CN211924132U - 一种固井逆止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固井逆止阀，涉及钻探固井技术领域，包括管体、密封球、弹性组件、固定组件和连接组件，管体的一端用于与钻杆可拆卸连接，管体内设置有固定组件，固定组件与管体可拆卸连接，密封球位于管体通道内，弹性组件设置在密封球与固定组件之间的管体的通道内，管体的通道内设置有限位部用于限制密封球向钻杆方向移动，密封球在弹性组件的弹力作用下与限位部接触并封堵管体的通道，管体上用于与钻杆连接的一端插入套管串内部，连接组件固定设置在管体的外侧壁上，连接组件用于与套管串底部边沿固定连接并封闭管体与套管串之间的间隙，在管体和/或固定组件上设置有若干个泄浆口，使固井逆止阀成本降低且能够重复使用。

Description

一种固井逆止阀

技术领域

本实用新型涉及钻探固井技术领域，特别是涉及一种固井逆止阀。

背景技术

在地热施工中，固井通常采用插入法固井，插入法固井常采用浮箍作为逆止阀固定在套管串的底部来防止水泥浆倒流，但浮箍由于组件多，组装复杂，使浮箍本身成本较高，且浮箍使用后，水泥浆滞留在浮箍内部并凝固，使浮箍的内部组件不能够移动，致使浮箍报废，不能重复使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种固井逆止阀，以解决上述现有技术存在的问题，使固井逆止阀成本降低且能够重复使用。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种固井逆止阀，包括管体、密封球、弹性组件、固定组件和连接组件，所述管体的一端用于与钻杆可拆卸连接，所述管体内设置有所述固定组件，所述固定组件与所述管体形成可拆卸连接，所述密封球位于所述管体通道内，所述弹性组件设置在所述密封球与所述固定组件之间的所述管体的通道内，且所述弹性组件呈压缩状态，所述管体的通道内设置有限位部用于限制所述密封球向钻杆方向移动，所述密封球在所述弹性组件的弹力作用下与所述限位部接触并封堵所述管体的通道，所述管体上用于与钻杆连接的一端插入套管串内部，所述连接组件固定设置在所述管体的外侧壁上，所述连接组件用于与套管串底部边沿固定连接并封闭所述管体与套管串之间的间隙，位置件为所述密封球和所述连接组件中接近所述固定组件的零件，在所述固定组件上和/或在所述位置件与所述固定组件之间的所述管体上设置有若干个泄浆口，所述泄浆口用于将经过限位部的水泥浆排向套管串与井壁之间的缝隙内。

优选的，所述管体包括主管体和连接管体，所述连接管体的一端用于与钻杆上的正丝扣接头螺纹连接，所述连接管体的另一端设置有反丝扣接头，所述反丝扣接头与所述主管体上远离所述固定组件的一端螺纹连接，所述正丝扣接头螺纹旋转方向与所述反丝扣接头螺纹旋转方向相反，所述连接管体与所述主管体之间的拆卸力矩大于所述连接管体与钻杆的安装力矩，所述密封球、所述限位部和所述弹性组件均位于所述主管体的通道内，所述连接组件和所述固定组件均位于所述主管体上。

优选的，所述主管体的通道包括第一通道和第二通道，所述第二通道的直径大于所述第一通道的直径，所述第一通道用于与所述连接管体连通，所述第二通道用于容置所述密封球和所述弹性组件，所述密封球的直径大于所述第一通道的直径且小于所述第二通道的直径，所述第二通道与所述第一通道的连接面为圆锥面，所述圆锥面为所述限位部，所述泄浆口设置在所述第二通道的管壁上。

优选的，所述连接组件为连接圆环，所述连接圆环的内圆面与所述主管体的外侧壁面固定连接，所述连接圆环的外边沿用于与套管串的管口的边沿固定连接。

优选的，所述主管体为钢管，所述密封球为钢球。

优选的，所述连接圆环为钢圆环，所述钢圆环与所述主管体焊接，所述钢圆环与套管串底部焊接。

优选的，所述固定组件为弹簧座，所述弹簧座与所述主管体螺纹连接。

优选的，所述连接管体上用于与钻杆对接的面为第一凹形圆锥面，所述第一凹形圆锥面与钻杆上与所述连接管体对接的面匹配，所述连接管体上与所述主管体对接的面为第一圆锥面，所述主管体上与所述连接管体对接的面为第二凹形圆锥面，所述第二凹形圆锥面与所述第一圆锥面匹配。

