CN213510521U - 一种螺杆钻具防堵工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺杆钻具防堵工具，筒体的两端旋接有上接头和下接头，上接头的内腔下部设有卸球套，筒体的内腔设有与之共轴线的沉砂芯管，沉砂芯管的下端旋接在下接头的内螺孔中，沉砂芯管的上端旋接有圆筒状的单向阀体，单向阀体的内腔上部插接有阀芯，阀芯的下部设有放大的阀芯锥台，阀芯的上部呈圆柱状且从单向阀体的上端缩径孔中向上伸出，且阀芯的外周对称设有多道沿轴向延伸的过流槽，阀芯的上端旋接有顶部呈伞状的锥帽，锥帽抵靠在卸球套的下端口处；单向阀体的内腔设有单向阀弹簧，单向阀弹簧的下端支撑在沉砂芯管的上端口，单向阀弹簧的上端抵靠在阀芯锥台的底部。该工具可避免泥砂进入螺杆钻具，洗井液恢复时，螺杆钻具可顺利启动。

Description

一种螺杆钻具防堵工具

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆钻具，特别涉及一种螺杆钻具防堵工具，属于钻井工具技术领域。

背景技术

石油、天然气要通过钻井施工形成的井筒进行开采，井眼中的井筒套管串由套管逐根通过螺纹依次旋接而成。向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业称为固井。随着油气井开采时间的增加，井下环境越发恶劣，套管容易发生破损，地层与套管内腔之间产生渗漏。

套管损坏后的修井作业有多种方式，例如在原套管内悬挂小套管，再次固井等等。对于套管损坏情况不太严重的井，在原套管内的泄漏段注水泥浆，并挤压进入漏点处实现堵漏最为经济，作业时间最短。水泥浆堵漏成功后，需要进行磨铣钻灰作业，将套管内的水泥灰修铣掉，恢复套管的内腔通道。钻灰作业通常由修铣磨鞋进行，修铣磨鞋连接在螺杆钻具的下方，由螺杆钻具在洗井液的驱动下带动修铣磨鞋旋转，螺杆钻具连接在油管的下端，洗井液由水泥车驱动循环。随着钻灰深度的不断加深，需要不断地加接油管，每次加接油管都需要停水泥车，洗井液停止循环，螺杆钻具的流道中容易沉砂导致堵塞，因此需要在螺杆钻具安装防堵工具，避免上方的泥砂在停泵期间进入螺杆钻具。

此外，磨铣套管完成后，起管柱时，由于管柱内存有的洗井液被带出地面，导致井口污染，恶化了井口环境，而且不符合环保要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种螺杆钻具防堵工具，在水泥车停止期间，可以自动关闭中心孔道，避免上方的泥砂进入螺杆钻具，在洗井液恢复循环时，可自动打开中心孔道，并且使下方的螺杆钻具顺利启动。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种螺杆钻具防堵工具，包括筒体，所述筒体的上端旋接有上接头，所述筒体的下端旋接有下接头，所述上接头的内腔下部设有卸球套，所述卸球套的下端伸出上接头的下端口；所述筒体的内腔设有与之共轴线的沉砂芯管，所述沉砂芯管的下端旋接在所述下接头的内螺孔中，所述沉砂芯管的上端旋接有圆筒状的单向阀体，所述单向阀体的内腔上部插接有阀芯，所述阀芯的下部设有放大的阀芯锥台，所述阀芯的上部呈圆柱状且从所述单向阀体的上端缩径孔中向上伸出，且所述阀芯的外周对称设有多道沿轴向延伸的过流槽，所述阀芯的上端旋接有顶部呈伞状的锥帽，所述锥帽抵靠在所述卸球套的下端口处；所述单向阀体的内腔设有单向阀弹簧，所述单向阀弹簧的下端支撑在所述沉砂芯管的上端口，所述单向阀弹簧的上端抵靠在所述阀芯锥台的底部。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：本防堵工具的上方旋接油管，下方旋接在螺杆钻具，各中心孔道相通。水泥车启动前，阀芯在单向阀弹簧的张力作用下向上顶出，锥帽将卸球套的下端口封闭，单向阀处于关闭状态。水泥车启动后，具有一定压力的洗井液从上接头沿卸球套的中心孔向下流动，克服单向阀弹簧的张力，推动锥帽及阀芯向下移动，打开单向阀通道，在锥帽的分流作用下，洗井液先流向筒体内壁，洗井液携带的少量砂粒沉降在筒体与沉砂芯管之间的环形空间中，清洁的洗井液通过阀芯外周的过流槽进入单向阀体内腔，沿沉砂芯管及下接头的中心孔进入螺杆钻具，螺杆钻具驱动修铣磨鞋旋转，进行磨铣钻灰作业。加接油管时，水泥车停止，则锥帽将卸球套的下端口重新封闭，阻止上方的沉砂进入螺杆钻具中。作业结束后，关闭水泥车，单向阀关闭，管柱内存有洗井液，如果起管柱则洗井液会带出地面，污染井场；此时向管柱内投入钢球，并且启动水泥车打压，钢球穿过卸球套的中心孔，下压锥帽，并且滚落在锥帽与上接头的下端面之间，打开单向阀的通道，起管柱时，洗井液流入套管中，保持井口干净、环保。

