CN108468530B - 一种双芯浮阀 - Google Patents

Abstract

本发明之目的就是提供一种双芯浮阀，包括阀体和芯体，阀体为空心圆柱体，上下两端为平头，阀体上部外周上开有相间开平行的两道环形浮阀密封槽，密封槽内装有圆形浮阀密封环，阀体下端周边装有缓冲胶垫，阀体中部侧面开有椭圆孔，与阀体中心孔相交连通，阀体下部在斜孔下方的外壁上开有挡块槽，挡块槽内装有挡块，经螺栓固定在阀体上，阀体内的椭圆斜孔中装有芯体，芯体上端为球体状，下端为空心圆柱状，芯体在斜孔内滑动，不能翻转并保持球头部分始终向上，本发明结构简单，新颖独特，科学合理，增强钻进过程中的安全能力，提高了浮阀的开关效率，提高了浮阀的使用寿命，使用方便，效果好，是浮阀上的创新。

Description

一种双芯浮阀

技术领域

本发明涉及石油钻井浮阀，特别是能在下钻过程中处于打开状态下形成钻井液通道，钻进过程中呈常闭状态，可随钻井中的钻井液的正向流动与停止，呈开启和关闭状态的一种双芯浮阀。

背景技术

在钻井施工过程中，时常钻遇高压油气水地层，为防止起下钻过程中地层流体从地下通过钻具通道喷出，在保证正常下钻过程中保持钻杆内充满钻井液的情况下，钻井浮阀能随时关闭钻具内的通道，从而避免钻具内掏空造成钻具外挤损伤钻具等事故的发生，为此，均下入钻井浮阀，但目前板式浮阀由于结构上存在的问题，使用寿命较短，当浮阀扭簧失效，需要关闭时不起作用，出现安全隐患，影响生产，因此，其改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种双芯浮阀，可有效解决浮阀关闭效果，满足现场实际需求，提高其使用安全环境及生产工效的问题。

本发明解决的技术方案是，一种双芯浮阀，包括阀体和芯体，阀体为空心圆柱体，上下两端为平头，阀体上部外周上开有相间开平行的两道环形浮阀密封槽，密封槽内装有圆形浮阀密封环，阀体下端周边装有缓冲胶垫，阀体中部侧面开有椭圆孔，与阀体中心孔相交连通，阀体下部在斜孔下方的外壁上开有挡块槽，挡块槽内装有挡块，经螺栓固定在阀体上，阀体内的椭圆斜孔中装有芯体，芯体上端为球体状，下端为空心圆柱状，芯体在斜孔内滑动，不能翻转并保持球头部分始终向上，构成阀体中心的双芯结构，在没有压力时，芯体在重力的作用下，位于斜孔的下端，当流体从下端上升时，流体在芯体中心形成上升举力（浮力），芯体上升，与中心孔相遇并密封中心孔通道，当流体从上相下流动时，流体向下推开芯体，芯体并沿斜孔向斜下方运动停于斜孔下端，中心孔形成通道，钻井液正常通过，从而构成浮阀的开启和关闭结构。

本发明结构简单，新颖独特，科学合理，增强钻进过程中的安全能力，提高了浮阀的开关效率，解决了现场操作困难的难题，提高了浮阀的使用寿命，减少了钻井井下工程事故的发生，使用方便，效果好，是浮阀上的创新。

附图说明

图1为本发明剖面结构主视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体使用情况对本发明的具体实施方式做详细说明。

如图1所示，本发明一种双芯浮阀，包括阀体1和芯体3，阀体1为空心圆柱体，上下两端为平头，阀体1上部外周上开有相间开平行的两道环形浮阀密封槽，密封槽内装有圆形浮阀密封环2，阀体1下端周边装有缓冲胶垫5，阀体1中部侧面开有椭圆孔6，与阀体1中心孔1-1相交连通，阀体1下部在斜孔6下方的外壁上开有挡块槽，挡块槽内装有挡块4，经螺栓固定在阀体1上，阀体1内的椭圆斜孔6中装有芯体3，芯体3上端为球体状，下端为空心圆柱状，芯体3在斜孔6内滑动，不能翻转并保持球头部分始终向上，构成阀体1中心的双芯结构，在没有压力时，芯体3在重力的作用下，位于斜孔6的下端，当流体从下端上升时，流体在芯体3中心形成上升举力（浮力），芯体3上升，与中心孔1-1相遇并密封中心孔通道，当流体从上相下流动时，流体向下推开芯体3，芯体3并沿斜孔6向斜下方运动停于斜孔6下端，中心孔1-1形成通道，钻井液正常通过，从而构成浮阀的开启和关闭结构。

为了保证使用效果和使用方便，

所述环形浮阀密封槽周边上开有凹槽，所述浮阀密封环2是由橡胶制成与环形浮阀密封槽相对应的环形，环形周边上有均布与凹槽对应的凸起，浮阀密封环2对应紧密装在环形浮阀密封槽内，构成密封结构。

所述的挡块4为半圆形，半圆形的直平面与阀体1 上的挡块槽底平面紧密贴合在一起，挡块4的弧面上开有与直平面相连通的通孔，挡块槽底平面上开有与挡块4上通孔相对应的螺丝孔，并由螺钉穿过通孔旋装在螺丝孔内，将挡块4与阀体1牢固固定在一起。