优选的，所述主管体包括第一管体和第二管体，所述限位部、所述密封球、所述弹性组件和所述固定组件均设置在所述第一管体内，所述第一管体的一端与所述连接管体的反丝扣接头螺纹连接，所述第一管体的另一端设置有正丝扣接头，所述第二管体的一端与所述第一管体上的正丝扣接头螺纹连接，所述第一管体与所述第二管体连通，所述连接组件固定设置在所述第二管体的外侧壁上，所述连接管体与所述第一管体之间的拆卸力矩大于所述第一管体与所述第二管体的安装力矩，所述泄浆口设置在所述固定组件上。

优选的，所述泄浆口的数量为2～5个。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的一种固井逆止阀装置，在固井过程中，逆止阀固定在套管串底部随套管串一起下至井中，钻杆伸入套管串内部与管体连接，水泥浆通过钻杆进入管体内，由于水泥浆的压力较大，会推动密封球进一步压缩弹性组件，水泥浆通过密封球与限位部之间的间隙后再通过泄浆口进入套管串与井壁之间的环状间隙，在水泥浆充满套管串与井壁之间的环状间隙时，停止注入水泥浆，密封球在弹性组件的弹力作用下重新与限位部完全贴合，防止套管串与井壁之间的水泥浆倒流至钻杆中，然后向钻杆中注入清水，密封球与限位部再次分离，待钻杆和管体中的水泥浆被清水替换后，停止向钻杆中注入清水，密封球在弹性组件的弹力下再次与限位部接触防止水泥浆倒流，之后钻杆与管体分离并从套管串中抽出，等待固井结束后，再将套管串和逆止阀从井中取出，将固定组件拆卸掉，取出管体中的密封球和弹性组件，由于管体中的水泥浆被清水替换出，管体内残余的水泥浆量很少，工人对管体的通道、密封球和弹性组件清理很方便，清理后再将密封球和弹性组件组装在管体内，能够实现固井逆止阀装置的重复使用，固井逆止阀装置仅由管体、密封球、弹性组件、固定组件和连接组件组成，组件少，结构简单，成本低。

进一步的，连接管体通过反丝扣接头与主管体螺纹连接后一同随套管串下至井中，钻杆伸入套管串中，钻杆经人工施加作用力后正向旋转通过正丝扣接头与连接管体螺纹连接，由于人工作用力矩小，不能够使连接管体与主管体拆开，待注入清水结束后，由于连接管体通过反丝扣接头与主管体螺纹连接，钻杆通过相关设备施加大力矩后继续正向旋转，连接管体与主管体分离，连接管体随钻杆一起从套管串中抽出，由于钻杆是由多段钻管通过正丝扣螺纹连接，不能反向旋转，连接管体的设置能够保证钻杆与主管体的连接与拆卸只需要沿正向旋转即可实现，能够避免钻杆反向旋转。

进一步的，第二通道与第一通道之间的连接面为限位部，密封球的直径大小介于第一通道的直径与第二通道的直径之间，结构简单，且能够有效的防止水泥浆倒流。

进一步的，连接组件为圆环，既能够实现主管体与套管串的连接，又能实现对套管串管口的密封。

进一步的，主管体为钢管，密封球为钢球，使固井逆止阀能够承受高压而不受损。

进一步的，主管体和连接圆环均为钢件，通过焊接连接，连接强度大，使用时间长。

进一步的，固定组件为弹簧座，结构简单，弹簧座通过螺纹与主管体连接，连接方式简单，易于拆卸。

进一步的，第一凹形圆锥面的设计有利用连接管体与钻杆对正安装，且提高密封性，第一圆锥面与第二凹形圆锥面的设计有利于连接管体与主管体对正安装，提高密封性。

进一步的，在固井过程中，第二管体固定在套管串底部随套管串一起下至井中，能够使井内的水进入套管串，避免出现压力激动和抽汲现象，从而导致井壁崩塌，使套管串被卡住不能到达指定位置，连接管体和第一管体依次连接在钻杆上，之后随钻杆伸入套管串内部，钻杆经人工施加作用力后正向旋转，第一管体与第二管体连接，由于人工作用力矩小，不能够使连接管体与第一管体拆开，待注入清水结束后，由于连接管体通过反丝扣接头与第一管体螺纹连接，钻杆通过相关设备施加大力矩后继续正向旋转，连接管体与第一管体分离，连接管体随钻杆一起从套管串中抽出，第一管体仍与第二管体固定连接，避免水泥浆倒流。

