CN110578483A - 一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，包括吊装总成，其包括自上而下依次设置的吊环、通过横梁设置在吊环上的两块固定板以及通过转换接头固定在两块固定板上的由流量监测总成、插入密封组件和活塞式泥浆止流阀总成构成的灌浆机构，两根调节杆对称设置在灌浆机构两侧；流量检测短节由中空管和多个声波流量计构成，插入密封组件包括密封胶筒；活塞式泥浆止流阀总成包括自内向外依次套装活塞、活塞弹簧和活塞套，以及由阀芯弹簧支架、阀芯和止流阀阀座构成的泵压式泥浆通道；该灌浆循环装置具有长度可变的特点，其活塞能够在灌浆时伸长并伸入至套管内，有效防止泥浆飘洒问题，在下放套管过程中即可灌浆，实现了边下套管边灌浆。

Description

一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成及其使用方法

技术领域

本发明涉及下套管作业时井口灌浆循环技术领域，特别涉及一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成及其使用方法。

背景技术

传统的下套管作业现场通常采用人工手持管线灌注钻井液，工人劳动强度大，井口作业环境差，存在安全隐患。尤其是在灌浆时套管管柱处于静止状态，深井中极易发生套管粘卡，造成后续的处理难度增加，作业时间增加。

已公开专利CN203879429U公开了一种自动灌浆循环装置，包括从上至下依次连接的钻杆接头、加长接头、芯轴、柔性管、泥浆阀和导向锥，加长接头上固定有系缆环，系缆环上连接有安全链，芯轴与柔性管的连接处套设有连接接头，位于连接接头上方的芯轴外壁套设有密封总成。该自动灌浆循环装置长度固定，且由于柔性管造成工具总长过长，在下套管作业时需要配备上、下气动卡盘，10m长单臂吊环和套管转换吊卡。现场使用时存在以下问题：一、灌浆循环装置过长，而国内钻井现场最长单臂吊环一般为5m，从鼠洞中吊套管时灌浆循环装置将顶到钻台面，导致下套管时需要一根长转换绳套，小绞车将套管吊装到坡道顶端，再由转换绳套将单根套管吊起，存在较多的安全隐患；二、上气动卡盘一旦开关失灵，套管无法下放，需作业人员爬到高空手动打开上气动卡盘，操作繁琐。三、国内钻井现场下套管作业时很少配备上、下气动卡盘和10m长单臂吊环和套管转换吊卡，该装置适用性较差。

已公开专利CN204877269U公开了一种石油钻机下套管快速循环装置，包含提环、安全绳、高压油壬、高压管、短钻杆、挡板、密封皮碗、扶正圆柱、导向块、软管、导向头和出液口。该循环装置采用密封皮碗方式密封套管内径，由于皮碗承压能力较低，随着循环排量的加大，在皮碗上下压差作用下有可能失封，无法彻底清洗岩屑床，达不到有效降阻目的。

可见，目前下套管作业时人工灌浆计量不科学、不准确，对下套管过程中起下载荷的判断不准确，不能及时发现井下异常。未及时灌满，有可能造成以下情况：一、套管内掏空严重，挤损套管附件倒流抽吸，环空液柱压力骤降，造成井壁坍塌、钻屑集中堵塞环空及套管内空间。二、套管内与环空压差过大，造成套变或丝扣密封失效，带来工程事故与经济损失。

灌浆和循环装置是油井、水井钻探设备必不可少的重要部分。由于游车大钩与吊卡距离固定，现有的灌浆循环装置长度过长且长度不可变，不适用于使用游车大钩钻机，而游车大钩钻机在国内占70％左右，该问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于游车大钩钻机且能够有效改善井口作业环境的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成。

