CN204511373U - 石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，属于钻井井下工具，由外壳体和阀芯组成，壳体为一圆柱管形，内孔从上到下有两个台阶，第一个台阶内径比阀芯的整体外径大，第二个台阶的内径与阀芯外径相同。阀芯以整体状态装入壳体内，阀芯最上面是挡圈，挡圈通过螺钉与分流器连接在一起，分流器内孔底部安装有胶堵，分流器与阀体通过固定销连在一起；阀体的内底部的活塞下部套装有回位弹簧，活塞内部有水嘴，在阀芯的最底部连接有胶环，该防喷器的阀体作为一个整体直接放在壳体内部，结构简单紧凑，可靠性好，形式新颖，便于安装使用，适合大面积推广，阀体的更换减少了工时，提高了工作效率。

Description

石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器

技术领域

本实用新型涉及到石油钻井井下工具的改进，具体而言是石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器。

背景技术

在钻井过程中，接单根或起钻时，为了防止环空里的钻井液返至钻柱内而喷撒到钻台上，更重要的是防止底层流体进入钻具发生井喷或井涌，要在钻柱底部联接一个钻具回压阀（钻柱防喷器、浮阀、钻柱止回阀等），主要是在钻柱内起单向阀的作用。目前，这种钻具防喷器主要结构形式有箭形阀、蝶形阀、锥形阀、投入式钻具防喷器等，其结构、材质甚至原理上都有一些缺点和不足之处，尤其是阀体、阀芯过流处很容易被钻井液冲蚀，使用寿命太短在一趟钻之内而失效起不到防喷作用。经检索专利文献，有四篇弱相关对比文件：“一种井下钻具防喷器”（0225606.4）、“钻井用防喷溅装置”（20062008342.0）、“钻井接单根泥浆防喷器”（01110083.4）、“开关式钻具防喷器”（200820226374.5）。前两篇属于单向阀类结构形式，易被钻井液冲蚀而失效，使用寿命短；第三篇是滑阀类结构形式，其滑动堵头与密封圈接触密封处，同样易被钻井液冲蚀而失效，使用寿命也较短；第四篇也属于单向阀类结构形式，但是阀体被冲蚀以后，更换维修周期长。

发明内容

鉴于上述已有技术存在的缺点和不足之处，为了加快维护修理阀芯的周期，减少不必要的经济及工时损失，本实用新型的目的，就是为石油钻井现场提供石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，包括外壳体和阀芯，壳体为圆柱管形，其上端部有内螺纹，下端部有外螺纹，内孔从上到下有两个台阶，第一个台阶内径比阀芯的整体外径大，第二个台阶的内径与阀芯外径相同，阀芯以整体状态装入壳体内，阀芯最上面是挡圈，挡圈通过螺钉与分流器连接在一起，分流器内孔底部安装有胶堵，其特征是阀芯外面加套有阀体，分流器与阀体通过固定销连在一起，阀体的内底部也就是活塞下部套装有回位弹簧，活塞内部有水嘴，在阀体的最底部连接有胶环。阀体为薄壁圆柱管形状，其上端外圆柱面均布3个定位销孔，下端外圆柱面有2条环形密封槽，阀体的最底端加工有一凸台，其内径小于上部内径，且凸台周加工有环形槽。分流器为圆柱体形状，其上端部为圆锥形，锥顶为一圆平面，表面有一螺纹孔，下半部外表面均布3条轴向棱筋，棱筋的底端所在圆柱面直径与阀体内径相同，且上面有固定销孔，其上部圆周均布加工有3个直通孔。固定销为圆柱体形。挡圈为圆盘形状，中间有沉头螺纹孔，下表面有圆锥形凹窝，断面圆周均布三个过流孔。活塞中间为圆盘形，外圆柱表面有环形密封槽，圆盘两端为圆柱管形，上端部分和活塞为一体，下端部分通过螺纹与活塞连接。胶环为圆柱体形状，上端内部有环形槽，下端为直开口。

按照上述技术方案制造的整体阀芯开关式钻具内防喷器，安装在钻头上方的钻柱上，在打开泥浆泵时，不影响钻井液的正常循环；在停泵时，能迅速而有效地关闭防喷器，防止钻井液由钻柱内孔向上喷出。由于其上部的内流孔过流面积大，几乎不受钻井液的冲蚀；由于其下部的喷嘴结构形式合理并采用工业陶瓷结构制造，具有很强的耐冲蚀性；即使受到冲蚀，也能及时更换阀芯，减少时间的浪费，能真正起到钻柱防喷器的作用，避免井喷、井涌事故的发生，有利于改善钻台工作环境和减少钻井泥浆浪费。

