CN117988770B - 一种石油钻井用止回阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及止回阀技术领域，具体涉及一种石油钻井用止回阀。一种石油钻井用止回阀包括上阀座、下阀座、密封机构和第一限位机构，密封机构包括第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱。当第一密封环套起密封作用时，第二密封环套起到防护和密封作用，进一步保证密封可靠性。当第一密封环套密封出现松动问题时，第二密封环套起到密封作用，第三密封环套起到防护作用。以保证装置密封可靠性。当井喷压力过大时，第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱均参与工作，以提高石油钻井用止回阀的安全性。本发明提供一种石油钻井用止回阀，以解决现有止回阀由于压力过大或磨损较快，出现井喷现象的问题。

Description

一种石油钻井用止回阀

技术领域

本发明涉及止回阀技术领域，具体涉及一种石油钻井用止回阀。

背景技术

在钻井平台钻井工作时，由于地层的复杂多变，钻井过程中常常会遇到地层高压流体，如果没有可靠的防喷系统就有可能发生井涌或井喷，影响钻井作业安全和钻井效率。止回阀是指启闭件为圆形阀瓣并靠介质压力产生动作来阻断介质倒流的一种阀门。止回阀这种类型的阀门的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止反方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣作用于阀座，从而切断流动。箭形止回阀是种钻柱内的防喷工具，连接在钻柱中，当遇到高压油气层向上顶压时，可带动箭形阀芯向上移动与阀座贴合密封，关闭钻柱内通道，防止井喷及井涌。但是在高压液体的作用下，阀体磨损较快，当阀座产生松动时，阀体会直接失效，还是会出现井喷的现象。

如授权公告号为CN117090525B的中国发明专利提供了一种控压钻井免灌浆式钻具止回阀，通过设置的密封箭和插杆，密封箭用于密封，插杆对密封箭提供支撑力，以加强密封强度。但当使用时，出现压力超过阀体承受极限的情况，压力过大时也会导致止回阀失效，使用安全性差。

发明内容

本发明提供一种石油钻井用止回阀，以解决现有止回阀由于压力过大或磨损较快，出现井喷现象的问题。

本发明的一种石油钻井用止回阀采用如下技术方案：一种石油钻井用止回阀包括上阀座、下阀座、密封机构和第一限位机构。上阀座内开设有第一通道，下阀座设置于上阀座下方，且下阀座内开设有第二通道，第一通道和第二通道均沿着竖直方向设置，且第一通道和第二通道连通。

密封机构设置于第二通道内，用于和第一通道配合使上阀座和下阀座实现密封。密封机构包括第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱。第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱从外到内依次设置。且第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱互相能够相对滑动。

第一密封环套的上端面设置有第一环压台，第二密封环套的上端面设置有第二环压台，第三密封环套的上端面设置有第三环压台，第四密封环柱的上端面设置第四环压台。第一通道内从下往上依次开设有与第一环压台密封配合的第一密封面，与第二环压台密封配合的第二密封面，与第三环压台密封配合的第三密封面和与第四环压台密封配合的第四密封面。

第一限位机构包括多个第一限位组件和多个第二限位组件，第一限位组件设置于第二密封环套上，以限制第三密封环套相对于第二密封环套滑动。第二限位组件设置于第三密封环套上，以限制第四密封环柱相对于第三密封环套滑动。

进一步地，第一密封环套上开设有多个第一感压槽，多个第一感压槽沿着第一密封环套的周向分布，每个第一感压槽沿着第一密封环套的轴向设置。第一感压槽贯穿第一环压台，且第一感压槽贯穿第一密封环套的内周壁。

第二密封环套上开设有多个第一安装槽，多个第一安装槽沿着第二密封环套的周向分布，每个第一安装槽沿着第二密封环套的径向设置。

第三密封环套的外周壁上开设有多个第一锁止槽，多个第一锁止槽沿着第三密封环套的周向分布，每个第一锁止槽沿着第三密封环套的轴向设置。

每个第一限位组件包括第一感应条和第一调控伸缩杆，第一感应条上下滑动地设置于第一感压槽内。第一感应条靠近第二密封环套的一侧设置有第一斜面，第一斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第二密封环套。

第一调控伸缩杆沿着第二密封环套的径向设置，且第一调控伸缩杆滑动地设置于第一安装槽内，第一调控伸缩杆的两端分别为内端和外端，第一调控伸缩杆的内端设置于第一锁止槽内，第一调控伸缩杆的外端用于和第一斜面相抵。

