空内，保证正常施工；当泵压提高时，泵压作用在阀芯上的力大于旁通阀上的大弹簧的弹力和静摩擦力，阀芯动作，向下运动，阀芯上的孔与阀体上的阀口处于封闭状态，旁通阀处于关位，使螺杆钻具内的钻井液与井下环空相不连通，螺杆钻具内的钻井液进入螺杆钻具马达，带动螺杆钻具工作，同时，由于井下环空内的液体的压力作用，向内推动单向阀的阀杆，单向阀处于关位，有效阻止井下环空内的泥砂、丝扣膜等杂质通过旁通阀的阀口进入钻具水眼内，减少了起、下钻更换螺杆钻头次数，节约了钻井时间，螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的结构稳定，作业效率高。这样，其螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀口实现了单向旁通，从而达到本发明的目的。

由于采用了上述技术方案，螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀口不仅实现了单向旁通，克服了一般的旁通阀的阀口双向直通的缺陷，在下钻、钻进、接单根、停泵期间，井下环空内的泥砂、丝扣膜等杂质不能通过螺杆钻具的单向旁通的旁通阀的阀口进入钻具水眼内；避免了造成螺杆卡死、螺杆先期损坏、钻头水眼堵死、钻具水眼内的定向井仪器卡死等事故。而且其结构简单、稳定、合理。

附图说明

图1是本发明螺杆钻具的单向旁通的旁通阀实施例的结构示意图。

图2是本发明螺杆钻具的单向旁通的旁通阀实施例的单向阀的结构示意图。

图中：1、阀体2、阀芯3、大弹簧4、阀口5、阀芯孔6、内螺纹和7、外螺纹8、单向阀9、本体10、密封圈11密封端12、扶正板13、小弹簧14、螺帽15、杆体16、扶正板上的通孔17、档圈18、卡簧。

具体实施方式

图中：螺杆钻具的单向旁通的旁通阀，包括旁通阀和单向阀8。旁通阀主要由阀体1、阀芯2、大弹簧3、阀口4和卡簧18以及档圈17组成；所述的阀体内腔设有带台阶的圆柱形通道，其圆柱形通道上的台阶设有两个，两个台阶分别为上端的台阶和下端的台阶，圆柱形通道与阀口相连通；阀芯的上端设有一个外台阶，阀芯的下端设有一个阀芯孔5；阀芯通过大弹簧与带台阶的圆柱形通道相配合连接，这样，其阀芯在阀体的圆柱形通道中，并且其大弹簧3套于阀芯上，大弹簧3在阀芯的外台阶与阀体的圆柱形通道的下端的台阶之间的阀芯和阀体配合形成的轴向环空内；阀体的圆柱形通道的上端的台阶的外侧设有卡簧槽，档圈安放于阀芯外端并在阀体的圆柱形通道的上端的台阶上面，卡簧在卡簧槽内，并且卡簧压靠于档圈上，从而固定档圈，其阀芯在档圈的下面；阀体的上端设有内螺纹6，阀体的下端设有外螺纹7。安装时旁通阀，先把大弹簧装进阀体内，再安装阀芯，即把阀芯安装在阀体的圆柱形通道中，并且使大弹簧套于阀芯上，将档圈安放于阀芯外端其圆柱形通道的上端的台阶上，最后把卡簧安装在卡簧槽内，使卡簧压靠于档圈上，使档圈固定。使用旁通阀时，其阀芯孔与阀体上的阀口连通，旁通阀就处于开位。单向阀包括本体9、阀杆、小弹簧13、螺帽14，其中，本体外管壁设有连接外螺纹，所述本体设有中空的腔体，所述本体于内壁中部设有内台肩；所述阀杆为T型结构，所述阀杆包括密封端11和杆体15，所述密封端的外径小于腔体的内径且大于内台肩的内径，所述杆体的外径小于内台肩的内径，所述杆体套于内台肩的内。所述杆体远离密封端的一端设有与所述螺帽相配合的螺纹，杆体远离密封端的一端通过螺纹与螺帽相互配合连接，所述螺帽的外径大于内台肩的内径且小于腔体的内径；所述小弹簧套装在内台肩和螺帽之间的杆体上。所述杆体于内台肩和小弹簧之间设有均布有通孔16的扶正板12，扶正板套装在杆体上。所述内台肩靠近密封端的台面上开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈10。所述本体的一端具内六方结构，所述本体的内六方结构的一端口为本体的外口，本体的另一端口为本体的内口，本体的外口称之为单向阀的外口，本体的内口称之为单向阀的内口；其密封端、本体的外口位于本体的内壁中部的内台肩的一侧，螺帽、小弹簧以及扶正板、本体的内口位于本体的内壁中部的内台肩的另一侧；安装时先把密封圈安装在密封槽内，再将阀杆由密封圈一侧放在本体腔体内，从本体腔体的另一侧依次安装扶正板、小弹簧、螺帽。旁通阀的阀口的内壁上设有连接内螺纹，单向阀与旁通阀相互配合连接，使单向阀安装在螺杆钻具的旁通阀的阀口内，其单向阀的外口与旁通阀的阀口的外口直接相通连，单向阀的内口与旁通阀的阀口的内口直接相通连，其单向阀的本体外管壁的连接外螺纹与旁通阀的阀口的内壁上的连接内螺纹旋合连接，用工具通过本体的一端的内六方结构拧紧单向阀、从而使单向阀固定于旁通阀的阀口内，这样，通过连接内螺纹和连接外螺纹将单向阀安装在旁通阀的阀口上。