本发明的另一目的是提供一种上述适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成的使用方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，包括依次连接的吊装总成、中心管和活塞式泥浆止流阀总成；所述吊装总成包括自上而下依次设置的倒U形吊环、横梁、两块相同的倒T形固定板以及一个转换接头和两根对称设置在所述转换接头两侧的调节杆；其中，所述横梁为其上对称开设有两个通孔的矩形板，使所述横梁能够自U形吊环的两端穿装在U形吊环；所述U形吊环上设有连接外螺纹，且自U形吊环的两端各穿装并螺接有一个调节帽，两个调节帽均抵在横梁底面上；调节杆为一根与所述中心管和所述活塞式泥浆止流阀总成的总长度相适应的杆体，其顶端和底端均设置有一个环形构件；所述转换接头为一顶端侧壁上开设有径向通孔的柱形结构，自柱形结构底面沿轴向开设有一盲孔，且在柱形结构侧壁上开设有一个与所述盲孔连通的通孔，所述通孔上安装有高压由壬；在两块所述倒T形固定板中部分别间隔开设有三个销孔，使转换接头和两根调节杆设置在两块倒T形固定板之间与倒T形固定板上的三个销孔一一对应设置，将转换接头和两根调节杆分别通过三组螺栓和与螺栓相配合的螺母与两块倒T形固定板连接固定为一个整体；其中一块倒T形固定板顶端焊接在所述横梁的底面上；所述转换接头连接在所述中心管顶端，使所述转换接头的盲孔与所述中心管内腔形成连通。

进一步地，所述活塞式泥浆止流阀总成包括活塞弹簧、活塞、活塞套、阀芯弹簧支架、阀芯弹簧、阀芯和止流阀阀座；其中，活塞、活塞弹簧和活塞套自内向外依次套装；所述活塞套顶端套装并固定在所述压帽的底端外侧，且其底端内壁上设有第二环形凸台；所述活塞为筒体结构，其顶端外壁上设有第三环形凸台，且上部内壁向内凹陷形成有第一环形台阶，使套装在所述活塞外侧的活塞弹簧顶端抵在第三环形凸台的下端面上、底端压配在第二环形凸台的上端面上；所述止流阀阀座固定在所述活塞的顶端内侧，其中心通孔孔壁为内径自上而下依次增大的弧形壁面；所述阀芯由自下而上依次连接固定的柱形杆、圆形支撑片和锥形橡胶端构成，所述锥形橡胶端的外径自上而下逐渐增大，形成一个形状与尺寸均与止流阀阀座的中心通孔的形状与尺寸相适应的锥形结构，使二者之间形成面密封；所述阀芯弹簧支架为设置在所述活塞内侧，且压配在第一环形台阶的上端面上的柱形体，所述柱形体中心开设有插装所述阀芯的柱形杆通孔，且在所述柱形体上开设有多个环绕所述柱形杆通孔的轴向过流孔；所述阀芯弹簧呈微压缩状态套装在所述阀芯外侧，其顶端抵在圆形支撑片的底面上、底端压配在所述阀芯弹簧支架的顶面上。

进一步地，所述阀芯弹簧呈微压缩状态套装在所述阀芯外侧，使所述阀芯对所述止流阀阀座的压强不小于1.5MPa。

进一步地，该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成还包括插入密封总成，其包括自上而下依次套装在所述中心管外侧的上压环、密封胶筒、下压环和压帽；所述压帽顶端套装并螺纹连接在所述中心管的底端外侧，使上压环抵在设置于所述中心管中部的第一环形凸台的下端面上。

进一步地，该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成还包括由中空管和多个声波流量计构成的流量检测短节；所述中空管螺纹连接在所述转换接头与所述中心管之间，多个所述声波流量计采用“N”型接法或“M”型接法固定在所述中空管的外壁上。

进一步地，所述中空管的内径与泥浆泵送的压力与排量相适应，使中空管内腔在泥浆泵送时始终保持满管泵送的状态。

进一步地，在所述中心管外壁与所述上压环内壁之间设置有至少一个密封圈，使所述中心管与所述上压环之间形成密封；在所述中心管与所述压帽之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述中心管与所述压帽之间形成螺纹密封连接；在所述压帽与所述活塞套之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述压帽与所述活塞套之间形成螺纹密封连接；在所述活塞的顶端外壁与所述活塞套的内壁之间设置有至少一个密封圈，使所述活塞与所述活塞套之间形成密封连接；在所述止流阀阀座的外壁与所述活塞的内壁之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述止流阀阀座与所述活塞之间形成螺纹密封连接。