作为本实用新型的改进，所述单向阀体的上端缩径孔下方设有与阀芯锥台相适配的内锥面。阀芯下部的阀芯锥台与单向阀体上部的内锥面贴合后，可以起到很好的定位作用，确保阀芯与单向阀体及卸球套共轴线，且可以封闭单向阀体的内腔空间。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀芯锥台的底部设有锥台外台阶，所述单向阀弹簧的上端套装在所述锥台外台阶上。锥台外台阶使单向阀弹簧的上端得到很好的定位，防止压缩或伸长过程中出现歪斜。

作为本实用新型的进一步改进，所述卸球套的上端设有大直径的卸球套上凸台，所述卸球套上凸台的顶部对称设有向下延伸的拆卸孔，所述卸球套的下端两侧对称设有向外凸出的卸球套凸榫；所述上接头的内腔上部为上接头内螺纹段，所述上接头内螺纹段的下方设有缩径的上接头第一光孔段，所述上接头第一光孔段的下方设有缩径的上接头第二光孔段，所述上接头第二光孔段的内壁对称设有一对贯通的上接头长槽，所述上接头第二光孔段的内壁还对称设有另一对上接头短槽，所述上接头短槽为从上接头底部向上延伸的沉槽，所述上接头长槽及上接头短槽呈十字形分布且槽宽相等；所述卸球套上凸台位于所述上接头第一光孔段的内腔，所述卸球套凸榫对应嵌于所述上接头短槽中；所述卸球套的外周套装有卸球套弹簧，所述卸球套弹簧的上端抵靠在所述卸球套上凸台的下方，所述卸球套弹簧的下端抵靠在所述上接头第一光孔段的底部内台阶上。卸球套上凸台可在上接头第二光孔段中浮动，卸球套下端的卸球套凸榫对应嵌入上接头底部的上接头短槽中，使卸球套不能转动，卸球套弹簧的张力将卸球套向上托起，使卸球套凸榫不会脱离上接头短槽。作业结束投球后，钢球卡在锥帽与上接头的下端面之间，使单向阀保持在开启状态，失去作用；向卸球套上凸台的拆卸孔中插入拨杆，同时下压卸球套上凸台，使卸球套凸榫向下脱离上接头短槽，然后通过拨杆将卸球套转动90°，使卸球套凸榫对准上接头长槽，松开下压的压力，卸球套弹簧将卸球套上凸台向上顶起，卸球套凸榫沿上接头长槽向上滑出，拆掉卸球套后，将钢球取出，然后套入卸球套弹簧，使卸球套凸榫对准上接头长槽压下，卸球套凸榫超出上接头的底部时，转动90°，使卸球套凸榫重新嵌入上接头短槽中，即完成卸球套的安装，如此防堵工具可以多次重复使用。

作为本实用新型的进一步改进，所述过流槽在所述阀芯的外周对称设有四道。四道过流槽具有足够的过流面积。

附图说明

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，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型螺杆钻具防堵工具的主视图。

图2为本实用新型螺杆钻具防堵工具投球后的状态图。

图3为本实用新型螺杆钻具防堵工具的立体爆炸图。

图4为本实用新型中上接头的立体图。

图5为本实用新型中上接头的剖视图。

图6为本实用新型中卸球套的立体图。

图7为本实用新型中阀芯的立体图。

图中：1.上接头；1a.上接头内螺纹段；1b.上接头第一光孔段；1c.上接头第二光孔段；1d.上接头长槽；1e.上接头短槽；2.筒体；3.下接头；4.卸球套；4a.卸球套上凸台；4b.卸球套凸榫；4c.拆卸孔；4d.卸球套弹簧；5.锥帽；6.阀芯；6a.过流槽；6b.阀芯锥台；6c.锥台外台阶；7.单向阀弹簧；8.单向阀体；9.沉砂芯管；10.钢球。

