CN206707680U - 过滤型防溅装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过滤型防溅装置，包括接头体和滤芯总成；滤芯总成包括壳套、阀芯、复位弹簧和阀座；其中，壳套以存在空隙的形式套装在接头体内，壳套顶端设有环形凸缘；自壳套顶面和底面沿轴向分别开设有第一盲孔和第二盲孔；第一盲孔处的壳套侧壁上开设有多排泥浆滤孔；在第二盲孔内自内向外依次套装有复位弹簧、阀芯和阀座；复位弹簧以压缩状态套装在自阀芯顶面开设的盲孔内，阀芯压配在阀座顶端并封堵阀座的轴向通孔；阀芯外壁设有环形凸台，在第二盲孔处的侧壁上开设有能够作用于环形凸台下端面上的泥浆流通通道；该过滤型防溅装置自带滤网，能对泥浆中的杂质、岩块等进行过滤，同时该装置能够根据不同情况实现双向开启以实现清洁泥浆。

Description

过滤型防溅装置

技术领域

本实用新型涉及石油、地质钻井设备技术领域，特别涉及一种过滤型防溅装置。

背景技术

在石油、天然气及煤气钻井过程中，当钻至一定进尺时，须起出方钻杆接单根后，再继续钻进。方钻杆及其上方水龙头内存留大量泥浆，在卸开方钻杆瞬间都会从方钻杆下端口倾泄出来，溅到钻台上，既浪费大量泥浆，又污染作业环境，同时给操作人员带来很大困难和不便。另一方面，随着定向井越来越广泛地运用，很多井下工具及随钻测井仪器都提出了更高的要求，保持泥浆清洁、过滤泥浆杂质也是一项钻井过程必不可少的工艺条件。

为解决此类泥浆问题，一般常用的方法是在钻杆内安装过滤网，使进入下部钻杆内的泥浆尽量清洁；每次接单根时，都必须手动关闭下旋塞阀，接完单根后再打开下旋塞阀，如此循环操作。这种方法基本都能解决上述问题，但是滤网更换不方便，工人劳动强度太大，如果旋塞阀关闭不到位、或质量不过关都会出现泥浆泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够去除泥浆内较大颗料杂质，并在加接钻杆过程中保持井台洁净的过滤型防溅装置。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种过滤型防溅装置，包括接头体和滤芯总成；所述滤芯总成包括壳套、阀芯、复位弹簧和阀座；其中，

所述接头体下侧内壁上设有第一环形台阶，使所述壳套以存在空隙的形式套装在所述接头体内并压配在所述第一环形台阶的上端面上；所述壳套顶端设有用于封隔所述接头体与所述壳套之间环空空间的环形凸缘；

自所述壳套顶面和底面沿轴向分别开设有第一盲孔和第二盲孔；开设有第一盲孔处的所述壳套侧壁上自上而下开设有多排沿圆周方向均布的泥浆滤孔H；

在所述第二盲孔内自内向外依次套装有复位弹簧、阀芯和阀座；所述阀座固定在所述壳套上；自所述阀芯顶面开设有一轴向盲孔，使所述复位弹簧一端抵在第二盲孔的盲孔底面、另一端压配在阀芯的盲孔底面上；所述阀座的中心轴向通孔内径小于所述阀芯底端外径，使所述阀芯压配在所述阀座顶端并封堵所述阀座的轴向通孔；所述阀芯外壁设有环形凸台，且所述环形凸台的外径与所述第二盲孔的内径相适应；在开设有所述第二盲孔处的侧壁上且位于所述环形凸台下端面下方开设有多个沿圆周方向均布的泥浆流通通道。