进一步的，泄浆口的数量为2～5个，满足水泥浆的流量需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一提供的一种固井逆止阀装置的结构示意图；

图2为实施例二提供的一种固井逆止阀装置的结构示意图

图中：1-管体，2-连接组件，3-固定组件，4-密封球，5-弹性组件，6-泄浆口，7-限位部，8-主管体，9-连接管体，10-第一通道，11-第二通道，12-第一管体，13-第二管体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种固井逆止阀，以解决现有技术存在的问题，使固井逆止阀成本降低且能够重复使用。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种固井逆止阀装置，如图1所示，于本实施例中，固井逆止阀装置包括管体1、密封球4、弹性组件5、固定组件3和连接组件2，弹性组件5为弹簧，管体1的一端用于与钻杆可拆卸连接，管体1内设置有固定组件3，固定组件3与管体1可拆卸连接，密封球4位于管体1通道内，弹性组件5设置在密封球4与固定组件3之间的管体1的通道内，且弹性组件5呈压缩状态，管体1的通道内设置有限位部7用于限制密封球4向钻杆方向移动，密封球4在弹性组件5的弹力作用下与限位部7接触并封闭管体1的通道，管体1上用于与钻杆连接的一端插入套管串内部，连接组件2固定设置在管体1 的外侧壁上，连接组件2用于与套管串底部边缘固定连接并封闭管体1与套管串之间的间隙，位置件为密封球4和连接组件2中接近所述固定组件的零件，在固定组件3上和/或在位置件与3固定组件之间的管体1上设置有若干个泄浆口6，泄浆口6用于将经过限位部7的水泥浆排向套管串与井壁之间的缝隙内，泄浆口6设置在管体1的壁面上且沿管体1的周向均匀分布，和/或泄浆口6设置在固定组件3上且沿管体1的周向均匀分布。

在固井过程中，逆止阀固定在套管串底部随套管串一起下至井中，钻杆伸入套管串内部与管体1连接，水泥浆通过钻杆中进入管体1内，由于水泥浆的压力较大，会推动密封球4进一步压缩弹性组件5，水泥浆通过密封球4与限位部7之间的间隙后再通过泄浆口6进入套管串与井壁之间的环状间隙，在水泥浆充满套管串与井壁之间的环状间隙时，停止注入水泥浆，密封球4在弹性组件5的弹力作用下重新与限位部7完全贴合，防止套管串与井壁之间的水泥浆倒流至钻杆中，然后向钻杆中注入清水，密封球4与限位部7再次分离，待钻杆和管体1中的水泥浆被清水替换后，停止向钻杆中注入清水，密封球在弹性组件的弹力下再次与限位部接触防止水泥浆倒流，之后钻杆与管体1分离并从套管串中抽出，等待固井结束后，再将套管串和逆止阀从井中取出，将固定组件3拆卸掉，取出管体1中的密封球4和弹性组件5，由于管体1中的水泥浆被清水替换出，管体1内残余的水泥浆量很少，工人对管体1的通道、密封球4和弹性组件5清理很方便，清理后再将密封球4和弹性组件5组装在管体 1内，能够实现固井逆止阀装置的重复使用，固井逆止阀装置仅由管体1、密封球4、弹性组件5、固定组件3和连接组件2组成，组件少，结构简单，成本低。