进一步地，在所述中心管与所述中空管之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述中心管与所述中空管之间形成螺纹密封连接；在所述中空管与所述转换接头之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述中空管与所述转换接头之间形成螺纹密封连接。

一种采用上述适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成进行泥浆灌注的使用方法，具体步骤为：

S1、在下套管作业过程中需要灌浆或建立循环时，将倒U形吊环悬挂于游车大钩上，并将底部安装有两根调节杆和活塞式泥浆止流阀总成的横梁通过两个调节帽与倒U形吊环连接；将绳索穿装在两根调节杆底端的环形构件内并通过捆绑的方式将两根调节杆与活塞式泥浆止流阀总成的活塞套之间形成三点相对固定；最后将与泥浆泵连接的灌浆软管与高压由壬连接并形成连通，后通过游车大钩将灌浆循环总成吊至作业位置；

S2、打开泥浆泵，泥浆自中心管进入活塞式泥浆止流阀总成内，驱动活塞下行伸出活塞套，使其在压缩活塞弹簧的同时将活塞的底端伸入至下方套管内，与此同时，随泥浆泵送压力提升，阀芯下行使其在压缩阀芯弹簧的同时与止流阀阀座分离，开启泥浆通道，泥浆通过阀芯弹簧支架过流孔向下流动，进入至套管内；

当进行步骤S2时遇到套管下行受阻的情况时，通过下放游车大钩将插入密封组件插入至套管内，使插入密封组件的密封胶筒与套管壁之间形成过盈配合，套管内的井液通过下压环的过流孔进入密封胶筒与中心管之间的空间中，形成内外循环的自平衡；

S3、在完成一根套管下放后，关闭泥浆泵，在阀芯弹簧和活塞弹簧的作用下阀芯和活塞依次回复至初始状态；

S4、重复上述步骤S1～S3进行下一根套管下入的操作。

与现有技术相比，该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成的有益效果在于：

1)该灌浆循环总成的吊装总成解决了游车大钩与吊卡距离固定不可变的问题，且适用于与游车大钩钻机连接使用；

2)该灌浆循环总成结构合理、安装方便，操作简单，安全可靠，其活塞能够相对于活塞套向外侧伸出使该灌浆循环装置长度可变，不影响套管从鼠洞中吊装，现场无需配备上、下气动卡盘，长单臂吊环以及套管转换吊卡等，方便作业；同时，其活塞能够在灌浆时提前伸入至套管内，能够有效防止泥浆飘洒问题，改善井口作业环境，在下放套管过程中即可灌浆，实现了边下套管边灌浆，大大缩短了作业周期；

3)该灌浆循环总成的阀芯采用硫化橡胶，并与止流阀阀座之间采用锥面密封形式，相比球与球座的线密封，能够有效保证停泵后泥浆不泄露；同时，阀芯弹簧采用了预压缩方式，保持阀芯相对于止流阀阀座的开启压力不小于1.5MPa，保证了在停泵时能够有效防止顶驱上行过程中留存在软管线中的泥浆因液柱压力造成继续泄漏，避免钻台面污染；

4)该灌浆循环总成通过加装插入密封组件，使装置在下行遇阻时能够通过向套管内塞入插入密封组件，实现在高循环压力下套管内的密封，彻底清洗岩屑床，有效起到降阻作用；同时，插入密封组件的结构设计上，密封胶筒能够根据施工的套管尺寸进行相应更换，满足不同尺寸的套管施工要求；

5)该灌浆循环总成通过加装流量检测短节，实现对泥浆灌浆进行计量，能够为井下准确情况提供科学的判断依据，确保及时灌浆，避免套管附件损毁，有效降低井下复杂事故发生。

附图说明

图1为本发明的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成的剖视图；

图2为本发明的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成拆卸吊装组件后的剖视图；

图3为本发明的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成的活塞式泥浆止流阀总成的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