进一步地，第二密封环套上开设有多个第二感压槽，多个第二感压槽沿着第二密封环套的周向分布，每个第二感压槽沿着第二密封环套的轴向设置。第二感压槽贯穿第二环压台，且第二感压槽贯穿第二密封环套的内周壁。

第三密封环套上开设有多个第二安装槽，多个第二安装槽沿着第三密封环套的周向分布，每个第二安装槽沿着第三密封环套的径向设置。

第四密封环柱的外周壁上开设有多个第二锁止槽，多个第二锁止槽沿着第四密封环柱的周向分布，每个第二锁止槽沿着第四密封环柱的轴向设置。

每个第二限位组件包括第二感压条和第二调控伸缩杆，第二感压条上下滑动地设置于第二感压槽内，第二感压条靠近第三密封环套的一侧设置有第二斜面，第二斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套。

第二调控伸缩杆沿着第三密封环套的径向设置，且第二调控伸缩杆滑动地设置于第二安装槽内，第二调控伸缩杆的两端分别为内端和外端，第二调控伸缩杆的内端用于设置于第二锁止槽内，第二调控伸缩杆的外端用于和第二斜面相抵。

进一步地，第一调控伸缩杆的内端设置有第一阻挡面，第一阻挡面倾斜设置，第一阻挡面沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套。第一锁止槽内设置有和第一阻挡面配合的第二阻挡面，第二阻挡面沿着从上到下的方向逐渐靠近第二密封环套。初始状态时，第一阻挡面和第二阻挡面相抵。

第二调控伸缩杆的内端设置有第三阻挡面，第三阻挡面倾斜设置，第三阻挡面沿着从上到下的方向逐渐远离第四密封环柱。第二锁止槽内设置有和第三阻挡面配合的第四阻挡面，第四阻挡面沿着从上到下的方向逐渐靠近第三密封环套。初始状态时，第三阻挡面和第四阻挡面相抵。

进一步地，第一调控伸缩杆包括第一连杆、第一连接管和第一弹簧。第一连接管沿着第二密封环套的径向设置，第一连杆滑动地设置于第一连接管内，第一弹簧连接第一连杆和第一连接管。第二调控伸缩杆包括第二连杆、第二连接管和第二弹簧。第二连接管沿着第三密封环套的径向设置，第二连杆滑动地设置于第二连接管内，第二弹簧连接第二连杆和第二连接管。

进一步地，每个第一限位组件还包括第一复位弹簧，第一复位弹簧设置于第一感压槽内，第一复位弹簧连接第一感压槽和第一感应条。每个第二限位组件还包括第二复位弹簧，第二复位弹簧设置于第二感压槽内，第二复位弹簧连接第二感压槽和第二感压条。

进一步地，第一密封环套的内周壁上开设有多个插槽，多个插槽沿着第一密封环套的周向分布，每个插槽沿着第一密封环套的径向设置。

第二密封环套的外周壁上开设有多个第一限位槽，多个第一限位槽沿着第二密封环套的周向分布，每个第一限位槽沿着第二密封环套的轴向设置。

第三密封环套的外周壁上开设有多个第二限位槽，多个第二限位槽沿着第三密封环套的周向分布，每个第二限位槽沿着第三密封环套的轴向设置。

第四密封环柱的外周壁上开设有多个第三限位槽，多个第三限位槽沿着第四密封环柱的周向分布，每个第三限位槽沿着第四密封环柱的轴向设置。

石油钻井用止回阀还包括第二限位机构，第二限位机构包括多个第一限位柱、多个第二限位柱、多个第三限位柱和多个第三弹簧。每个第一限位柱滑动地设置于一个插槽内，每个第一限位柱的一端滑动地设置于一个第一限位槽内。每个第三弹簧设置于一个插槽内，第三弹簧连接插槽和第一限位柱。第二限位柱固定设置于第二密封环套上，第二限位柱的一端滑动地设置于第二限位槽内。第三限位柱固定设置于第三密封环套上，第三限位柱的一端滑动地设置于第三限位槽内。

进一步地，第二环压台的直径大于第二密封环套的直径。第三环压台的直径大于第三密封环套的直径。第四环压台的直径大于第四密封环柱的直径。

初始状态时，第二环压台的下侧壁和第一环压台的上侧面相抵。第三环压台的下侧壁和第二环压台的上侧面相抵。第四环压台的下侧壁和第三环压台的上侧面相抵。且第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱的下侧面处于同一高度。

