CN206801526U - 循环阀 - Google Patents

Abstract

一种循环阀，包括上接头、主体外壳和下接头，其中上接头内部设一阀门，平时不允许一圆球通过，当向下运动一距离时允许该圆球通过；主体外壳内部形成一阻尼腔和一循环腔，其中循环腔内设置有一循环杆，循环杆外表面上设有一轨道机构，与伸入该循环腔内的一定位装置配合，使该循环杆能够沿轴向往复运动；主体外壳与循环腔之间形成若干通孔，循环杆上也形成有若干通孔，当投入一圆球时，循环杆运动使上述两种通孔连通；当再投入一通孔时，循环杆再次运动使两种通孔之间不再连通。本实用新型的循环阀结构简单、便于制造、动作可控、复现性好、成本低。

Description

循环阀

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井设备，更具体地涉及一种在石油钻井、完井、修井等作业过程中，地层出现漏失和大排量洗井的工况下可多次循环使用的循环阀。

背景技术

在石油钻井过程中，底(地)层情况复杂，地层易出现漏失，造成钻井液无法返排到地面，此时就需要实施堵漏作业，通过循环阀建立钻柱内部和漏失底层之间的通道，将大直径堵漏剂填施到堵漏地层中填补漏洞。此外，在用马达钻井过程中，需要对井眼进行清洗，为了减少马达旋转工作的噪声，同时还要避免清洗液对马达工作产生干扰，此时可以采用循环阀来开启钻柱内和井限之间的通道，以进行大排量的循环。

由此可见，在钻井作业中循环阀起到了很重要的作用。但是，现有技术中的循环阀(接头)通常仅可以实现开关功能，无法实现多次循环。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种循环阀，以解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种循环阀，包括依次连接的上接头、主体外壳和下接头，其中：

上接头内部形成一两头连通的第一空腔，第一空腔内设置一能够上下运动的阀门，该阀门平时不允许一预定直径的圆球通过；第一空腔下端设置一管径扩大的空间，能够使该阀门打开，从而允许该圆球通过；

主体外壳内部形成一两头连通的第二空腔，该第二空腔包括一阻尼腔和一循环腔；其中：

阻尼腔内设置有一能够沿轴向往复运动的阻尼杆，阻尼杆与阻尼腔内壁之间设置有一阻尼机构；阻尼杆为一中空的圆管，圆管直径大于该圆球的直径；

循环腔内设置有一循环杆，循环杆外表面上设有一轨道机构，与伸入该循环腔内的一定位装置配合，从而使该循环杆能够沿轴向往复运动；循环杆与该循环腔或下接头之间设置有弹性复位装置；循环杆为一中空的圆管，圆管直径大于该圆球的直径；

主体外壳与循环腔之间形成若干通孔，循环杆上也形成有若干通孔，当循环杆上的轨道机构与该定位装置处于不同极限位置时，循环杆上的通孔与主体外壳上的通孔处于连通或不连通的两种状态；

下接头内部形成一两头连通的第三空腔，该第三空腔内设置一球篮，用于收纳经过球座、阻尼杆和循环杆而到达的圆球。

基于上述技术方案可知，本实用新型的循环阀具有结构简单、便于制造、动作可控、复现性好，成本低等优点。

附图说明

图1是本实用新型的循环阀的结构的截面示意图。

在上图中，附图标记含义如下：1、上接头，2、锁母，3、球座，4、球，5、阻尼杆，6、阻尼腔，7、密封件，8、循环腔，9、循环杆，10、位置销轴，11、弹簧，12、下接头，13、球篮。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

由于本实用新型产品摆放的位置可以随意发生变化，本实用新型中所述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词，只表示相对的位置关系，而不用于限定绝对的位置关系。在以下的描述中，结合本实用新型的图1可知，当描述具体结构时，本实用新型的循环阀采用竖直放置的图示方式，上接头位于上端，下接头位于下端，下文中的上下关系以此为准。

本实用新型公开了一种循环阀，包括依次连接的上接头、主体外壳和下接头，其中：

上接头内部形成一两头连通的第一空腔，第一空腔内设置一能够上下运动的阀门，该阀门平时不允许一预定直径的圆球通过；第一空腔下端设置一管径扩大的空间，能够使该阀门打开，从而允许该圆球通过；