实施例1

一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，包括依次连接的吊装总成、中心管和活塞式泥浆止流阀总成；所述吊装总成包括自上而下依次设置的倒U形吊环23、横梁24、两块相同的倒T形固定板27以及一个转换接头22和两根对称设置在所述转换接头22两侧的调节杆28；其中，

所述横梁24为其上对称开设有两个通孔的矩形板，使所述横梁24能够自U形吊环23的两端穿装在U形吊环23；所述U形吊环23上设有连接外螺纹，且自U形吊环23的两端各穿装并螺接有一个调节帽25，两个调节帽25均抵在横梁24底面上；

调节杆28为一根与所述中心管和所述活塞式泥浆止流阀总成的总长度相适应的杆体，其顶端和底端均设置有一个环形构件，具体地，其顶端环形构件用于将其上固定在倒T形固定板上，其底端环形构件用于捆装绳索；所述转换接头为一顶端侧壁上开设有径向通孔的柱形结构，自柱形结构底面沿轴向开设有一盲孔，且在柱形结构侧壁上开设有一个与所述盲孔连通的通孔，所述通孔上安装有高压由壬21；在两块所述倒T形固定板27中部分别间隔开设有三个销孔，使第一根调节杆28的顶端环形构件、转换接头的顶端径向通孔和第二根调节杆28的的顶端环形构件从左至右依次设置在两块倒T形上一一对应的三个销孔位置处，然后将转换接头22和两根调节杆28分别通过三组螺栓和与螺栓相配合的螺母与两块倒T形固定板27连接固定为一个整体；其中一块倒T形固定板27顶端焊接在所述横梁24的底面上；所述转换接头22螺纹连接在所述中心管13顶端，使所述转换接头22的盲孔与所述中心管13内腔形成连通。

如图3所示，该活塞式泥浆止流阀总成包括活塞弹簧1、活塞2、活塞套3、阀芯弹簧支架4、阀芯弹簧5、阀芯6和止流阀阀座9；其中，

活塞套3为筒体结构，其顶端套装并固定在压帽12的底端外侧，且其底端内壁上设有第二环形凸台；

活塞2、活塞弹簧1和活塞套3自内向外依次套装；活塞2为筒体结构，其顶端外壁上设有第三环形凸台，且上部内壁向内凹陷形成有第一环形台阶，使套装在活塞2外侧的活塞弹簧1顶端抵在第三环形凸台的下端面上、底端压配在第二环形凸台的上端面上；初始状态下，活塞弹簧1为未压缩状态；

止流阀阀座9螺纹连接在活塞2顶端内侧，其为中心开设有轴向通孔的筒体结构，且其轴向通孔的孔壁加工为内径自上而下依次增大的弧形壁面；

阀芯6由自下而上依次连接的柱形杆、圆形支撑片和锥形橡胶端构成，其中，柱形杆的顶端固定在圆形支撑片的底面中心处，锥形橡胶端的底面面积与圆形支撑片的面积相同，且其外径自上而下逐渐增大，形成一个形状与尺寸均与止流阀阀座9的中心通孔的形状与尺寸相适应的锥形结构，使阀芯6能够置于止流阀阀座9的中心通孔内，且二者之间形成面密封；具体地，锥形橡胶端采用硫化橡胶制成，使其具有一定硬度，以保证其与止流阀阀座9的中心通孔孔壁之间形成紧密的面密封度，相对于常规的球与球座的线密封方式，能够有效保证停泵后泥浆不泄露；

阀芯弹簧支架4为一柱形体结构，其设置在活塞2内侧且压配在第一环形台阶的上端面上，阀芯弹簧支架4中心开设有用于插装阀芯6的柱形杆的柱形杆通孔，且在该柱形体上开设有多个环绕柱形杆通孔的轴向过流孔，使泥浆通过多个轴向过流孔流入至下方套管内；

阀芯弹簧5呈微压缩状态套装在阀芯6外侧，其顶端抵在圆形支撑片的底面上、阀芯弹簧5的底端压配在阀芯弹簧支架4的顶面上；其中，阀芯弹簧5的压缩量满足阀芯6对止流阀阀座9的压强为1.5MPa，使其相对于活塞弹簧1具有更大的运动阻力，同时在停泵时能够有效防止游车大钩上行过程中留存在软管线中的泥浆因液柱压力造成泥浆继续泄漏，避免钻台面污染。