进一步地，第一密封环套的下端固定设置设置有连接环，连接环和第一密封环套同心且直径相同，连接环上下滑动地设置于第二通道内。密封机构还包括第三复位弹簧，第三复位弹簧连接第二通道和连接环。

进一步地，第一密封环套的内周壁、第二密封环套的内周壁和第三密封环套的内周壁分别固定设置有一个密封圈。多个密封圈分别用于密封第一密封环套和第二密封环套之间的空隙，第二密封环套和第三密封环套之间的空隙以及第三密封环套和第四密封环柱之间的空隙。

本发明的有益效果是：本发明的一种石油钻井用止回阀，通过设置的第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱。当石油受地层压力有从第二通道向第一通道流动的趋势时，在高压液体的作用下，推动第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱向上移动。当第一环压台和第一密封面接触后，在高压液体作用下，第二密封环套相对于第一密封环套向上滑动，并使得第二环压台和第二密封面相抵。并在第一限位组件和第二限位组件的作用下，使得第三密封环套和第二密封环套之间不发生相对移动，第四密封环柱和第三密封环套之间不发生相对移动。此时第一环压台起到密封作用，第二环压台起到防护和密封作用。当第一环压台发生磨损后，第一限位组件不再限制第三密封环套相对于第二密封环套的移动，第三密封环套向上移动，使得第三环压台和第三密封面相抵。此时第二环压台起到密封作用，第三环压台起到防护作用。

即设置多重密封，当第一环压台起密封作用时，第二环压台起到防护和密封作用，进一步保证密封可靠性。当第一环压台密封出现松动问题时，第二环压台起到密封作用，第三环压台起到防护作用。当第二环压台密封出现松动问题时，第四环压台起到防护作用，以保证装置密封可靠性。当井喷压力过大时，第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱均参与工作，以提高石油钻井用止回阀的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的剖视图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为图2中B处的放大图；

图5为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的第一密封环套和第二密封环套工作时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的密封机构均工作时的结构示意图；

图7为图6中C处的放大图；

图8为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的部分结构的爆炸图；

图9为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的第一密封环套和第二密封环套的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀的第三密封环套和第四密封环柱的结构示意图。

图中：100、上阀座；110、第四密封面；120、第三密封面；130、第二密封面；140、第一密封面；150、第一通道；200、下阀座；210、第二通道；310、第一密封环套；311、插槽；312、第一感压槽；313、第一环压台；320、第二密封环套；321、第二感压槽；322、第一限位槽；323、第二环压台；330、第三密封环套；331、第二安装槽；332、第三环压台；333、第二限位槽；334、第一锁止槽；340、第四密封环柱；341、第二锁止槽；342、第四缓斜面；343、第四阻挡面；344、第三限位槽；345、第四环压台；350、密封圈；360、第二感压条；361、第二复位弹簧；362、第一感应条；370、第二调控伸缩杆；371、第二弹簧；372、第三缓斜面；373、第三阻挡面；374、第一调控伸缩杆；380、第一限位柱；390、第三限位柱；391、第三弹簧；400、第三复位弹簧；410、第二限位柱；500、连接环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图10所示，本发明实施例提供的一种石油钻井用止回阀，包括上阀座100、下阀座200、密封机构和第一限位机构。上阀座100内开设有第一通道150，下阀座200设置于上阀座100下方，且下阀座200内开设有第二通道210，第一通道150和第二通道210均沿着竖直方向设置，且第一通道150和第二通道210连通。上阀座100和下阀座200螺纹连接。

密封机构设置于第二通道210内，用于和第一通道150配合使上阀座100和下阀座200实现密封。密封机构包括第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340。第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340从外到内依次设置。且第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340互相能够相对滑动。

第一密封环套310的上端面设置有第一环压台313，第二密封环套320的上端面设置有第二环压台323，第三密封环套330的上端面设置有第三环压台332，第四密封环柱340的上端面设置第四环压台345。

第一通道150内从下往上依次开设有与第一环压台313密封配合的第一密封面140，与第二环压台323密封配合的第二密封面130，与第三环压台332密封配合的第三密封面120和与第四环压台345密封配合的第四密封面110。

第一限位机构包括多个第一限位组件和多个第二限位组件，第一限位组件设置于第二密封环套320上，以限制第三密封环套330相对于第二密封环套320滑动。第二限位组件设置于第三密封环套330上，以限制第四密封环柱340相对于第三密封环套330滑动。

当石油钻井用止回阀正常工作时，液体从第一通道150流向第二通道210，第一环压台313和第一密封面140不接触，第二环压台323和第二密封面130不接触，第三环压台332和第三密封面120不接触，第四环压台345和第四密封面110不接触，以使得液体能顺利从第一通道150流向第二通道210。