管体1包括主管体8和连接管体9，连接管体9的一端用于与钻杆上的正丝扣接头螺纹连接，连接管体9的另一端设置有反丝扣接头，反丝扣接头与主管体8上远离固定组件3的一端螺纹连接，正丝扣接头螺纹旋转方向与反丝扣接头螺纹旋转方向相反，连接管体9与主管体8之间的拆卸力矩大于连接管体 9与钻杆的安装力矩，密封球4、限位部7和弹性组件5均位于主管体8的通道内，连接组件2和固定组件3均位于主管体8上，连接管体9通过反丝扣接头与主管体8螺纹连接后一同随套管串下至井中，钻杆伸入套管串中，钻杆经人工施加作用力后正向旋转通过正丝扣接头与连接管体9螺纹连接，由于人工作用力矩小，不能够使连接管体9与主管体8拆开，待注入清水结束后，由于连接管体9通过反丝扣接头与主管体8螺纹连接，钻杆通过相关设备施加大力矩后继续正向旋转，连接管体9与主管体8分离，连接管体9随钻杆一起从套管串中抽出，由于钻杆是由多段钻管通过正丝扣螺纹连接，不能反向旋转，连接管体9的设置能够保证钻杆与主管体8的连接与拆卸只需要钻杆沿正向旋转即可实现，能够避免钻杆反向旋转。

主管体8的通道包括第一通道10和第二通道11，第二通道11的直径大于第一通道10的直径，第一通道10用于与连接管体9连通，第二通道11用于容置密封球4和弹性组件5，密封球4的直径大于第一通道10的直径且小于第二通道11的直径，第二通道11与第一通道11之间的连接面为圆锥面，圆锥面为限位部7，泄浆口6设置在第二通道11的管壁上，密封球4的直径大小介于第一通道10的直径与第二通道11的直径之间，结构简单，且能够有效的防止水泥浆倒流。

连接组件2为连接圆环，连接圆环的内圆面与主管体3的外侧壁面固定连接，连接圆环的外边沿用于与套管串的管口的边沿固定连接，连接组件2为圆环，既能够实现主管体8与套管串的连接，又能实现对套管串管口与管体1 之间缝隙的密封。

主管体8为钢管，密封球4为钢球，使固井逆止阀能够承受高压而不受损。

连接圆环为钢圆环，钢圆环与主管体8焊接，钢圆环与套管串底部焊接，通过焊接连接，连接强度大，使用时间长。

固定组件7为弹簧座，弹簧座与主管体8螺纹连接，固定组件3为弹簧座，结构简单，弹簧座通过螺纹与主管体8连接，连接方式简单，易于拆卸。

连接管体9上用于与钻杆对接的面为第一凹形圆锥面，第一凹形圆锥面与钻杆上与连接管体9对接的面匹配，连接管体9上与主管体8对接的面为第一圆锥面，主管体8上与连接管体9对接的面为第二凹形圆锥面，第二凹形圆锥面与第一圆锥面匹配，第一凹形圆锥面的设计有利用连接管体9与钻杆对正安装，且提高密封性，第一圆锥面与第二凹形圆锥面的设计有利于连接管体9 与主管体8对正安装，提高密封性。

泄浆口6的数量为2～5个，优选为3个，满足水泥浆的流量需求。

实施例二

本实施例提供一种固井逆止阀，如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：主管体8包括第一管体12和第二管体13，限位部7、密封球4、弹性组件5和固定组件3均设置在第一管体12内，第一管体12的一端与连接管体 9的反丝扣接头螺纹连接，第一管体12的另一端设置有正丝扣接头，第二管体13的一端与第一管体12上的正丝扣接头螺纹连接，第一管体12与第二管体13连通，连接组件2固定设置在第二管体13的外侧壁上，连接管体9与第一管体12之间的拆卸力矩大于第一管体12与第二管体13的安装力矩，泄浆口6设置在固定组件3上，在固井过程中，第二管体13固定在套管串底部随套管串一起下至井中，能够使井内的水进入套管串，避免出现压力激动和抽汲现象，从而导致井壁崩塌，使套管串被卡住不能到达指定位置，连接管体9 和第一管体12依次连接在钻杆上，之后随钻杆伸入套管串内部，钻杆经人工施加作用力后正向旋转，使第一管体12与第二管体13连接，由于人工作用力矩小，不能够使连接管体9与第一管体12拆开，待注入清水结束后，由于连接管体9通过反丝扣接头与第一管体12螺纹连接，钻杆通过相关设备施加大力矩后继续正向旋转，连接管体9与第一管体12分离，连接管体9随钻杆一起从套管串中抽出，第一管体12仍与第二管体13固定连接，避免水泥浆倒流。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种固井逆止阀，其特征在于：包括：管体、密封球、弹性组件、固定组件和连接组件，所述管体的一端用于与钻杆可拆卸连接，所述管体内设置有所述固定组件，所述固定组件与所述管体可拆卸连接，所述密封球位于所述管体通道内，所述弹性组件设置在所述密封球与所述固定组件之间的所述管体的通道内，且所述弹性组件呈压缩状态，所述管体的通道内设置有限位部用于限制所述密封球向钻杆方向移动，所述密封球在所述弹性组件的弹力作用下与所述限位部接触并封堵所述管体的通道，所述管体上用于与钻杆连接的一端插入套管串内部，所述连接组件固定设置在所述管体的外侧壁上，所述连接组件用于与套管串底部边沿固定连接并封闭所述管体与套管串之间的间隙，位置件为所述密封球和所述连接组件中接近所述固定组件的零件，在所述固定组件上和/或在所述位置件与所述固定组件之间的所述管体上设置有若干个泄浆口，所述泄浆口用于将经过限位部的水泥浆排向套管串与井壁之间的缝隙内。

