CN204024540U - 一种连续循环阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续循环阀，包括本体、设置在本体内的球阀和旁通阀，球阀位于本体内的上部，包括上球座、下球座和球芯，上球座的上部由嵌入本体的拼环定位，拼环的内侧设有支撑套，支撑套的内径与上球座内径相同且支撑套上部由嵌入拼环内的挡环定位；下球座外周面形成环形肩，该环形肩坐在本体内形成的台阶上，环形肩下部的孔内安装有弹簧；所述球芯在一球阀操作键的作用下旋转，实现球阀的开/关；所述旁通阀包括旁通阀座、旁通阀板和销轴及扭簧组件，所述旁通阀板在扭簧的作用下紧紧压在旁通阀座上，旁通阀板和旁通阀座之间形成密封，在旁通阀板外侧的旁通阀座内安装有阀堵。该装置密封性好、耐冲蚀、通用性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻井技术领域，特别是涉及一种连续循环阀。
背景技术
在钻井作业过程中，当接单根或立柱以及起下钻时，由于停泵或开泵，会引起井底压力的波动，从而带来一系列井下复杂问题。连续循环钻井技术就是为了解决这一问题而提出的，该技术主要采用连续循环阀，实现接卸单根或立柱时关闭主通路循环，开启连续循环阀的旁通路进行持续循环，从而维持恒定的钻井循环排量和当量密度，防止接卸单根或立柱时停止循环引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡钻等事故和复杂情况的发生；同时在气体钻井时还可以持续不断地携带进入井筒内的地层水，防止水在井内的积聚、浸泡井壁，避免出现过高的注入压力，避免气体钻井井下复杂情况的发生；在充气、泡沫钻井时可以避免钻具内和环空气液分离，保证井筒内维持恒定的流体柱压力和注入压力。
目前，国内外连续循环钻井装置采用的连续循环阀存在以下缺点：
1、无法满足钻井过程中随时测斜的需要，自浮式多点测斜仪下入不便，更无法返出；
2、密封性能差，易受冲蚀；
3、通用性差，不适于气体、钻井液和充气钻井条件的连续循环作业，导致连续循环作业的中断，降低了钻井率。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种石油天然气钻井领域用的连续循环阀，其能够适用于气体、充气、泡沫、钻井液等不同钻井循环介质条件下的连续循环钻井作业。
为此本实用新型的技术方案如下：
一种连续循环阀，包括本体、设置在本体内的球阀和旁通阀，所述球阀位于本体内的上部，包括上球座、下球座和球芯，
所述上球座的上部由嵌入本体的拼环定位，拼环的内侧设有支撑套，支撑套的内径与上球座内径相同且支撑套上部由嵌入拼环内的挡环定位；所述下球座的外周面形成一环形肩，该环形肩坐在本体内形成的台阶上，环形肩下部的孔内安装有弹簧，使球芯与上下球座之间可以紧密接触；所述球芯在一球阀操作键的作用下旋转，实现球阀的开/关；
所述旁通阀包括旁通阀座、旁通阀板和销轴及扭簧组件，所述旁通阀板在扭簧的作用下紧紧压在旁通阀座上，旁通阀板和旁通阀座之间形成密封，在旁通阀板外侧的旁通阀座内安装有阀堵。
优选的是，所述旁通阀板局部伸入所述旁通阀座端口内，且二者在接触处分别形成锥面，两锥面之间形成金属密封。
另外，在所述旁通阀座紧邻旁通阀板两端的壁面上分别形成有刻槽，在所述刻槽内安装有橡胶圈，旁通阀座和旁通阀板之间形成密封。
所述旁通阀座与本体之间以及所述上球座、下球座与本体之间均形成密封。
本实用新型具有如下有益效果：
1、该连续循环阀中心的球阀内径大，便于测斜仪器的使用；
2、避免橡胶密封部分的冲蚀，提高了旁通阀的使用寿命，适宜于气体、充气和钻井液钻井条件下的连续循环钻井；
3.安装方便，运行可靠，在接单根或立柱以及起下钻过程中，通过上部球阀关闭主通路，从连续循环阀的旁通路连续不断地注入钻井循环介质，能确保当量循环密度的稳定，避免了井底压力波动引起的井下复杂情况，从而缩短了钻井周期、降低了钻井成本。
附图说明
图1是本实用新型的连续循环阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的连续循环阀的结构进行详细说明。