当石油受地层压力有从第二通道210向第一通道150流动的趋势时，在高压液体的作用下，推动第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340向上移动。当第一环压台313和第一密封面140接触后，在高压液体作用下，第二密封环套320相对于第一密封环套310向上滑动，并使得第二环压台323和第二密封面130相抵。并在第一限位组件和第二限位组件的作用下，使得第三密封环套330和第二密封环套320之间不发生相对移动，第四密封环柱340和第三密封环套330之间不发生相对移动。此时第一环压台313起到密封作用，第二环压台323起到防护作用。

当第一环压台313发生磨损后，第一限位组件不再限制第三密封环套330相对于第二密封环套320的移动，第三密封环套330向上移动，使得第三环压台332和第三密封面120相抵。此时第二环压台323起到密封作用，第三环压台332起到防护作用。

在本实施例中，第一密封环套310上开设有多个第一感压槽312，多个第一感压槽312沿着第一密封环套310的周向分布，每个第一感压槽312沿着第一密封环套310的轴向设置。第一感压槽312贯穿第一环压台313，且第一感压槽312贯穿第一密封环套310的内周壁。

第二密封环套320上开设有多个第一安装槽，多个第一安装槽沿着第二密封环套320的周向分布，每个第一安装槽沿着第二密封环套320的径向设置。

第三密封环套330的外周壁上开设有多个第一锁止槽334，多个第一锁止槽334沿着第三密封环套330的周向分布，每个第一锁止槽334沿着第三密封环套330的轴向设置。

每个第一限位组件包括第一感应条362和第一调控伸缩杆374，第一感应条362上下滑动地设置于第一感压槽312内。第一感应条362靠近第二密封环套320的一侧设置有第一斜面，第一斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第二密封环套320。

第一调控伸缩杆374沿着第二密封环套320的径向设置，且第一调控伸缩杆374滑动地设置于第一安装槽内，第一调控伸缩杆374的两端分别为内端和外端，第一调控伸缩杆374的内端设置于第一锁止槽334内，第一调控伸缩杆374的外端用于和第一斜面相抵。

当第一环压台313会产生磨损后，高压液体进入第一环压台313和第一密封面140之间，随后进入第一感压槽312内，并压动第一感应条362向下移动，使得第一调控伸缩杆374能够朝第一密封环套310移动的空间变大。此时高压液体能够推动第三密封环套330相对于第二密封环套320向上移动，直到第三环压台332和第三密封面120相抵。

在本实施例中，第二密封环套320上开设有多个第二感压槽321，多个第二感压槽321沿着第二密封环套320的周向分布，每个第二感压槽321沿着第二密封环套320的轴向设置。第二感压槽321贯穿第二环压台323，且第二感压槽321贯穿第二密封环套320的内周壁。

第三密封环套330上开设有多个第二安装槽331，多个第二安装槽331沿着第三密封环套330的周向分布，每个第二安装槽331沿着第三密封环套330的径向设置。

第四密封环柱340的外周壁上开设有多个第二锁止槽341，多个第二锁止槽341沿着第四密封环柱340的周向分布，每个第二锁止槽341沿着第四密封环柱340的轴向设置。

每个第二限位组件包括第二感压条360和第二调控伸缩杆370，第二感压条360上下滑动地设置于第二感压槽321内，第二感压条360靠近第三密封环套330的一侧设置有第二斜面，第二斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套330。

第二调控伸缩杆370沿着第三密封环套330的径向设置，且第二调控伸缩杆370滑动地设置于第二安装槽331内，第二调控伸缩杆370的两端分别为内端和外端，第二调控伸缩杆370的内端用于设置于第二锁止槽341内，第二调控伸缩杆370的外端用于和第二斜面相抵。

当第一环压台313和第二环压台323均磨损后，高压液体进入第二环压台323和第二密封面130之间，随后进入第二感压槽321内，并压动第二感压条360向上移动，使得第二调控伸缩杆370能够朝第二密封环套320移动的空间变大。此时高压液体能够推动第四密封环柱340相对于第三密封环套330向上移动，第四环压台345和第四密封面110相抵。

在本实施例中，第一调控伸缩杆374的内端设置有第一阻挡面，第一阻挡面倾斜设置，第一阻挡面沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套330。第一锁止槽334内设置有和第一阻挡面配合的第二阻挡面，第二阻挡面沿着从上到下的方向逐渐靠近第二密封环套320。初始状态时，第一阻挡面和第二阻挡面相抵。