2.根据权利要求1所述的固井逆止阀，其特征在于：所述管体包括主管体和连接管体，所述连接管体的一端用于与钻杆上的正丝扣接头螺纹连接，所述连接管体的另一端设置有反丝扣接头，所述反丝扣接头与所述主管体上远离所述固定组件的一端螺纹连接，所述正丝扣接头螺纹旋转方向与所述反丝扣接头螺纹旋转方向相反，所述连接管体与所述主管体之间的拆卸力矩大于所述连接管体与钻杆的安装力矩，所述密封球、所述限位部和所述弹性组件均位于所述主管体的通道内，所述连接组件和所述固定组件均位于所述主管体上。

3.根据权利要求2所述的固井逆止阀，其特征在于：所述主管体的通道包括第一通道和第二通道，所述第二通道的直径大于所述第一通道的直径，所述第一通道用于与所述连接管体连通，所述第二通道用于容置所述密封球和所述弹性组件，所述密封球的直径大于所述第一通道的直径且小于所述第二通道的直径，所述第二通道与所述第一通道的连接面为圆锥面，所述圆锥面为所述限位部。

4.根据权利要求2所述的固井逆止阀，其特征在于：所述连接组件为连接圆环，所述连接圆环的内圆面与所述主管体的外侧壁面固定连接，所述连接圆环的外边沿用于与套管串的管口的边沿固定连接。

5.根据权利要求4所述的固井逆止阀，其特征在于：所述主管体为钢管，所述密封球为钢球。

6.根据权利要求5所述的固井逆止阀，其特征在于：所述连接圆环为钢圆环，所述钢圆环与所述主管体焊接，所述钢圆环与套管串底部焊接。

7.根据权利要求6所述的固井逆止阀，其特征在于：所述固定组件为弹簧座，所述弹簧座与所述主管体螺纹连接。

8.根据权利要求2所述的固井逆止阀，其特征在于：所述连接管体上用于与钻杆对接的面为第一凹形圆锥面，所述第一凹形圆锥面与钻杆上与所述连接管体对接的面匹配，所述连接管体上与所述主管体对接的面为第一圆锥面，所述主管体上与所述连接管体对接的面为第二凹形圆锥面，所述第二凹形圆锥面与所述第一圆锥面匹配。

9.根据权利要求2所述的固井逆止阀，其特征在于：所述主管体包括第一管体和第二管体，所述限位部、所述密封球、所述弹性组件和所述固定组件均设置在所述第一管体内，所述第一管体的一端与所述连接管体的反丝扣接头螺纹连接，所述第一管体的另一端设置有正丝扣接头，所述第二管体的一端与所述第一管体上的正丝扣接头螺纹连接，所述第一管体与所述第二管体连通，所述连接组件固定设置在所述第二管体的外侧壁上，所述连接管体与所述第一管体之间的拆卸力矩大于所述第一管体与所述第二管体的安装力矩，所述泄浆口设置在所述固定组件上。

10.根据权利要求2-9任意一项所述的固井逆止阀，其特征在于：所述泄浆口的数量为2～5个。

Images