CN204060585U - 连续循环阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续循环阀，包括本体、设置在本体内侧上部的箭阀，和设置在本体内侧下部一侧的旁通阀，所述箭阀包括定位筒、阀座、箭阀阀芯和复位弹簧；所述旁通阀包括旁通阀座、旁通阀板和销轴及扭簧组件，所述旁通阀座与旁通阀板形成接触密封；所述旁通阀板在扭簧的作用下紧压在旁通阀座上，在旁通阀板外侧的旁通阀座内设有阀堵，阀堵与旁通阀座之间通过螺纹连接且才者之间形成密封。该连续循环阀结构简单、拆装方便、耐冲蚀、密封可靠、适用范围广。

Description

连续循环阀

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻井工程领域，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、沉砂卡钻等事故或复杂情况的发生；同时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，一般密封性能较差，易受冲蚀；或者重复密封的可靠性差；或者通用性差，不能适用于气体、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，降低了钻井效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种石油天然气行业用连续循环阀，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，本实用新型采用如下技术方案：

一种连续循环阀，包括本体、设置在本体内侧上部的箭阀，和设置在本体内侧下部一侧的旁通阀，

所述箭阀包括定位筒、阀座、箭阀阀芯和复位弹簧，所述阀座设置在本体内部形成的台阶上且二者之间形成密封，阀座下端的内周面形成向下渐开的锥面；所述定位筒安装在所述阀座上面，且与本体通过螺纹连接，用于固定阀座；所述箭阀阀芯上端的外周面向内收缩，形成与阀座下端的锥面密封配合的锥面；箭阀阀芯中部的外周面向外延伸形成上台肩，上台肩的外径与本体中部的内径相适应；箭阀阀芯下部的外径小于其中部的外径，在变径处形成下台肩，在箭阀阀芯位于上台肩之上的壁面上开有周向分布的多个流道孔；本体下部的内径小于其中部的内径，在变径处形成一台阶，箭阀阀芯下部的外径与本体下部的内径相适应，所述复位弹簧设置在所述上台肩和所述台阶之间的空间内；

所述旁通阀包括旁通阀座、旁通阀板和销轴及扭簧组件，所述旁通阀座与旁通阀板形成接触密封；所述旁通阀板在扭簧的作用下紧压在旁通阀座上，在旁通阀板外侧的旁通阀座内设有阀堵，阀堵与旁通阀座之间通过螺纹连接且才者之间形成密封。

在所述旁通阀座的密封面上形成有刻槽，在刻槽内安装有橡胶密封件。

优选的是，所述复位弹簧为锥形弹簧。

本实用新型具有如下有益效果：

1、整体结构简单，拆装方便，密封可靠；

2、箭阀的复位弹簧设置在箭阀阀芯上台肩的下部，可有效避免弹簧的冲蚀破坏，并且箭阀阀芯的下台肩具有限位功能，有效提高箭阀的使用寿命；

3、旁通阀密封部件设置在背对流体流动方向，可有效避免橡胶密封部分的冲蚀，增加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。

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9与钻杆相连，下端通过钻杆公扣8与钻杆相连。连续循环阀上部设有箭阀，下部一侧设有旁通阀。

所述箭阀主要由定位筒2、阀座3、箭阀阀芯4、复位弹簧5组成，阀座3坐在本体1内部形成的台阶上，两者之间通过O形密封圈10密封。阀座3由定位筒2固定，定位筒2与本体1通过螺纹连接。箭阀阀芯4上部外周面形成有锥面，与阀座3下部的锥面形成金属密封，为提高耐磨性，在两个锥面处还可分别覆上硬质合金不锈钢涂层。

箭阀阀芯4中部的外周面向外延伸形成上台肩，上台肩的外径与本体1中部的内径相适应。箭阀阀芯4下部的外径小于其中部的外径，在变径处形成下台肩，在箭阀阀芯4位于上台肩之上的壁面上开有周向分布的多个流道孔。本体1下部的内径小于其中部的内径，在变径处形成一台阶，箭阀阀芯4下部的外径与本体1下部的内径相适应，所述复位弹簧5设置在上台肩和所述台阶之间的空间内，可有效避免钻井液对复位弹簧5的冲蚀，复位弹簧6优先采用锥形弹簧。箭阀阀芯4在复位弹簧5的作用下上移，与阀座3实现密封。