进一步地，在开设有第二盲孔处的所述壳套外壁上加工有三条轴向设置且沿圆周方向均布的扶正凸棱。

进一步地，在所述阀芯底端外壁上开设有多条沿圆周方向均布的轴向凹槽，多个沿圆周方向均布在所述壳套上的限位销钉端部一一对应设置在所述阀芯的轴向凹槽内，对所述阀芯下行进行限位；所述阀座通过沿圆周方向均布的多个安全剪销固定在所述壳套上，并在所述接头体内壁上且位于所述第一环形台阶下方设有限制所述阀座下落的第二环形台阶。该设计用于当所述阀芯密封件失效后，过滤型防溅装置不能自动开启时，由于压力直接作用在所述阀座上，此时可加大水泥浆液压压力剪断安全剪销，使阀座下行落在第二环形台阶的上端面上，阀座与阀芯之分离，重新开启本过滤型防溅装置，避免其发生憋泵现象。

进一步地，在所述阀座侧壁上且位于所述安全剪销两侧各设置有至少一个设有密封圈的环形密封圈座。

进一步地，在所述阀芯的环形凸台外壁上开设有多条设置有密封圈的环形密封圈座，使所述阀芯的环形凸台与所述壳套之间形成密封。

进一步地，在所述壳套底端外壁上开设有多条设置有密封圈的环形密封圈座，使所述壳套与所述接头体之间形成密封。

进一步地，在所述壳套顶端设置有一提手结构；所述提手结构包括与所述壳套顶端螺纹连接的圆盘和竖直设置并固定在所述圆盘顶面上的柱形手提部；所述圆盘上开设有与第一盲孔连通的泥浆流通孔。

进一步地，相邻泥浆滤孔H之间的间距为8～9mm，每个所述泥浆滤孔H的孔径为5～6mm。

进一步地，所述接头体顶端内壁上设有连接内螺纹、底端外壁上设有连接外螺纹。

与现有技术相比，该过滤型防溅装置自带滤网，能对泥浆中的杂质、岩块等进行过滤，以保护下部钻具；同时该装置能够根据不同情况实现双向开启，即工作时自动开启，停泵接单根时自动关闭，以实现清洁泥浆，防止泥浆杂质进入下部钻具、损坏钻具等情况，减轻了钻井接单根时的劳动强度，保持井台干净。

附图说明

图1为本实用新型的过滤型防溅装置的结构示意图；

图2为图1的X-X剖视图；

图3为本实用新型的过滤型防溅装置的滤芯总成的结构示意图；

图4为本实用新型的过滤型防溅装置的滤芯总成的剖视图；

图5为图4的Y-Y剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该过滤型防溅装置包括接头体1和滤芯总成2；具体地，

所述接头体1顶端内壁上设有用于连接上方方钻杆的连接内螺纹，所述接头体1底端外壁上设有用于连接下方钻柱的连接外螺纹；

所述滤芯总成2包括壳套22、阀芯23、复位弹簧24和阀座26；其中，

所述壳套22顶端螺纹连接有圆盘21，所述圆盘21的外径与所述接头体1的内径相适应，以封闭所述接头体1与所述壳套22之间环空空间；所述圆盘21中心开设有用于设置有圆柱形提手212的通孔211，在所述圆盘21上且位于所述通孔211两侧对称开设有两个连通第一盲孔和接头体端部空间的泥浆流通孔213；

所述接头体1的下侧内壁上自上而下设有第一环形台阶和第二环形台阶，使所述接头体1的下侧内壁内径逐渐减小；所述第一环形台阶用于安装所述滤芯总成，具体地，所述壳套22以存在空隙的形式套装在所述接头体1内并压配在所述第一环形台阶的上端面上；所述环形台阶上端面至所述第二环形台阶上端面之间的垂直距离与阀座26的高度相适应，且该处的内径也与阀座26的外径相适应，使第二环形台阶用于收集阀座26；所述接头体1与所述壳套22之间的环空空间为泥浆流通通道B，所述第二环形台阶下方的孔道则作为泥浆流通通道E；

如图3和图4所示，自所述壳套22顶面和底面沿轴向分别开设有第一盲孔和第二盲孔；开设有第一盲孔处的所述壳套22侧壁上自上而下开设有多排沿圆周方向均布的泥浆滤孔H；具体地，相邻泥浆滤孔H之间的间距为8mm，每个所述泥浆滤孔H的孔径为5mm，能够有效对泥浆中的杂质、岩块等进行过滤；所述第一盲孔与上端连接的方钻杆形成连通，使所述第一盲孔形成泥浆流通通道A；