具体实施方式

如图1至图7所示，本实用新型的螺杆钻具防堵工具包括筒体2，筒体2的上端旋接有上接头1，筒体2的下端旋接有下接头3，上接头1的内腔下部设有卸球套4，卸球套4的下端伸出上接头1的下端口；筒体2的内腔设有与之共轴线的沉砂芯管9，沉砂芯管9的下端旋接在下接头3的内螺孔中，沉砂芯管9的上端旋接有圆筒状的单向阀体8，单向阀体8的内腔上部插接有阀芯6，阀芯6的下部设有放大的阀芯锥台6b，阀芯6的上部呈圆柱状且从单向阀体8的上端缩径孔中向上伸出，且阀芯6的外周对称设有多道沿轴向延伸的过流槽6a，可以为四道，保证足够的过流面积。阀芯6的上端旋接有顶部呈伞状的锥帽5，锥帽5抵靠在卸球套4的下端口处；单向阀体8的内腔设有单向阀弹簧7，单向阀弹簧7的下端支撑在沉砂芯管9的上端口，单向阀弹簧7的上端抵靠在阀芯锥台6b的底部。

单向阀体8的上端缩径孔下方设有与阀芯锥台6b相适配的内锥面。阀芯6下部的阀芯锥台6b与单向阀体8上部的内锥面贴合后，可以起到很好的定位作用，确保阀芯6与单向阀体8及卸球套4共轴线，且可以封闭单向阀体8的内腔空间。

阀芯锥台6b的底部设有锥台外台阶6c，单向阀弹簧7的上端套装在锥台外台阶6c上。锥台外台阶6c使单向阀弹簧7的上端得到很好的定位，防止压缩或伸长过程中出现歪斜。

本防堵工具的上方旋接油管，下方旋接在螺杆钻具，各中心孔道相通。水泥车启动前，阀芯6在单向阀弹簧7的张力作用下向上顶出，锥帽5将卸球套4的下端口封闭，单向阀处于关闭状态。水泥车启动后，具有一定压力的洗井液从上接头1沿卸球套4的中心孔向下流动，克服单向阀弹簧7的张力，推动锥帽5及阀芯6向下移动，打开单向阀通道，在锥帽5的分流作用下，洗井液先流向筒体内壁，洗井液携带的少量砂粒沉降在筒体2与沉砂芯管9之间的环形空间中，清洁的洗井液通过阀芯6外周的过流槽6a进入单向阀体8内腔，沿沉砂芯管9及下接头3的中心孔进入螺杆钻具，螺杆钻具驱动修铣磨鞋旋转，进行磨铣钻灰作业。

加接油管时，水泥车停止，则锥帽5将卸球套4的下端口重新封闭，阻止上方的沉砂进入螺杆钻具中。

作业结束后，关闭水泥车，单向阀关闭，管柱内存有洗井液，如果起管柱则洗井液会带出地面，污染井场；此时向管柱内投入钢球10，并且启动水泥车打压，钢球10穿过卸球套4的中心孔，下压锥帽5，并且滚落在锥帽5与上接头1的下端面之间，打开单向阀的通道，起管柱时，洗井液流入套管中，保持井口干净、环保。

卸球套4的上端设有大直径的卸球套上凸台4a，卸球套上凸台4a的顶部对称设有向下延伸的拆卸孔4c，卸球套4的下端两侧对称设有向外凸出的卸球套凸榫4b；上接头1的内腔上部为上接头内螺纹段1a，上接头内螺纹段1a的下方设有缩径的上接头第一光孔段1b，上接头第一光孔段1b的下方设有缩径的上接头第二光孔段1c，上接头第二光孔段1c的内壁对称设有一对贯通的上接头长槽1d，上接头第二光孔段1c的内壁还对称设有另一对上接头短槽1e，上接头短槽1e为从上接头底部向上延伸的沉槽，上接头长槽1d及上接头短槽1e呈十字形分布且槽宽相等；卸球套上凸台4a位于上接头第一光孔段1b的内腔，卸球套凸榫4b对应嵌于上接头短槽1e中。