旁通阀由通过密封圈15与本体1密封的旁通阀座11以及通过销轴及扭簧组件6与旁通阀座11连接的旁通阀板7组成，旁通阀座11与旁通阀板7形成接触密封，并且在旁通阀座11紧邻旁通阀板7两端的壁面上分别形成有刻槽，在刻槽内安装有橡胶密封件14，以增加旁通阀的密封性能。旁通阀板7在扭簧的作用下紧紧压在旁通阀座11上，通过金属密封和橡胶密封的双重结构实现密封。另外，旁通阀板7在克服扭簧压力的外压力作用下，可以绕着销轴向本体1内部一侧打开，实现旁通路的开启。旁通阀座11的外侧的旁通阀座11内设有阀堵13，阀堵13与旁通阀座11之间通过螺纹连接，且二者之间设置有密封圈12。

本实用新型的工作原理如下：

在正常钻进中，箭阀阀芯4在钻井液压力作用下克服复位弹簧5的阻力下移，箭阀阀芯4的下台肩与本体1内部台阶相接触，打开箭阀的同时又起到限位功能。旁通阀的旁通阀板7在销轴及扭簧组件6和钻柱内压力的作用下，紧紧压在旁通阀座11上，由于两者之间形成的金属密封和橡胶密封的双重密封结构，提高了密封效果。

需要打开旁通阀时，取下阀堵13，在克服扭簧和钻柱内压力的外压力作用下，旁通阀板7绕销轴转动，向钻柱内一侧打开，建立旁通路循环；同时箭阀阀芯4在复位弹簧5和内部钻井液压力作用下上移，箭阀阀芯4的锥面与阀座3的锥面形成密封。

Claims (4)

1.一种连续循环阀，其特征是：包括本体(1)、设置在本体(1)内侧上部的箭阀，和设置在本体(1)内侧下部一侧的旁通阀， 

所述箭阀包括定位筒(2)、阀座(3)、箭阀阀芯(4)和复位弹簧(5)，所述阀座(3)设置在本体(1)内部形成的台阶上且二者之间形成密封，阀座(3)下端的内周面形成向下渐开的锥面；所述定位筒(2)安装在所述阀座(3)上面，且与本体(1)通过螺纹连接，用于固定阀座(3)；所述箭阀阀芯(4)上端的外周面向内收缩，形成与阀座(3)下端的锥面密封配合的锥面；箭阀阀芯(4)中部的外周面向外延伸形成上台肩，上台肩的外径与本体(1)中部的内径相适应；箭阀阀芯(4)下部的外径小于其中部的外径，在变径处形成下台肩，在箭阀阀芯(4)位于上台肩之上的壁面上开有周向分布的多个流道孔；本体(1)下部的内径小于其中部的内径，在变径处形成一台阶，箭阀阀芯(4)下部的外径与本体(1)下部的内径相适应，所述复位弹簧(6)设置在所述上台肩和所述台阶之间的空间内； 

所述旁通阀包括旁通阀座(11)、旁通阀板(7)和销轴及扭簧组件(6)，所述旁通阀座(11)与旁通阀板(7)形成接触密封；所述旁通阀板(7)在扭簧的作用下紧压在旁通阀座(11)上，在旁通阀板(7)外侧的旁通阀座(11)内设有阀堵(13)，阀堵(13)与旁通阀座(11)之间通过螺纹连接且才者之间形成密封。 

2.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(11)紧邻旁通阀板(7)两端的壁面上分别形成有刻槽，在刻槽内安装有橡胶密封件(14)。 

3.根据权利要求1所述的连续循环阀，其特征在于：所述复位弹簧为锥形弹簧。 

4.根据权利要求1所述的连续循环阀，其特征在于：该连续循环阀上下端通过丝扣与常规钻杆相连。