另外，为了保证装置的密封性，在所述活塞2的顶端外壁上设有两道密封圈8，使所述活塞2与所述活塞套3之间形成密封连接；在止流阀阀座9与活塞2相配合的连接外螺纹底端外壁上设置有一道密封圈7，使止流阀阀座9与活塞2之间形成螺纹密封连接。

该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成的工作原理为：

初始状态下，活塞2在活塞弹簧1的作用下，保持其完全位于活塞套3内侧，同时，阀芯6在阀芯弹簧5的作用下紧紧抵在止流阀阀座9的中心通孔内，形成密封状态；而当泥浆泵送至止流阀阀座9上方时，止流阀阀座9首先在泥浆的推动作用下下行，带动与之螺纹连接的活塞2下行，活塞弹簧1开始呈压缩状态，活塞2不断下行，直至其底端伸入至下方套管内，与套管形成对接；接着，随泥浆泵送压力提升至1.5MPa以上，阀芯6在泥浆的推动作用下下行，阀芯弹簧5呈进一步被压缩的状态，此时，止流阀阀座9的中心通孔呈打开状态，泥浆通过止流阀阀座9的中心通孔向下方流动，并通过阀芯弹簧支架4上的多个轴向过流孔继续向下流动，进入至套管内；待泥浆泵送结束后，关闭泥浆泵，此时，止流阀阀座9和阀芯6失去泥浆的推动作用，即分别在活塞弹簧1和阀芯弹簧5的作用下恢复至初始位置。

根据上述工作原理，该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成在结构设计上设计了活塞可相对于活塞套往复运动的功能，实现了装置长度可变的目的，解决了目前顶驱与吊卡之间的空间位置相对固定不可随时调整，使工具不会接触到钻台面，从而不影响套管从鼠洞中吊装，同时实现边下套管边灌浆，有效防止作业时由风或井口不居中造成的泥浆飘洒问题，改善井口作业环境。

实施例2

一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，包括自上而下依次连接的吊装总成、插入密封组件和活塞式泥浆止流阀总成；其中，

如图2所示，插入密封组件包括自上而下依次套装在中心管13外侧的上压环16、密封胶筒15、下压环14和压帽12；具体地，

中心管13顶端外壁上设有连接外螺纹，对应地，中空管20底端内壁上设有与之相配合的连接内螺纹，使中心管13顶端螺纹连接在中空管20底端；中心管13底端外壁上设有连接外螺纹，对应地，压帽12顶端内壁上设有与之相配合的连接内螺纹，使压帽12顶端螺纹连接在中心管13底端；

中心管13上部局部凸起形成有第一环形凸台，使套装在中心管13外侧的上压环16的顶端抵在第一环形凸台的下端面上，同时，下压环14刚好压配在压帽12的上端面上；

下压环14下部外壁加工为外径自上而下逐渐减小的锥面，且在锥面部位处沿圆周方向开设有多个斜向过流孔，每个斜向过流孔均为自锥面斜向向上开设，使斜向过流孔与中心管轴向之间的夹角为30°；

密封胶筒15的外径大于施工时套管壁的内径，如针对内径为121.36cm的套管进行施工时，则采用外径为1130.2cm的密封胶筒15安装在中心管13上；

吊装总成与活塞式泥浆止流阀总成的具体结构均与实施例1中的吊装总成与活塞式泥浆止流阀总成的结构相同，其相应连接关系上，具体地，活塞式泥浆止流阀总成的活塞套顶端内壁上设有连接内螺纹，对应地，压帽12的底端外壁上设有与之相配合的连接外螺纹，使活塞套螺纹连接在压帽12底端。

此外，在部件尺寸上，活塞式泥浆止流阀总成的最大外径、压帽12的外径均略小于下压环14和上压环16的外径；在材料选择上，上压环16和下压环14均采用铝合金制成，能够防止该插入密封组件B插入套管中时不会磨损套管螺纹；密封胶筒15采用市售的内部具有金属骨架的密封胶筒15，使其具有一定的承力作用；其中，密封胶筒15为单独部件，因此可以根据待施工的套管尺寸进行任意替换，以满足不同尺寸的套管的施工要求。