当第一调控伸缩杆374能够朝第一密封环套310移动的空间变大时。高压液体能够推动第二阻挡面越过第一阻挡面，进而使得第三密封环套330相对于第二密封环套320向上移动，直到第三环压台332和第三密封面120相抵。

第二调控伸缩杆370的内端设置有第三阻挡面373，第三阻挡面373倾斜设置，第三阻挡面373沿着从上到下的方向逐渐远离第四密封环柱340。第二锁止槽341内设置有和第三阻挡面373配合的第四阻挡面343，第四阻挡面343沿着从上到下的方向逐渐靠近第三密封环套330。初始状态时，第三阻挡面373和第四阻挡面343相抵。

当第二调控伸缩杆370能够朝第二密封环套320移动的空间变大时。高压液体能够推动第四阻挡面343越过第三阻挡面373，第四密封环柱340相对于第三密封环套330向上移动，直到第四环压台345和第四密封面110相抵。

在其他实施例中，第一调控伸缩杆374的内端设置有第一缓斜面，第一缓斜面沿着从上到下的方向逐渐靠近第三密封环套330。第一锁止槽334内设置有和第一缓斜面配合的第二缓斜面，第二缓斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第二密封环套320。当第三密封环套330相对于第二密封环套320向下移动时，第一缓斜面和第二缓斜面的配合便于第三密封环套330的复位。

第二调控伸缩杆370的内端设置有第三缓斜面372，第三缓斜面372沿着从上到下的方向逐渐靠近第四密封环柱340。第二锁止槽341内设置有和第三缓斜面372配合的第四缓斜面342，第四缓斜面342沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套330。当第四密封环柱340相对于第三密封环套330向下移动时，第三缓斜面372和第四缓斜面342配合，以便于第四缓斜面342的复位。

在本实施例中，第一调控伸缩杆374包括第一连杆、第一连接管和第一弹簧。第一连接管沿着第二密封环套320的径向设置，第一连杆滑动地设置于第一连接管内，第一弹簧连接第一连杆和第一连接管。第一连杆处于第一调控伸缩杆374的外端，第一连接管处于第一调控伸缩杆374的内端。初始状态时，第一弹簧处于压缩状态，第一连杆和和第一斜面相抵，在高压液体的冲击下，第一弹簧不易被再压缩，进而使得第一阻挡面和第二阻挡面不易脱开。

第二调控伸缩杆370包括第二连杆、第二连接管和第二弹簧371。第二连接管沿着第三密封环套330的径向设置，第二连杆滑动地设置于第二连接管内，第二弹簧371连接第二连杆和第二连接管。第二连杆处于第二调控伸缩杆370的外端，第二连接管处于第二调控伸缩杆370的内端。初始状态时，第二弹簧371处于压缩状态，第二连杆和和第二斜面相抵，在高压液体的冲击下，第二弹簧371不易被再压缩，进而使得第三阻挡面373和第四阻挡面343不易脱开。

在本实施例中，每个第一限位组件还包括第一复位弹簧，第一复位弹簧设置于第一感压槽312内，第一复位弹簧连接第一感压槽312和第一感应条362。每个第二限位组件还包括第二复位弹簧361，第二复位弹簧361设置于第二感压槽321内，第二复位弹簧361连接第二感压槽321和第二感压条360。

高压液体进入第一感压槽312内时，第一感应条362向下移动，第一复位弹簧被压缩。当停止工作时，在第一复位弹簧的作用下，第一感应条362向上移动复位。高压液体进入第二感压槽321内时，第二感压条360向下移动，第二复位弹簧361被压缩。当停止工作时，在第二复位弹簧361的作用下，第二感压条360向上移动复位。

在本实施例中，第一密封环套310的内周壁上开设有多个插槽311，多个插槽311沿着第一密封环套310的周向分布，每个插槽311沿着第一密封环套310的径向设置。

第二密封环套320的外周壁上开设有多个第一限位槽322，多个第一限位槽322沿着第二密封环套320的周向分布，每个第一限位槽322沿着第二密封环套320的轴向设置。

第三密封环套330的外周壁上开设有多个第二限位槽333，多个第二限位槽333沿着第三密封环套330的周向分布，每个第二限位槽333沿着第三密封环套330的轴向设置。

第四密封环柱340的外周壁上开设有多个第三限位槽344，多个第三限位槽344沿着第四密封环柱340的周向分布，每个第三限位槽344沿着第四密封环柱340的轴向设置。