主体外壳内部形成一两头连通的第二空腔，该第二空腔包括一阻尼腔和一循环腔；其中：

阻尼腔内设置有一能够沿轴向往复运动的阻尼杆，阻尼杆与阻尼腔内壁之间设置有一阻尼机构；阻尼杆为一中空的圆管，圆管直径大于该圆球的直径；

循环腔内设置有一循环杆，循环杆外表面上设有一轨道机构，与伸入该循环腔内的一定位装置配合，从而使该循环杆能够沿轴向往复运动；循环杆与该循环腔或下接头之间设置有弹性复位装置；循环杆为一中空的圆管，圆管直径大于该圆球的直径；

主体外壳与循环腔之间形成若干通孔，循环杆上也形成有若干通孔，当循环杆上的轨道机构与该定位装置处于不同极限位置时，循环杆上的通孔与主体外壳上的通孔处于连通或不连通的两种状态；

下接头内部形成一两头连通的第三空腔，该第三空腔内设置一球篮，用于收纳经过球座、阻尼杆和循环杆而到达的圆球。

其中，该阀门为一球座，该球座包括若干能够张开的弹爪，当该阀门运动到该管径扩大的空间时，弹爪张开，从而使该球座中央的孔径容许该圆球通过；或者，该阀门为若干弹性销钉，该管径扩大的空间为与之对应的斜槽，当该阀门运动到该管径扩大的空间时，弹性销钉顶入斜槽中，从而使该阀门中央的孔径容许该圆球通过。

其中，该主体外壳包括若干段，每一段通过螺纹连接。例如，该主体外壳包括阻尼段和循环段，其中该阻尼段内形成有阻尼腔，该循环段内形成有循环腔。

其中，该阻尼杆与阻尼腔内壁之间设置有密封机构。

其中，该定位装置为位置销钉或定位螺栓。

其中，该轨道机构为M形或若干M形的组合，其中该M形或若干M形的组合具有三个不同高度的极限位置，分别对应该球座初始位置、球座释放位置和循环杆上通孔与主体外壳上通孔保持连通状态的位置。

其中，该弹性复位装置为弹簧。

其中，该循环阀能够多次循环使用。

在一些实施例中，本实用新型的循环阀包括：投球激发机构、缓冲阻尼机构、往复循环机构、接球球篮等。具体地，如图1所示，本实用新型的循环阀主要由以下部件组成：

上接头1和阻尼腔6通过钻杆螺纹连接在一起，同时可以密封；锁母2通过螺纹与上接头1连接在一起。球座3安装在锁母2的下端。锁母2的下端装有阻尼杆5，阻尼杆5外部装有通道可以在阻尼腔6内往复运动。阻尼杆5与阻尼腔6特定位置之间设置有密封件7进行密封。

循环腔8通过螺纹和阻尼腔6连接在一起，循环腔8内部装有循环杆9，循环杆9外径上设有轨道机构，通过位置销轴10与循环腔8连接在一起，循环杆9可以在循环腔8内的一定范围内往复循环运动。循环杆9与循环腔8或下接头12之间装有弹簧11。

阻尼杆5与循环杆9内部形成连通的通道，允许球4从球座3从该通道一直到达球篮13。循环杆9上形成有通孔，使循环杆9内部通道与杆外空间连通。

下接头12通过螺纹与循环腔8连接，同时抵压弹簧11。下接头12内设有一球篮13，球篮13上部有孔，可以满足钻井时泥浆的通径要求。

下面结合图1对本实用新型的循环阀的具体应用场景进行详细说明。本实用新型的循环阀下端通过下接头12连接下部钻柱，上端通过上接头1连接上部钻柱。该循环阀随钻柱一起下井。在钻井过程中出现底层漏失，要对地层进行堵漏施工时，在井口向钻柱内部投入球4，球在泥浆的推动下，向下运动落在球座3上。

继续向钻柱内打压，提高压力。在球座3上方形成一个密闭的空间，球4推动球座3向下运动，球座3推动阻尼杆5向下运动。阻尼杆5在阻尼腔6内由上向下运动，使阻尼腔6下侧的阻尼液会通过阻尼杆5内的通道由下腔体向上腔体流动。由于过流面积一定，也就决定该阻尼杆5从上向下的移动速度，形成了阻尼作用。

