CN110644946A - 堵漏控制阀及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油天然气钻井作业中随钻堵漏设备技术领域，具体是一种堵漏控制阀及控制方法。包括上接头、中筒和下接头，中筒上下两端分别连接上接头和下接头，中筒内部设置有芯轴，芯轴上端通过活塞总成与中筒内壁固定，芯轴下端通过平衡活塞总成与中筒内壁固定，中筒内侧还固定有限位套，芯轴从限位套穿过，芯轴与限位套之间安装复位弹簧，复位弹簧下端与限位套固定，复位弹簧上端与安装在芯轴外侧的活塞头组件固定，上接头、下接头以及芯轴内部中空且互相连通成内部孔，活塞总成顶部设置有用于放置击发球的阀座，所述的中筒上设置有侧孔，侧孔的位置设置在当复位弹簧处于压缩状态时芯轴中间的孔可以与其连通。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气钻井作业中随钻堵漏设备技术领域，具体是一种堵漏控制阀及控制方法。
背景技术
目前在石油天然气钻井作业中，经常会遇到易漏失地层，因此对随钻堵漏的要求日益迫切。对具备相关功能的工具要求使用方便，安全可靠。
国内目前对此类工具的研究刚刚起步，而且所研发的产品，均有这样那样的缺点，比如，大多数厂家将堵漏阀激活的方式是采用投放2~4个球才能完成一次开关功能，若想要完成多次开关动作则需要多次投球完成。由此带来的风险是：
1）球在钻井管串内运行时容易出现意想不到的风险（如卡滞或无法送入目的位置等），从面造成作业困难；
2）每次投球后，地面不容易判断球是否就位；
3）对于工具的开关循环有次数限制，通常是6个循环左右，不够理想；
4）由于投入井下的球需要专门收集起来，不允许继续下行，因此要专门设计球接收器，导致工具本身成本增加；
5）由于采用球接收器也使得管串增加一个联接口，从面多了一道风险；
6）球接收器的采用使得堵漏阀长度较长，给运输和联接增加困难。采用投球激活方式完成堵漏阀的开并，但缺点是对投球的次数有要求和限制。
发明内容
本发明为了实现一次投球，无限次开关作业，真正实现随钻堵漏作业，既不需要投入很多球，也不需要专门设计井下球接收仓的问题，提供一种堵漏控制阀及控制方法。
本发明采取以下技术方案：一种堵漏控制阀，包括上接头、中筒和下接头，中筒上下两端分别连接上接头和下接头，中筒内部设置有芯轴，芯轴上端通过活塞总成与中筒内壁固定，芯轴下端通过平衡活塞总成与中筒内壁固定，中筒内侧还固定有限位套，芯轴从限位套穿过，芯轴与限位套之间安装复位弹簧，复位弹簧下端与限位套固定，复位弹簧上端与安装在芯轴外侧的活塞头组件固定，上接头、下接头以及芯轴内部中空且互相连通成内部孔，活塞总成顶部设置有用于放置击发球的阀座，所述的中筒上设置有侧孔，侧孔的位置设置在当复位弹簧处于压缩状态时芯轴中间的孔可以与其连通。芯轴在中筒内部可以做活塞运动，芯轴与中筒之间采用传统密封结构密封即可。
一种堵漏控制阀的控制方法，包括以下步骤，
S1～把堵漏控制阀安置在钻孔中，正常工作情况下，该堵漏控制阀的内部孔呈常开状态，钻井液可自由通过，作用在下部钻具上，进行正常钻井作业。
S2～遇到井漏地层或出现井漏现象时，在地面将击发球投放到钻具的内孔中，当击发球运行至活塞总成时，与其阀座进行碰压坐封。
S3～此时泵压有所上升，表明激发球坐封成功，继续增加泵压至设定值时活塞总成将下行，此时中筒上的侧孔打开，从面与环空建立循环通道，可以进行堵漏剂注入工作。
S4～当完成堵漏作业，需要关闭中筒的侧孔时，调整泵压先增后降活塞即上行，从而关闭侧孔，切断管串内孔与环空的通道。此时工具上部的钻井液可通过活塞总成上的侧孔顺利进行下部管串内孔中，从而可进行正常钻井作业。
S5～需要第二次打开中筒上的侧孔时，重复步骤S1-S4即可。
与现有技术相比，本发明一次投球后，可无限次数开关，后续作业不需要再投球；只需要一个球，就可实现工具的无限次数开关功能，操作简单实用；球运行安全可靠，在管串中运行就位前零风险。本发明的球就位阀座后不再分离，一直保持在工具内腔，无下行风险，不需要专门设计球接收器，节省成本；减少管串多一道接口风险。本发明兼具多功能的特点，适于高寒地区、高温、高压工况、以及含硫化氢等井况等。本发明成本低，性价比高。安装简便，结构精心设计，安全可靠，是当今钻井作业用户不可多得的工具。本发明绿色环保（因为仅采用一个球进行激发作业，无多球回收废品处理的污染现象）。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中1-上接头，2-击发球，3-活塞总成，4-限位套，5-中筒，6-下接头，7-芯轴，8-平衡活塞总成，9-复位弹簧，10-活塞头组件，11-侧孔。