石油钻井用止回阀还包括第二限位机构，第二限位机构包括多个第一限位柱380、多个第二限位柱410、多个第三限位柱390和多个第三弹簧391。每个第一限位柱380滑动地设置于一个插槽311内，每个第一限位柱380的一端滑动地设置于一个第一限位槽322内。每个第三弹簧391设置于一个插槽311内，第三弹簧391连接插槽311和第一限位柱380。第二限位柱410固定设置于第二密封环套320上，第二限位柱410的一端滑动地设置于第二限位槽333内。第三限位柱390固定设置于第三密封环套330上，第三限位柱390的一端滑动地设置于第三限位槽344内。

当第二密封环套320相对于第一密封环套310移动时，第一限位柱380在第一限位槽322内滑动，第一限位槽322以限制第二密封环套320相对于第一密封环套310的移动距离。

当第三密封环套330相对于第二密封环套320移动时，第二限位柱410在第二限位槽333内滑动，第二限位槽333以限制第三密封环套330相对于第二密封环套320的移动距离。

当第四密封环柱340相对于第三密封环套330移动时，第三限位柱390在第三限位槽344内滑动，第三限位槽344以限制第四密封环柱340相对于第三密封环套330的移动距离。

在本实施例中，第二环压台323的直径大于第二密封环套320的直径。第三环压台332的直径大于第三密封环套330的直径。第四环压台345的直径大于第四密封环柱340的直径。第二环压台323用以防止第一密封环套310和第二密封环套320之间的接触缝处被水冲刷，导致接缝处摩损，影响密封效果。第三环压台332用以防止第二密封环套320和第三密封环套330之间的接触缝处被水冲刷，导致接缝处摩损，影响密封效果。第四环压台345用以防止第三密封环套330和第四密封环柱340之间的接触缝处被水冲刷，导致接缝处摩损，影响密封效果。

初始状态时，第二环压台323的下侧壁和第一环压台313的上侧面相抵。第三环压台332的下侧壁和第二环压台323的上侧面相抵。第四环压台345的下侧壁和第三环压台332的上侧面相抵。且第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340的下侧面处于同一高度。

在本实施例中，第一密封环套310的下端固定设置设置有连接环500，连接环500和第一密封环套310同心且直径相同，连接环500上下滑动地设置于第二通道210内。密封机构还包括第三复位弹簧400，第三复位弹簧400连接第二通道210和连接环500。

当在高压液体的作用下，推动第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340向上移动，第三复位弹簧400被拉伸。当停止工作时，在第三复位弹簧400的作用下，第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340同步向下移动复位。

在本实施例中，第一密封环套310的内周壁、第二密封环套320的内周壁和第三密封环套330的内周壁分别固定设置有一个密封圈350。多个密封圈350分别用于密封第一密封环套310和第二密封环套320之间的空隙，第二密封环套320和第三密封环套330之间的空隙以及第三密封环套330和第四密封环柱340之间的空隙。

工作过程：石油钻井用止回阀包括第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式。

第一工作模式为正常工作状态，液体从第一通道150流向第二通道210。此时第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340处于初始状态。第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340的下侧面处于同一高度，第二环压台323的下侧壁和第一环压台313的上侧面相抵。第三环压台332的下侧壁和第二环压台323的上侧面相抵。第四环压台345的下侧壁和第三环压台332的上侧面相抵。且第一环压台313和第一密封面140不接触，第二环压台323和第二密封面130不接触，第三环压台332和第三密封面120不接触，第四环压台345和第四密封面110不接触，以使得液体能顺利从第一通道150流向第二通道210。

第二工作模式为井喷压力正常时，石油钻井用止回阀的工作状态。石油受地层压力有从第二通道210向第一通道150流动的趋势。在高压液体的作用下，推动第一密封环套310、第二密封环套320、第三密封环套330和第四密封环柱340向上移动。

先使得第一环压台313和第一密封面140接触，第一环压台313将第一通道150和第二通道210之间的间隙封堵，以防止出现井喷现象。当第一环压台313和第一密封面140接触后，在高压液体作用下，第二密封环套320相对于第一密封环套310向上滑动，并使得第二环压台323和第二密封面130相抵。

由于在高压液体的作用下，经过一段时间的工作后，第一环压台313会产生磨损，而磨损后密封效果变差，此时第二环压台323起到密封防护作用，防止由于第一环压台313出现磨损后，第一环压台313失效的瞬间出现井喷现象，进一步保证密封可靠性。