如图3所示，开设有第二盲孔处的所述壳套22外壁上加工有三条轴向设置且沿圆周方向均布的扶正凸棱；设置有三条所述扶正凸棱处的所述壳套22的外径与所述接头体1的内径相适应，且三条所述扶正凸棱外侧壁面加工为与所述接头体1内壁面弧度相适应的弧面；相邻所述扶正凸棱之间与所述接头体1之间形成的通道为泥浆流通通道C；

如图4所示，在所述第二盲孔内自内向外依次套装有复位弹簧24、阀芯23和阀座26；所述阀芯23为一个圆柱体结构，自所述阀芯23顶面沿轴向向下开设有一与所述复位弹簧24外径相适应的盲孔，且在所述第二盲孔孔底沿轴向向上也开设有一个与所述复位弹簧24外径相适应凹槽，使所述复位弹簧24保持压缩状态且一端抵在第二盲孔的盲孔底面、另一端压配在阀芯23的盲孔底面上；所述阀座26的中心轴向通孔内径小于所述阀芯23底端外径，使所述阀芯23压配在所述阀座26顶端并封堵住所述阀座26的轴向通孔；所述阀芯23底端端面和所述阀座26顶端端面分别加工为能够相互配合的圆弧面和向内凹陷且能够与圆弧面相互配合的锥面；

所述阀芯23外壁设有环形凸台，且所述环形凸台的外径与所述第二盲孔的内径相适应；在所述阀芯23的环形凸台外壁上开设三条设置有密封圈25的环形密封圈座，使所述阀芯23的环形凸台和所述壳套22之间形成密封；

在每相邻两条扶正凸棱之间的壳套22侧壁上各开设有一个与泥浆流通通道B连通的泥浆流通通道D，且泥浆流通通道D位于所述阀芯23的环形凸台下端面下方，使进入泥浆流通通道D内的水泥浆液压作用在环形凸台额下端面上，推动阀芯23上行；

所述阀芯23底端外壁上开设有三条沿圆周方向均布的轴向凹槽，对应地，三个沿圆周方向均布固定在所述壳套22上的限位销钉端部一一对应设置在三条轴向凹槽内，对所述阀芯23下行运动进行限位；所述阀座26外壁上设有一条环形剪销槽，使所述阀座26通过沿圆周方向均布且插装在环形剪销槽内的三个安全剪销28固定在所述壳套22上；

在所述阀座26侧壁上且位于所述安全剪销28两侧各设置有一个设有密封圈29的环形密封圈座；在所述壳套22底端外壁上开设有多条设置有密封圈30的环形密封圈座，使所述壳套22与所述接头体1之间形成密封。

在正常钻井过程中，泥浆自接头体1上端流入，依次经过流道泥浆流通通道A、、泥浆流通通道B、泥浆流通通道C和泥浆流通通道D并进入阀芯23处；通过水泥浆作用于阀芯23环形凸起下端面上的液压作用推动阀芯23上行，阀芯23的底端面离开阀座26的上端面，从而使阀座26的泥浆通道打开，水泥浆通过阀座26的轴向通孔进入设置在接头体1底端的泥浆流通通道E。

当需要接单根时，停止泵入水泥浆，该装置内的泥浆压力降至最低，此时阀芯23在复位弹簧24的作用下下行回复原位，即阀芯23底端重新封堵阀座26的轴向通孔，如图4所示；当泥浆流通通道E被堵死后，进而本过滤型防溅装置上端(包括方钻杆、上旋塞阀、水龙头等)的泥浆均被封堵在管柱内，不会倾泄出来。而当进行特殊作业时，在停泵后上端压力卸去时，有可能会出现下部钻具内压返向井口的现象，造成钻柱内泥浆突然向上涌出。对应这一情况下，返入泥浆流通通道E内的水泥浆在液压作用下亦可推动阀芯23上行，打开泥浆流通通道E，使接头体1上下压力逐渐平衡至较低水平，此时阀芯23在复位弹簧24的作用下关闭，即防止了下部压力返程带来的泥浆喷溅和污染。