为了保证装置的密封性，在上压环17的内壁上设置有两道密封圈16，使中心管13与上压环17之间形成密封；在中心管13与压帽12相配合的连接外螺纹底端设置有一道密封圈11，使中心管13与压帽12之间形成螺纹密封连接；在压帽12与活塞套3相配合的连接外螺纹顶端设置有一道密封圈10，使压帽12与活塞套3之间形成螺纹密封连接。

该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成通过在活塞式泥浆止流阀总成上方设置插入密封组件，使当套管下入遇阻时，可以通过下放顶驱将插入密封组件插入套管内，套管内井液在大排量、高循环压力下通过下压环14的过流孔进入至密封胶筒15与中心管13之间的空隙中，挤压密封胶筒15向外侧扩张、密封内径、建立循环的同时，实现内、外循环压力达到一个自平衡的稳定状态。当循环压力进入密封胶筒腔体内，密封胶筒内外压力会形成平衡，减小循环压力对密封胶筒的影响，保证套管内的密封，以大排量彻底清洗岩屑床为目的，有效起到降阻作用保障作业安全。

实施例3

一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，如图1所示，包括自上而下依次连接的吊装总成A、流量检测短节B、插入密封组件C和活塞式泥浆止流阀总成D；其中，

如图2所示，流量检测短节A包括中空管20和两个声波流量计18；其中，中空管20的内径与泥浆泵送的压力与排量相适应，使中空管内腔在泥浆泵送时始终保持满管泵送的状态；两个声波流量计18采用“N”型接法或“M”型接法固定在中空管20的底端外壁上中空管20底端螺纹连接在中心管13的顶端；

中空管20的顶端外壁上加工有与转换接头22盲孔内壁上的连接内螺纹相适配合的连接外螺纹、底端内壁上加工有与中心管顶端外壁上加工的连接外螺纹相配合的连接内螺纹，使中空管20螺纹连接在转换接头22与中心管13之间；

吊装总成、插入密封组件和活塞式泥浆止流阀总成的具体结构与实施例2中的吊装总成、插入密封组件和活塞式泥浆止流阀总成的结构相同；在具体连接关系上，吊装总成的转换接头变换为螺纹连接在中空管20顶端。

为了保持装置的密封性，在中心管13与中空管20相配合的连接外螺纹的上方侧壁上设置有一道密封圈19，使中心管13与中空管20之间形成螺纹密封连接；在中空管20与转换接头22相配合的连接外螺纹上方外壁上设置有一道密封圈22，使中空管20与转换接头22之间形成螺纹密封连接。

该适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成通过在插入密封组件B上方设置流量检测短节，实现为井下准确情况提供科学的判断依据，确保及时灌浆，避免套管附件损毁，有效降低井下复杂事故发生。

实施例4

一种采用上述实施例3的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成进行泥浆灌浆施工的使用方法，其具体步骤为：

S1、在下套管作业过程中需要灌浆或建立循环时，将倒U形吊环23悬挂于游车大钩上，并将底部安装有两根调节杆28和活塞式泥浆止流阀总成的横梁通过两个调节帽与倒U形吊环23连接；将绳索穿装在两根调节杆28底端的环形构件内并通过捆绑的方式将两根调节杆28与活塞式泥浆止流阀总成的活塞套之间形成三点相对固定，满足游车大钩钻机的使用；最后将与泥浆泵连接的灌浆软管与高压由壬21连接并形成连通，后通过游车大钩将灌浆循环总成吊至作业位置；

S2、打开泥浆泵，泥浆自中心管进入活塞式泥浆止流阀总成内，驱动活塞2下行伸出活塞套3，使其在压缩活塞弹簧1的同时将活塞2的底端伸入至下方套管内，与此同时，随泥浆泵送压力提升，阀芯6下行使其在压缩阀芯弹簧5的同时与止流阀阀座9分离，开启泥浆通道，泥浆通过阀芯弹簧支架4过流孔向下流动，进入至套管内；