当第一环压台313会产生磨损后，高压液体进入第一环压台313和第一密封面140之间，随后进入第一感压槽312内，并压动第一感应条362向下移动，使得第一调控伸缩杆374能够朝第一密封环套310移动的空间变大。此时高压液体能够推动第二阻挡面越过第一阻挡面，进而使得第三密封环套330相对于第二密封环套320向上移动，直到第三环压台332和第三密封面120相抵。此时第二环压台323起到密封作用，第三环压台332起到防护作用。

第三工作模式为井喷压力过大或第一环压台313和第二环压台323均失效的工作状态。

当第一环压台313和第二环压台323均磨损后，高压液体进入第二环压台323和第二密封面130之间，随后进入第二感压槽321内，并压动第二感压条360向上移动，使得第二调控伸缩杆370能够朝第二密封环套320移动的空间变大。此时高压液体能够推动第四阻挡面343越过第三阻挡面373，第四密封环柱340相对于第三密封环套330向上移动，第四环压台345和第四密封面110相抵，此时第三环压台332起到密封作用，第四环压台345起到防护作用。

当井喷压力过大，高压液体推动第二密封环套320相对于第一密封环套310向上移动，第三密封环套330相对于第二密封环套320向上移动，第四密封环柱340相对于第三密封环套330向上移动，第一环压台313和第一密封面140相抵，第二环压台323和第二密封面130相抵，第三环压台332和第三密封面120相抵，第四环压台345和四锥台相抵，第一环压台313、第二环压台323、第三环压台332和第四环压台345均参与密封工作，提高装置安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种石油钻井用止回阀，其特征在于：

包括上阀座、下阀座、密封机构和第一限位机构；上阀座内开设有第一通道，下阀座设置于上阀座下方，且下阀座内开设有第二通道，第一通道和第二通道均沿着竖直方向设置，且第一通道和第二通道连通；

密封机构设置于第二通道内，用于和第一通道配合使上阀座和下阀座实现密封；密封机构包括第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱；第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱从外到内依次设置；且第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱互相能够相对滑动；

第一密封环套的上端面设置有第一环压台，第二密封环套的上端面设置有第二环压台，第三密封环套的上端面设置有第三环压台，第四密封环柱的上端面设置第四环压台；第一通道内从下往上依次开设有与第一环压台密封配合的第一密封面，与第二环压台密封配合的第二密封面，与第三环压台密封配合的第三密封面和与第四环压台密封配合的第四密封面；

第一限位机构包括多个第一限位组件和多个第二限位组件，第一限位组件设置于第二密封环套上，以限制第三密封环套相对于第二密封环套滑动；第二限位组件设置于第三密封环套上，以限制第四密封环柱相对于第三密封环套滑动；

第一密封环套上开设有多个第一感压槽，多个第一感压槽沿着第一密封环套的周向分布，每个第一感压槽沿着第一密封环套的轴向设置；第一感压槽贯穿第一环压台，且第一感压槽贯穿第一密封环套的内周壁；

第二密封环套上开设有多个第一安装槽，多个第一安装槽沿着第二密封环套的周向分布，每个第一安装槽沿着第二密封环套的径向设置；

第三密封环套的外周壁上开设有多个第一锁止槽，多个第一锁止槽沿着第三密封环套的周向分布，每个第一锁止槽沿着第三密封环套的轴向设置；

每个第一限位组件包括第一感应条和第一调控伸缩杆，第一感应条上下滑动地设置于第一感压槽内；第一感应条靠近第二密封环套的一侧设置有第一斜面，第一斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第二密封环套；

第一调控伸缩杆沿着第二密封环套的径向设置，且第一调控伸缩杆滑动地设置于第一安装槽内，第一调控伸缩杆的两端分别为内端和外端，第一调控伸缩杆的内端设置于第一锁止槽内，第一调控伸缩杆的外端用于和第一斜面相抵；

第二密封环套上开设有多个第二感压槽，多个第二感压槽沿着第二密封环套的周向分布，每个第二感压槽沿着第二密封环套的轴向设置；第二感压槽贯穿第二环压台，且第二感压槽贯穿第二密封环套的内周壁；

第三密封环套上开设有多个第二安装槽，多个第二安装槽沿着第三密封环套的周向分布，每个第二安装槽沿着第三密封环套的径向设置；

第四密封环柱的外周壁上开设有多个第二锁止槽，多个第二锁止槽沿着第四密封环柱的周向分布，每个第二锁止槽沿着第四密封环柱的轴向设置；

每个第二限位组件包括第二感压条和第二调控伸缩杆，第二感压条上下滑动地设置于第二感压槽内，第二感压条靠近第三密封环套的一侧设置有第二斜面，第二斜面沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套；