由上述可以看出，一种双心浮阀，包括阀体1、浮阀密封2、芯体3、档块4、缓冲胶垫5，阀体1为空心圆柱体，上下两端为平头，上部外周上安装两道浮阀密封2，下端安装缓冲胶垫5，阀体1中部侧面开一椭园斜孔6，与阀体1中心孔1-1相交，其外壁铣成平面，在平面上有两个用于固定的螺孔，与固定的档块4相配，浮阀密封2由橡胶制成，与阀体1上的密封槽相配合，起到密封作用，阀体1中部的档块4为半圆形，半圆平面与阀体1铣出的平面相配合，并开有两螺孔用于螺栓的穿接，并通过螺栓固定在阀体1上，阀体1内的椭园斜孔中装有芯体3，芯体3上端为球体状，下端为空心园柱状，在椭圆斜孔内滑行且不能翻转，并保持园头部分始终向上，与阀体1形成密封结构，在没有压力的作用下，芯体3在重量的作用下位于椭园斜孔的下端，当流体从下端上升时，流体会在芯体3中心形成上升举力，芯体3上升与阀体1中心孔相遇并密封通道，当液体从上向下流动时，流体向下推开芯体3，芯体3并沿椭园斜孔向斜下方向运动停于椭园斜孔下端，中心孔1-1形成通道，钻井液正常通过，完成浮阀工作过程。

所述的阀体1为空心圆柱体，上下两端为平头，上中外圆安装两道浮阀密封2，下端安装缓冲胶垫5，阀体1中部侧面开一椭园斜孔，与阀体1中心孔1-1相交，其外侧开铣成平面，在平面上有两个用于固定的螺孔，与固定的档块4相配，浮阀密封2由橡胶制成呈人字状，与阀体1上的密封槽相配合，起到密封作用，阀体1中部的档块4为半园形，另一面为平面与阀体1铣出的平面相配合，并开有两螺孔用于螺栓的穿接，并通过螺栓固定在阀体1上，阀体1内的椭园斜孔中装有一个芯体3形成一个整体，提供液体开关通道的浮阀。

本发明使用时，将双心浮阀装入到钻具内，并与钻具一起下入井内，下入前心体在重量的作用下位于椭园斜孔之下端，阀体中心孔被打开，井内的钻井液通过中心孔上升至双心浮阀之上，达到钻具内的液体压力平衡，避免钻具内出现空段造成钻具外压力大于钻具内的压力挤压损坏钻具，当下钻、钻进、起钻过程中，出现钻井液倒返时，也就是反流时，在一定的液体速度下，液体力上举心体至阀体中心孔处，与中心孔形成密封完成浮阀工作过程，当再次开泵，钻井液会自动顶回心体位于椭园斜孔之下端，该双心浮阀较好的解决了以往不能关闭的问题，提高了工具的安全性，延长了使用寿命，使用方便，效果好，是浮阀上的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (2)

1.一种双芯浮阀，包括阀体（1）和芯体（3），阀体（1）为空心圆柱体，上下两端为平头，阀体（1）上部外周上开有相间开平行的两道环形浮阀密封槽，密封槽内装有圆形浮阀密封环（2），其特征是：所述的阀体（1）下端周边装有缓冲胶垫（5），阀体（1）中部侧面开有椭圆斜孔（6），与阀体（1）中心孔（1-1）相交连通，阀体（1）下部在椭圆斜孔（6）下方的外壁上开有挡块槽，挡块槽内装有挡块（4），经螺栓固定在阀体（1）上，所述的挡块（4）为半圆形，半圆形的直平面与阀体（1）上的挡块槽底平面紧密贴合在一起，挡块（4）的弧面上开有与直平面相连通的通孔，挡块槽底平面上开有与挡块（4）上通孔相对应的螺丝孔，并由螺钉穿过通孔旋装在螺丝孔内，将挡块（4）与阀体（1）牢固固定在一起；阀体（1）内的椭圆斜孔（6）中装有芯体（3），芯体（3）上端为球体状，下端为空心圆柱状，芯体（3）在椭圆斜孔（6）内滑动，不能翻转并保持球头部分始终向上，构成阀体（1）中心的双芯结构，在没有压力时，芯体（3）在重力的作用下，位于椭圆斜孔（6）的下端，当流体从下端上升时，流体在芯体（3）中心形成上升举力，芯体（3）上升，与中心孔（1-1）相遇并密封中心孔通道，当流体从上相下流动时，流体向下推开芯体（3），芯体（3）并沿椭圆斜孔（6）向斜下方运动停于椭圆斜孔（6）下端，中心孔（1-1）形成通道，钻井液正常通过，从而构成浮阀的开启和关闭结构；将双芯浮阀装入到钻具内，并与钻具一起下入井内，下入前芯体在重量的作用下位于椭园斜孔之下端，阀体中心孔被打开，井内的钻井液通过中心孔上升至双芯浮阀之上，达到钻具内的液体压力平衡，避免钻具内出现空段造成钻具外压力大于钻具内的压力挤压损坏钻具，当下钻、钻进、起钻过程中，出现钻井液倒返时，也就是反流时，在一定的液体速度下，液体力上举芯体至阀体中心孔处，与中心孔形成密封完成浮阀工作过程，当再次开泵，钻井液会自动顶回芯体位于椭园斜孔之下端，提高工具的安全性和使用寿命。

2.根据权利要求1所述的双芯浮阀，其特征是：所述环形浮阀密封槽周边上开有凹槽，所述浮阀密封环（2）是由橡胶制成与环形浮阀密封槽相对应的环形，环形周边上有均布与凹槽对应的凸起，浮阀密封环（2）对应紧密装在环形浮阀密封槽内，构成密封结构。