当进行步骤S2时遇到下行受阻的情况时，通过下放游车大钩将插入密封组件插入至套管内，使插入密封组件的密封胶筒15与套管壁之间形成过盈配合，套管内的井液通过下压环的过流孔进入密封胶筒15与中心管13之间的空间中，形成内外循环的自平衡；

S3、在完成一根套管下放后，关闭泥浆泵，在阀芯弹簧5和活塞弹簧1的作用下阀芯6和活塞2依次回复至初始状态；

S4、重复上述步骤S1～S3进行下一根套管下入的操作。

Claims (9)

1.一种适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，包括依次连接的吊装总成、中心管和活塞式泥浆止流阀总成；所述吊装总成包括自上而下依次设置的倒U形吊环(23)、横梁(24)、两块相同的倒T形固定板(27)以及一个转换接头(22)和两根对称设置在所述转换接头(22)两侧的调节杆(28)；其中，所述横梁(24)为其上对称开设有两个通孔的矩形板，使所述横梁(24)能够自U形吊环(23)的两端穿装在U形吊环(23)；所述U形吊环(23)上设有连接外螺纹，且自U形吊环(23)的两端各穿装并螺接有一个调节帽(25)，两个调节帽(25)均抵在横梁(24)底面上；调节杆(28)为一根与所述中心管和所述活塞式泥浆止流阀总成的总长度相适应的杆体，其顶端和底端均设置有一个环形构件；所述转换接头为一顶端侧壁上开设有径向通孔的柱形结构，自柱形结构底面沿轴向开设有一盲孔，且在柱形结构侧壁上开设有一个与所述盲孔连通的通孔，所述通孔上安装有高压由壬(21)；在两块所述倒T形固定板(27)中部分别间隔开设有三个销孔，使转换接头和两根调节杆(28)设置在两块倒T形固定板(27)之间与倒T形固定板(27)上的三个销孔一一对应设置，将转换接头(22)和两根调节杆(28)分别通过三组螺栓和与螺栓相配合的螺母与两块倒T形固定板(27)连接固定为一个整体；其中一块倒T形固定板(27)顶端焊接在所述横梁(24)的底面上；所述转换接头(22)连接在所述中心管(13)顶端，使所述转换接头(22)的盲孔与所述中心管(13)内腔形成连通。

2.根据权利要求1所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，所述活塞式泥浆止流阀总成包括活塞弹簧(1)、活塞(2)、活塞套(3)、阀芯弹簧支架(4)、阀芯弹簧(5)、阀芯(6)和止流阀阀座(9)；其中，活塞(2)、活塞弹簧(1)和活塞套(3)自内向外依次套装；所述活塞套(3)顶端套装并固定在所述压帽(12)的底端外侧，且其底端内壁上设有第二环形凸台；所述活塞(2)为筒体结构，其顶端外壁上设有第三环形凸台，且上部内壁向内凹陷形成有第一环形台阶，使套装在所述活塞(2)外侧的活塞弹簧(1)顶端抵在第三环形凸台的下端面上、底端压配在第二环形凸台的上端面上；所述止流阀阀座(9)固定在所述活塞(2)的顶端内侧，其中心通孔孔壁为内径自上而下依次增大的弧形壁面；所述阀芯(6)由自下而上依次连接固定的柱形杆、圆形支撑片和锥形橡胶端构成，所述锥形橡胶端的外径自上而下逐渐增大，形成一个形状与尺寸均与止流阀阀座(9)的中心通孔的形状与尺寸相适应的锥形结构，使二者之间形成面密封；所述阀芯弹簧支架(4)为设置在所述活塞(2)内侧，且压配在第一环形台阶的上端面上的柱形体，所述柱形体中心开设有插装所述阀芯(6)的柱形杆通孔，且在所述柱形体上开设有多个环绕所述柱形杆通孔的轴向过流孔；所述阀芯弹簧(5)呈微压缩状态套装在所述阀芯(6)外侧，其顶端抵在圆形支撑片的底面上、底端压配在所述阀芯弹簧支架(4)的顶面上。