附图说明

附图1本实用新型的整体结构示意图。

附图说明：图1中，1壳体，2 胶环，3 阀体，4 密封件1，5 密封件2， 6 弹簧，7 活塞，8 分流器，9 挡圈，10 螺钉，11 胶堵，12 固定销，13 水嘴，14 密封件3。

具体实施方式

现结合说明书附图对本实用新型做进-步的叙述：由图1所示，整体阀芯开关式钻具内防喷器包括壳体1和阀芯，阀芯包括： 胶环2， 阀体3， 密封件1 4， 密封件2 5， 弹簧6， 活塞7， 分流器8， 挡圈9，  螺钉10， 胶堵11， 固定销12，水嘴13， 密封件3 14。壳体1为圆柱管形状，其上端部有内螺纹，下端部有外螺纹，内孔从上到下有两个台阶，第一个台阶内径比阀体3的整体外径大，第二个台阶的内径比水眼尺寸大，并与阀芯的外径配合，阀芯安装在此台阶上，阀芯整体为圆柱状放入壳体1内，阀芯最上面是挡圈9，挡圈9通过螺钉10与分流器8连接在一起，分流器8大孔底部通过螺钉10与胶堵11连接，分流器8与阀体3通过固定销12连在一起，阀体3的内底部也就是说活塞7下部套装有回位弹簧6，活塞7内部有水嘴13。在阀体3的最底部连接有胶环2。

石油钻井用整体阀芯开关式钻具防喷器动态工作过程是：

将该防喷器装在钻头上方的钻柱上，在开泵钻井液正常循环时，钻井液流经挡圈9，进入分流器8内，在压差的作用下，活塞7上端面受压，使回位弹簧6向下运动，此时活塞7上部的圆柱管与胶堵11分离，钻井液进入活塞7内部，即防喷器打开；停泵时，回位弹簧6迅速推动活塞7向上运动，关闭分流器8的3个直流孔，即关闭防喷器，从而防止钻井液沿钻柱内孔向上回流喷出，避免井喷、井涌事件发生，也防止钻井液浪费和污染环境。

    开泵循环过程中，钻井液流经水嘴13时流速较高，会产生一个微小的压降，以保持对回位弹簧6的压缩，保证分流器8的直流孔全部打开，钻井液迅速排出，因此处不易受钻井液冲蚀，所以使用寿命延长。

Claims (7)

1.石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，包括外壳体（1）和阀芯，壳体（1）为圆柱管形，其上端部有内螺纹，下端部有外螺纹，内孔从上到下有两个台阶，第一个台阶内径比阀芯的整体外径大，第二个台阶的内径与阀芯外径相同，阀芯以整体状态装入壳体（1）内，阀芯最上面是挡圈（9），挡圈（9）通过螺钉（10）与分流器（8）连接在一起，分流器（8）内孔底部安装有胶堵（11），其特征是阀芯外面加套有阀体（3），分流器（8）与阀体（3）通过固定销（12）连在一起，阀体（3）的内底部也就是活塞（7）下部套装有回位弹簧（6），活塞（7）内部有水嘴（13），在阀体（3）的最底部连接有胶环（2）。

2.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，其特征是阀体（3）为薄壁圆柱管形状，其上端外圆柱面均布3个定位销孔，下端外圆柱面有2条环形密封槽，阀体（3）的最底端加工有一凸台，其内径小于上部内径，且凸台外圆周加工有环形槽。

3.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，其特征是分流器（8）为圆柱体形状，其上端部为圆锥形，锥顶为一圆平面，表面有一螺纹孔，下半部外表面均布3条轴向棱筋，棱筋的底端所在圆柱面直径与阀体内径相同，且上面有固定固定销（12）的销孔，其上部圆周均布加工有3个直通孔。

4.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，其特征是固定销（12）为圆柱体形。

5.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，其特征是挡圈（9）为圆盘形状，中间有沉头螺纹孔，下表面有圆锥形凹窝，断面圆周均布三个过流孔。

6.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，其特征是活塞(7)分上.下两部分组成，上部分的上部安装在分流器内孔里，下部圆周外加工有凸台，凸台内孔加工有内螺紋，并通过内螺紋与下部分活塞连接固定，活塞下部分还套装有弹簧（6），活塞（7）外圆还安装有密封件。

7.根据权利要求1所述的石油钻井用整体阀芯开关式钻具内防喷器，其特征是胶环（2）为圆柱体形状，上端内部有环形槽，下端为直开口。