卸球套4的外周套装有卸球套弹簧4d，卸球套弹簧4d的上端抵靠在卸球套上凸台4a的下方，卸球套弹簧4d的下端抵靠在上接头第一光孔段1b的底部内台阶上。

卸球套上凸台4a可在上接头第二光孔段1c中浮动，卸球套4下端的卸球套凸榫4b对应嵌入上接头底部的上接头短槽1e中，使卸球套4不能转动，卸球套弹簧4d的张力将卸球套4向上托起，使卸球套凸榫4b不会脱离上接头短槽1e。

作业结束投球后，钢球10卡在锥帽5与上接头1的下端面之间，使单向阀保持在开启状态，失去作用；向卸球套上凸台4a的拆卸孔4c中插入拨杆，同时下压卸球套上凸台4a，使卸球套凸榫4b向下脱离上接头短槽1e，然后通过拨杆将卸球套4转动90°，使卸球套凸榫4b对准上接头长槽1d，松开下压的压力，卸球套弹簧4d将卸球套上凸台4a向上顶起，卸球套凸榫4b沿上接头长槽1d向上滑出，拆掉卸球套4后，将钢球10取出，然后套入卸球套弹簧4d，使卸球套凸榫4b对准上接头长槽1d压下，卸球套凸榫4b超出上接头1的底部时，转动90°，使卸球套凸榫4b重新嵌入上接头短槽1e中，即完成卸球套4的安装，如此防堵工具可以多次重复使用。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (5)

1.一种螺杆钻具防堵工具，包括筒体，所述筒体的上端旋接有上接头，所述筒体的下端旋接有下接头，其特征在于：所述上接头的内腔下部设有卸球套，所述卸球套的下端伸出上接头的下端口；所述筒体的内腔设有与之共轴线的沉砂芯管，所述沉砂芯管的下端旋接在所述下接头的内螺孔中，所述沉砂芯管的上端旋接有圆筒状的单向阀体，所述单向阀体的内腔上部插接有阀芯，所述阀芯的下部设有放大的阀芯锥台，所述阀芯的上部呈圆柱状且从所述单向阀体的上端缩径孔中向上伸出，且所述阀芯的外周对称设有多道沿轴向延伸的过流槽，所述阀芯的上端旋接有顶部呈伞状的锥帽，所述锥帽抵靠在所述卸球套的下端口处；所述单向阀体的内腔设有单向阀弹簧，所述单向阀弹簧的下端支撑在所述沉砂芯管的上端口，所述单向阀弹簧的上端抵靠在所述阀芯锥台的底部。

2.根据权利要求1所述的螺杆钻具防堵工具，其特征在于：所述单向阀体的上端缩径孔下方设有与阀芯锥台相适配的内锥面。

3.根据权利要求1所述的螺杆钻具防堵工具，其特征在于：所述阀芯锥台的底部设有锥台外台阶，所述单向阀弹簧的上端套装在所述锥台外台阶上。

4.根据权利要求1所述的螺杆钻具防堵工具，其特征在于：所述卸球套的上端设有大直径的卸球套上凸台，所述卸球套上凸台的顶部对称设有向下延伸的拆卸孔，所述卸球套的下端两侧对称设有向外凸出的卸球套凸榫；所述上接头的内腔上部为上接头内螺纹段，所述上接头内螺纹段的下方设有缩径的上接头第一光孔段，所述上接头第一光孔段的下方设有缩径的上接头第二光孔段，所述上接头第二光孔段的内壁对称设有一对贯通的上接头长槽，所述上接头第二光孔段的内壁还对称设有另一对上接头短槽，所述上接头短槽为从上接头底部向上延伸的沉槽，所述上接头长槽及上接头短槽呈十字形分布且槽宽相等；所述卸球套上凸台位于所述上接头第一光孔段的内腔，所述卸球套凸榫对应嵌于所述上接头短槽中；所述卸球套的外周套装有卸球套弹簧，所述卸球套弹簧的上端抵靠在所述卸球套上凸台的下方，所述卸球套弹簧的下端抵靠在所述上接头第一光孔段的底部内台阶上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的螺杆钻具防堵工具，其特征在于：所述过流槽在所述阀芯的外周对称设有四道。

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