3.根据权利要求1所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，所述阀芯弹簧(5)呈微压缩状态套装在所述阀芯(6)外侧，使所述阀芯(6)对所述止流阀阀座(9)的压强不小于1.5MPa。

4.根据权利要求1所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，还包括插入密封总成，其包括自上而下依次套装在所述中心管(13)外侧的上压环(16)、密封胶筒(15)、下压环(14)和压帽(12)；所述压帽(12)顶端套装并螺纹连接在所述中心管(13)的底端外侧，使上压环(16)抵在设置于所述中心管(13)中部的第一环形凸台的下端面上。

5.根据权利要求1所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，还包括由中空管(20)和多个声波流量计(18)构成的流量检测短节；所述中空管(20)螺纹连接在所述转换接头(22)与所述中心管(13)之间，多个所述声波流量计(18)采用“N”型接法或“M”型接法固定在所述中空管(20)的外壁上。

6.根据权利要求5所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，所述中空管(20)的内径与泥浆泵送的压力与排量相适应，使中空管内腔在泥浆泵送时始终保持满管泵送的状态。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，在所述中心管(13)外壁与所述上压环(17)内壁之间设置有至少一个密封圈，使所述中心管(13)与所述上压环(17)之间形成密封；在所述中心管(13)与所述压帽(12)之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述中心管(13)与所述压帽(12)之间形成螺纹密封连接；在所述压帽(12)与所述活塞套(3)之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述压帽(12)与所述活塞套(3)之间形成螺纹密封连接；在所述活塞(2)的顶端外壁与所述活塞套(3)的内壁之间设置有至少一个密封圈，使所述活塞(2)与所述活塞套(3)之间形成密封连接；在所述止流阀阀座(9)的外壁与所述活塞(2)的内壁之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述止流阀阀座(9)与所述活塞(2)之间形成螺纹密封连接。

8.根据权利要求5所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成，其特征在于，在所述中心管(13)与所述中空管(20)之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述中心管(13)与所述中空管(20)之间形成螺纹密封连接；在所述中空管(20)与所述转换接头(22)之间的螺纹连接端设置有至少一个密封圈，使所述中空管(20)与所述转换接头(22)之间形成螺纹密封连接。

9.一种如权利要求4所述的适用于游车大钩钻机的灌浆循环总成的使用方法，其特征在于，具体步骤为：

S1、在下套管作业过程中需要灌浆或建立循环时，将倒U形吊环(23)悬挂于游车大钩上，并将底部安装有两根调节杆(28)和活塞式泥浆止流阀总成的横梁通过两个调节帽与倒U形吊环(23)连接；将绳索穿装在两根调节杆(28)底端的环形构件内并通过捆绑的方式将两根调节杆(28)与活塞式泥浆止流阀总成的活塞套之间形成三点相对固定；最后将与泥浆泵连接的灌浆软管与高压由壬(21)连接并形成连通，后通过游车大钩将灌浆循环总成吊至作业位置；

S2、打开泥浆泵，泥浆自中心管进入活塞式泥浆止流阀总成内，驱动活塞(2)下行伸出活塞套(3)，使其在压缩活塞弹簧(1)的同时将活塞(2)的底端伸入至下方套管内，与此同时，随泥浆泵送压力提升，阀芯(6)下行使其在压缩阀芯弹簧(5)的同时与止流阀阀座(9)分离，开启泥浆通道，泥浆通过阀芯弹簧支架(4)过流孔向下流动，进入至套管内；

当进行步骤S2时遇到套管下行受阻的情况时，通过下放游车大钩将插入密封组件插入至套管内，使插入密封组件的密封胶筒(15)与套管壁之间形成过盈配合，套管内的井液通过下压环的过流孔进入密封胶筒(15)与中心管(13)之间的空间中，形成内外循环的自平衡；

S3、在完成一根套管下放后，关闭泥浆泵，在阀芯弹簧(5)和活塞弹簧(1)的作用下阀芯(6)和活塞(2)依次回复至初始状态；

S4、重复上述步骤S1～S3进行下一根套管下入的操作。