综上，该过滤型防溅装置能够对泥浆过滤，并能在泥浆高压时自动打开，泥浆卸压后又自动关闭，以实现清洁泥浆，防止泥浆杂质进入下部钻具、损坏钻具等情况，同时，减轻了钻井接单根时的劳动强度，保持井台干净。

Claims (9)

1.一种过滤型防溅装置，其特征在于，包括接头体(1)和滤芯总成(2)；所述滤芯总成(2)包括壳套(22)、阀芯(23)、复位弹簧(24)和阀座(26)；其中，

所述接头体(1)下侧内壁上设有第一环形台阶，使所述壳套(22)以存在空隙的形式套装在所述接头体(1)内并压配在所述第一环形台阶的上端面上；所述壳套(22)顶端设有用于封隔所述接头体(1)与所述壳套(22)之间环空空间的环形凸缘；

自所述壳套(22)顶面和底面沿轴向分别开设有第一盲孔和第二盲孔；开设有第一盲孔处的所述壳套(22)侧壁上自上而下开设有多排沿圆周方向均布的泥浆滤孔(H)；

在所述第二盲孔内自内向外依次套装有复位弹簧(24)、阀芯(23)和阀座(26)；所述阀座(26)固定在所述壳套(22)上；自所述阀芯(23)顶面开设有一轴向盲孔，使所述复位弹簧(24)一端抵在第二盲孔的盲孔底面、另一端压配在阀芯(23)的盲孔底面上；所述阀座(26)的中心轴向通孔内径小于所述阀芯(23)底端外径，使所述阀芯(23)压配在所述阀座(26)顶端并封堵所述阀座(26)的轴向通孔；所述阀芯(23)外壁设有环形凸台，且所述环形凸台的外径与所述第二盲孔的内径相适应；在开设有所述第二盲孔处的侧壁上且位于所述环形凸台下端面下方开设有多个沿圆周方向均布的泥浆流通通道。

2.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，在开设有第二盲孔处的所述壳套(22)外壁上加工有三条轴向设置且沿圆周方向均布的扶正凸棱。

3.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，在所述阀芯(23)底端外壁上开设有多条沿圆周方向均布的轴向凹槽，多个沿圆周方向均布在所述壳套(22)上的限位销钉端部一一对应设置在所述阀芯(23)的轴向凹槽内，对所述阀芯(23)下行进行限位；所述阀座(26)通过沿圆周方向均布的多个安全剪销(28)固定在所述壳套(22)上，并在所述接头体(1)内壁上且位于所述 第一环形台阶下方设有限制所述阀座(26)下落的第二环形台阶。

4.根据权利要求3所述的过滤型防溅装置，其特征在于，在所述阀座(26)侧壁上且位于所述安全剪销(28)两侧各设置有至少一个设有密封圈(29)的环形密封圈座。

5.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，在所述阀芯(23)的环形凸台外壁上开设有多条设置有密封圈(25)的环形密封圈座，使所述阀芯(23)的环形凸台与所述壳套(22)之间形成密封。

6.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，在所述壳套(22)底端外壁上开设有多条设置有密封圈(30)的环形密封圈座，使所述壳套(22)与所述接头体(1)之间形成密封。

7.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，在所述壳套(22)顶端设置有一提手结构；所述提手结构包括与所述壳套(22)顶端螺纹连接的圆盘(21)和竖直设置并固定在所述圆盘(21)顶面上的柱形手提部；所述圆盘(21)上开设有与第一盲孔连通的泥浆流通孔。

8.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，相邻泥浆滤孔(H)之间的间距为8～9mm，每个所述泥浆滤孔(H)的孔径为5～6mm。

9.根据权利要求1所述的过滤型防溅装置，其特征在于，所述接头体(1)顶端内壁上设有连接内螺纹、底端外壁上设有连接外螺纹。