如图1所示，连续循环阀上端通过钻杆母扣1与钻杆相连，下端通过钻杆公扣22与钻杆相连。连续循环阀上部设有球阀，下部一侧设有旁通阀。通过旋转球阀操作键9使球芯8旋转，实现球阀的开/关，达到主通路通/断的目的。
上球座7与连续循环阀的本体2之间装有上密封圈6，上球座7上部由嵌入本体2的拼环4定位，拼环4内侧设有支撑套5，支撑套5上端由嵌入拼环4内的挡环3定位。下球座10与本体2之间装有下密封圈12，下球座10的肩部内设置有弹簧11，弹簧11坐在本体2内的台阶上。
所述旁通阀由通过旁通密封圈13、与本体2之间形成密封的旁通阀座14以及通过销轴及扭簧结构17与旁通阀座14连接的旁通阀板19组成。旁通阀板19局部伸入所述旁通阀座14端口内，旁通阀座14与旁通阀板19的接触面为锥面15，在旁通阀板19上与锥面15对应的位置形成锥面16，两锥面之间形成金属密封。
在旁通阀座14紧邻旁通阀板19两端的壁面上分别形成有刻槽，在刻槽内安装有橡胶圈21，在旁通阀板19上与橡胶圈21相接触的为平面20，两者之间通过橡胶圈21密封。旁通阀板19在扭簧的作用下紧紧压在旁通阀座14上，通过金属锥面密封和橡胶圈密封的双重结构实现密封。另外，旁通阀板19在克服扭簧压力的外压力作用下，可以绕着销轴向本体2内部一侧打开，实现旁通路的开启。在旁通阀板19的外侧设有阀堵18。
另外，在旁通阀座14与本体2之间以及所述上球座7、下球座10与本体2之间分别通过密封圈13、6、12密封。
本实用新型的工作原理如下：
在正常钻进中，连续循环阀上部球阀处于打开状态。旁通阀的旁通阀板19在销轴及扭簧17和钻柱内压力的作用下紧紧压在旁通阀座14上，由于两者具有金属锥面密封和橡胶密封的双重密封结构，所以提高了密封效果。
在阀堵18、连接好旁通管路后，旁通阀板19在克服扭簧和钻柱内压力的外压力作用下绕销轴17转动，向钻柱内一侧打开，建立旁通路循环；同时旋转球阀操作键9关闭球阀，即关闭循环主通路。
在新钻柱与连续循环阀连接好后，对新钻柱进行充填打压，然后旋转球阀操作键套9打开球阀，即建立循环主通路。最后，减小旁通路的注入压力，旁通阀板19在扭簧和钻柱内压力作用下绕销轴17转动，与旁通阀座14接触，依靠金属锥面密封和橡胶密封的双重密封结构，实现旁通阀的关闭，即关闭旁通路。
通过该连续循环阀，可以实现不同钻井循环介质条件下的连续循环钻井，避免了当量循环密度的波动引起的一系列井下复杂问题，从而达到缩短钻井周期、有效降低钻井成本的目的。
Claims (4)
1.一种连续循环阀，包括本体、设置在本体内的球阀和旁通阀，所述球阀位于本体(2)内的上部，包括上球座(7)、下球座(10)和球芯(8)，其特征在于：
所述上球座(7)的上部由嵌入本体(2)的拼环(4)定位，拼环(4)的内侧设有支撑套(5)，支撑套(5)的内径与上球座(7)内径相同且支撑套(5)上部由嵌入拼环(4)内的挡环(3)定位；所述下球座(10)的外周面形成一环形肩，该环形肩坐在本体(2)内形成的台阶上，环形肩下部的孔内安装有弹簧(11)；所述球芯(8)在一球阀操作键(9)的作用下旋转，实现球阀的开/关；
所述旁通阀包括旁通阀座(14)、旁通阀板(19)和销轴及扭簧组件(17)，所述旁通阀板(19)在扭簧的作用下紧紧压在旁通阀座(14)上，旁通阀板(19)和旁通阀座(14)之间形成密封，在旁通阀板(19)外侧的旁通阀座(14)内安装有阀堵(18)。
2.根据权利要求1所述的连续循环阀，其特征在于：所述旁通阀板(19)局部伸入所述旁通阀座(14)端口内，且二者在接触处分别形成锥面(15、16)，两锥面之间形成金属密封。
3.根据权利要求1所述的连续循环阀，其特征在于：在所述旁通阀座(14)紧邻旁通阀板(19)两端的壁面上分别形成有刻槽，在所述刻槽内安装有橡胶圈(21)，旁通阀座(14)和旁通阀板(19)之间形成密封。
4.根据权利要求1所述的连续循环阀，其特征在于：所述旁通阀座(14)与本体(2)之间以及所述上球座(7)、下球座(10)与本体(2)之间均形成密封。
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