阻尼杆5推动循环杆9向下移动。在循环腔8上安装的位置销钉10，循环杆9上的轨道槽与位置销钉10配合。循环杆10会沿自身的轨道槽向下移动。

当球4运动到上接头1的沟槽位置时，球座3会张开，液体推动球4向下运动，穿过阻尼杆5和循环杆9进入球篮13。

循环杆9在弹簧11的作用下由下向上运动。同时推动阻尼杆5由下向上运动，同时推动球座3处于闭合状态。

循环杆9到一定位置后，在位置销轴10和循环杆9的配合下会被固定到一定的位置。同时打开了循环杆9上的通道，实现循环杆9内腔和循环腔8的联通，也就实现了循环阀内部和外部的沟通。

堵漏和循环施工完毕后，通过向钻柱内部再投一个球4。球4被泥浆推动又落在球座3上，继续加大泵压，球座3上下形成压差，球4推动球座3向下移动，同时推动阻尼杆5向下移动。

当球4移动到上接头1的沟槽位置后，球座3的弹爪弹开，球4通过弹爪进入到阻尼杆5的内部，再进入循环杆9的内部，最后到达球篮13内部。

球4穿过球座3后，循环杆9在弹簧11的作用下向下移动，同时推动阻尼杆7向下移动。在位置销轴10和循环杆9上的M轨道作用下，关闭循环杆9和循环腔8上的通道。完成循环接头的关闭过程。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环阀，包括依次连接的上接头、主体外壳和下接头，其中：

上接头内部形成一两头连通的第一空腔，第一空腔内设置一能够上下运动的阀门，该阀门平时不允许一预定直径的圆球通过；第一空腔下端设置一管径扩大的空间，能够使该阀门打开，从而允许该圆球通过；

主体外壳内部形成一两头连通的第二空腔，该第二空腔包括一阻尼腔和一循环腔；其中：

阻尼腔内设置有一能够沿轴向往复运动的阻尼杆，阻尼杆与阻尼腔内壁之间设置有一阻尼机构；阻尼杆为一中空的圆管，圆管直径大于该圆球的直径；

循环腔内设置有一循环杆，循环杆外表面上设有一轨道机构，与伸入该循环腔内的一定位装置配合，从而使该循环杆能够沿轴向往复运动；循环杆与该循环腔或下接头之间设置有弹性复位装置；循环杆为一中空的圆管，圆管直径大于该圆球的直径；

主体外壳与循环腔之间形成若干通孔，循环杆上也形成有若干通孔，当循环杆上的轨道机构与该定位装置处于不同极限位置时，循环杆上的通孔与主体外壳上的通孔处于连通或不连通的两种状态；

下接头内部形成一两头连通的第三空腔，该第三空腔内设置一球篮，用于收纳经过球座、阻尼杆和循环杆而到达的圆球。

2.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该阀门为一球座，该球座包括若干能够张开的弹爪，当该阀门运动到该管径扩大的空间时，弹爪张开，从而使该球座中央的孔径容许该圆球通过。

3.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该阀门为若干弹性销钉，该管径扩大的空间为与之对应的斜槽，当该阀门运动到该管径扩大的空间时，弹性销钉顶入斜槽中，从而使该阀门中央的孔径容许该圆球通过。

4.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该主体外壳包括若干段，每一段通过螺纹连接。

5.如权利要求4所述的循环阀，其特征在于，该主体外壳包括阻尼段和循环段，其中该阻尼段内形成有阻尼腔，该循环段内形成有循环腔。

6.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该阻尼杆与阻尼腔内壁之间设置有密封机构。

7.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该定位装置为位置销钉或定位螺栓。

8.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该轨道机构为M形或若干M形的组合，其中该M形或若干M形的组合具有三个不同高度的极限位置，分别对应该球座初始位置、球座释放位置和循环杆上通孔与主体外壳上通孔保持连通状态的位置。

9.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该弹性复位装置为弹簧。

10.如权利要求1所述的循环阀，其特征在于，该循环阀能够多次循环使用。