具体实施方式
如图1所示，一种HJ-0901型的堵漏控制阀，包括上接头1、中筒5和下接头6，中筒5上下两端分别连接上接头1和下接头6，中筒5内部设置有芯轴7，芯轴7上端通过活塞总成3与中筒5内壁固定，芯轴7下端通过平衡活塞总成8与中筒5内壁固定，中筒5内侧还固定有限位套4，芯轴7从限位套4穿过，芯轴7与限位套4之间安装复位弹簧9，复位弹簧9下端与限位套4固定，复位弹簧9上端与安装在芯轴7外侧的活塞头组件10固定，上接头1、下接头6以及芯轴7内部中空且互相连通成内部孔，活塞总成3顶部设置有用于放置击发球2的阀座，所述的中筒5上设置有侧孔11，侧孔11的位置设置在当复位弹簧9处于压缩状态时芯轴7中间的孔可以与其连通。芯轴7与中筒5之间采用传统的密封方法密封即可。
一种堵漏控制阀的控制方法，包括以下步骤，
S1～把堵漏控制阀安置在钻孔中，正常工作情况下，该堵漏控制阀的内部孔呈常开状态，钻井液可自由通过，作用在下部钻具上，进行正常钻井作业。
S2～遇到井漏地层或出现井漏现象时，在地面将击发球2投放到钻具的内孔中，当击发球运行至活塞总成3时，与其阀座进行碰压坐封。
S3～此时泵压有所上升，表明激发球2坐封成功，继续增加泵压至设定值时活塞总成3将下行，此时中筒5上的侧孔打开，从面与环空建立循环通道，可以进行堵漏剂注入工作。
S4～当完成堵漏作业，需要关闭中筒5的侧孔时，调整泵压先增后降活塞即上行，从而关闭侧孔，切断管串内孔与环空的通道。此时工具上部的钻井液可通过活塞总成3上的侧孔顺利进行下部管串内孔中，从而可进行正常钻井作业。
S5～需要第二次打开中筒5上的侧孔时，重复步骤S1-S4即可。
Claims (3)
1.一种堵漏控制阀，其特征在于：包括上接头（1）、中筒（5）和下接头（6），中筒（5）上下两端分别连接上接头（1）和下接头（6），中筒（5）内部设置有芯轴（7），芯轴（7）上端通过活塞总成（3）与中筒（5）内壁固定，芯轴（7）下端通过平衡活塞总成（8）与中筒（5）内壁固定，中筒（5）内侧还固定有限位套（4），芯轴（7）从限位套（4）穿过，芯轴（7）与限位套（4）之间安装复位弹簧（9），复位弹簧（9）下端与限位套（4）固定，复位弹簧（9）上端与安装在芯轴（7）外侧的活塞头组件（10）固定，上接头（1）、下接头（6）以及芯轴（7）内部中空且互相连通成内部孔，活塞总成（3）顶部设置有用于放置击发球（2）的阀座，所述的中筒（5）上设置有侧孔（11），侧孔（11）的位置设置在当复位弹簧（9）处于压缩状态时芯轴（7）中间的孔可以与其连通。
2.一种如权利要求1所述的堵漏控制阀的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1～把堵漏控制阀安置在钻孔中，正常工作情况下，该堵漏控制阀的内部孔呈常开状态，钻井液可自由通过，作用在下部钻具上，进行正常钻井作业；
S2～遇到井漏地层或出现井漏现象时，在地面将击发球（2）投放到钻具的内孔中，当击发球运行至活塞总成（3）时，与其阀座进行碰压坐封；
S3～此时泵压有所上升，表明激发球（2）坐封成功，继续增加泵压至设定值时活塞总成（3）将下行，此时中筒（5）上的侧孔打开，从面与环空建立循环通道，可以进行堵漏剂注入工作；
S4～当完成堵漏作业，需要关闭中筒（5）的侧孔时，调整泵压先增后降活塞即上行，从而关闭侧孔，切断管串内孔与环空的通道。
3.此时工具上部的钻井液可通过活塞总成（3）上的侧孔顺利进行下部管串内孔中，从而可进行正常钻井作业；
S5～需要第二次打开中筒（5）上的侧孔时，重复步骤S1-S4即可。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113756747A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种多次开关旁通系统 |
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| CN103161427A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-19 | 西南石油大学 | 一种多功能连续循环安全阀 |
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2019
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