第二调控伸缩杆沿着第三密封环套的径向设置，且第二调控伸缩杆滑动地设置于第二安装槽内，第二调控伸缩杆的两端分别为内端和外端，第二调控伸缩杆的内端用于设置于第二锁止槽内，第二调控伸缩杆的外端用于和第二斜面相抵；

第一调控伸缩杆的内端设置有第一阻挡面，第一阻挡面倾斜设置，第一阻挡面沿着从上到下的方向逐渐远离第三密封环套；第一锁止槽内设置有和第一阻挡面配合的第二阻挡面，第二阻挡面沿着从上到下的方向逐渐靠近第二密封环套；初始状态时，第一阻挡面和第二阻挡面相抵；

第二调控伸缩杆的内端设置有第三阻挡面，第三阻挡面倾斜设置，第三阻挡面沿着从上到下的方向逐渐远离第四密封环柱；第二锁止槽内设置有和第三阻挡面配合的第四阻挡面，第四阻挡面沿着从上到下的方向逐渐靠近第三密封环套；初始状态时，第三阻挡面和第四阻挡面相抵；

第一调控伸缩杆包括第一连杆、第一连接管和第一弹簧；第一连接管沿着第二密封环套的径向设置，第一连杆滑动地设置于第一连接管内，第一弹簧连接第一连杆和第一连接管；

第二调控伸缩杆包括第二连杆、第二连接管和第二弹簧；第二连接管沿着第三密封环套的径向设置，第二连杆滑动地设置于第二连接管内，第二弹簧连接第二连杆和第二连接管；

每个第一限位组件还包括第一复位弹簧，第一复位弹簧设置于第一感压槽内，第一复位弹簧连接第一感压槽和第一感应条；每个第二限位组件还包括第二复位弹簧，第二复位弹簧设置于第二感压槽内，第二复位弹簧连接第二感压槽和第二感压条。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻井用止回阀，其特征在于：

第一密封环套的内周壁上开设有多个插槽，多个插槽沿着第一密封环套的周向分布，每个插槽沿着第一密封环套的径向设置；

第二密封环套的外周壁上开设有多个第一限位槽，多个第一限位槽沿着第二密封环套的周向分布，每个第一限位槽沿着第二密封环套的轴向设置；

第三密封环套的外周壁上开设有多个第二限位槽，多个第二限位槽沿着第三密封环套的周向分布，每个第二限位槽沿着第三密封环套的轴向设置；

第四密封环柱的外周壁上开设有多个第三限位槽，多个第三限位槽沿着第四密封环柱的周向分布，每个第三限位槽沿着第四密封环柱的轴向设置；

石油钻井用止回阀还包括第二限位机构，第二限位机构包括多个第一限位柱、多个第二限位柱、多个第三限位柱和多个第三弹簧；每个第一限位柱滑动地设置于一个插槽内，每个第一限位柱的一端滑动地设置于一个第一限位槽内；每个第三弹簧设置于一个插槽内，第三弹簧连接插槽和第一限位柱；第二限位柱固定设置于第二密封环套上，第二限位柱的一端滑动地设置于第二限位槽内；第三限位柱固定设置于第三密封环套上，第三限位柱的一端滑动地设置于第三限位槽内。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻井用止回阀，其特征在于：

第二环压台的直径大于第二密封环套的直径；第三环压台的直径大于第三密封环套的直径；第四环压台的直径大于第四密封环柱的直径；

初始状态时，第二环压台的下侧壁和第一环压台的上侧面相抵；第三环压台的下侧壁和第二环压台的上侧面相抵；第四环压台的下侧壁和第三环压台的上侧面相抵；且第一密封环套、第二密封环套、第三密封环套和第四密封环柱的下侧面处于同一高度。

4.根据权利要求1所述的一种石油钻井用止回阀，其特征在于：

第一密封环套的下端固定设置有连接环，连接环和第一密封环套同心且直径相同，连接环上下滑动地设置于第二通道内；密封机构还包括第三复位弹簧，第三复位弹簧连接第二通道和连接环。

5.根据权利要求1所述的一种石油钻井用止回阀，其特征在于：

第一密封环套的内周壁、第二密封环套的内周壁和第三密封环套的内周壁分别固定设置有一个密封圈；多个密封圈分别用于密封第一密封环套和第二密封环套之间的空隙，第二密封环套和第三密封环套之间的空隙以及第三密封环套和第四密封环柱之间的空隙。