Claims (2)

1.一种螺杆钻具的单向旁通的旁通阀，包括旁通阀和单向阀；旁通阀主要由阀体、阀芯、大弹簧、阀口和卡簧以及档圈组成；所述的阀体内腔设有带台阶的圆柱形通道，其圆柱形通道上的台阶设有两个，两个台阶分别为上端的台阶和下端的台阶，圆柱形通道与阀口相连通；阀芯的上端设有一个外台阶，阀芯的下端设有一个阀芯孔；阀芯通过大弹簧与带台阶的圆柱形通道相配合连接，这样，其阀芯在阀体的圆柱形通道中，并且其大弹簧套于阀芯上，大弹簧在阀芯的外台阶与阀体的圆柱形通道的下端的台阶之间的阀芯和阀体配合形成的轴向环空内；阀体的圆柱形通道的上端的台阶的外侧设有卡簧槽，档圈安放于阀芯外端并在阀体的圆柱形通道的上端的台阶上面，卡簧在卡簧槽内，并且卡簧压靠于档圈上，从而固定档圈，其阀芯在档圈的下面；阀体的上端设有内螺纹，阀体的下端设有外螺纹；安装时旁通阀，先把大弹簧装进阀体内，再安装阀芯，即把阀芯安装在阀体的圆柱形通道中，并且使大弹簧套于阀芯上，将档圈安放于阀芯外端其圆柱形通道的上端的台阶上，最后把卡簧安装在卡簧槽内，使卡簧压靠于档圈上，使档圈固定；使用旁通阀时，其阀芯孔与阀体上的阀口连通，旁通阀就处于开位；其特征是：单向阀包括本体、阀杆、小弹簧、螺帽，所述本体设有中空的腔体，所述本体于内壁中部设有内台肩；所述阀杆为T型结构，所述阀杆包括密封端和杆体，所述密封端的外径小于腔体的内径且大于内台肩的内径，所述杆体的外径小于内台肩的内径，所述杆体套于内台肩的内；所述杆体远离密封端的一端设有与所述螺帽相配合的螺纹，杆体远离密封端的一端通过螺纹与螺帽相互配合连接，所述螺帽的外径大于内台肩的内径且小于腔体的内径；所述小弹簧套装在内台肩和螺帽之间的杆体上；所述杆体于内台肩和小弹簧之间设有均布有通孔的扶正板，扶正板套装在杆体上；所述内台肩靠近密封端的台面上开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈；所述本体的一端具内六方结构，所述本体的内六方结构的一端口为本体的外口，本体的另一端口为本体的内口，本体的外口称之为单向阀的外口，本体的内口称之为单向阀的内口；其密封端、本体的外口位于本体的内壁中部的内台肩的一侧，螺帽、小弹簧以及扶正板、本体的内口位于本体的内壁中部的内台肩的另一侧；安装时先把密封圈安装在密封槽内，再将阀杆由密封圈一侧放在本体腔体内，从本体腔体的另一侧依次安装扶正板、小弹簧、螺帽；单向阀与旁通阀相互配合连接，使单向阀安装在螺杆钻具的旁通阀的阀口内，其单向阀的外口与旁通阀的阀口的外口直接相通连，单向阀的内口与旁通阀的阀口的内口直接相通连。

2.根据权利要求1所述的螺杆钻具的单向旁通的旁通阀，其特征是：单向阀的本体外管壁设有连接外螺纹，旁通阀的阀口的内壁上设有连接内螺纹，其单向阀的本体外管壁的连接外螺纹与旁通阀的阀口的内壁上的连接内螺纹旋合连接，用工具通过本体的一端的内六方结构拧紧单向阀、从而使单向阀固定于旁通阀的阀口内，这样，通过连接内螺纹和连接外螺纹将单向阀安装在旁通阀的阀口上。