CN219412521U - 一种组合式钻具止回阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合式钻具止回阀，涉及钻具阀门技术领域，解决了采用现有的箭式止回阀存在的可靠性和安全性不足的问题，本实用新型包括接头、翻板式浮阀和箭式浮阀；所述接头的内部具有沿轴向依序排布的第一阀腔和第二阀腔；所述翻板式浮阀与所述接头同轴设置并安装于所述第一阀腔中；所述箭式浮阀与所述接头同轴设置并安装于所述第二阀腔中，其中，所述箭式浮阀与所述翻板式浮阀的开启方向一致。本实用新型与现有技术相比，采用翻板浮阀和箭式止回阀的组合结构，具有双保险的作用。

Description

一种组合式钻具止回阀

技术领域

本实用新型涉及钻具阀门技术领域，具体的说，是一种组合式钻具止回阀。

背景技术

在钻井过程中会使用箭式止回阀来防喷。箭式止回阀在钻井液正常循环时，箭式浮阀阀芯受到从上往下的泥浆的作用完全打开，循环一旦停止，箭式浮阀阀芯在其弹簧的作用下关闭，防止从钻头孔来的回流泥浆。

现有的箭式止回阀如授权公告号为CN213627494U的实用新型专利公开的一种强制式箭形止回阀，此种止回阀的阀芯通过扶正座导向定位，弹簧安装在阀芯的保护套内避免弹簧直接受到泥浆的冲蚀，以延长弹簧的使用寿命。但在使用过程中，阀芯直接受到泥浆的冲击，也易冲蚀失效，使得其使用时间短(一般100多小时)，如果在井下被冲蚀则会存在使用过程中失效的风险，具有可靠性和安全性不足的问题。为了保证止回阀的有效性，止回阀的通径一般较小，使得泥浆在止回阀处的流通量小，会造成较大的泵压损失。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于设计出一种组合式钻具止回阀，用以解决采用现有的箭式止回阀存在的可靠性和安全性不足的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种组合式钻具止回阀，包括接头、翻板式浮阀和箭式浮阀；所述接头的内部具有沿轴向依序排布的第一阀腔和第二阀腔；所述翻板式浮阀与所述接头同轴设置并安装于所述第一阀腔中；所述箭式浮阀与所述接头同轴设置并安装于所述第二阀腔中，其中，所述箭式浮阀与所述翻板式浮阀的开启方向一致。

采用上述设置结构时，接头内同时设置有沿轴向依序设置的箭式浮阀和翻板式浮阀，箭式浮阀与翻板式浮阀的开启方向一致，使得该种组合式钻具止回阀具有双保险作用，可提高止回阀的可靠性和安全性。由于此种组合式钻具止回阀的双保险作用，保证足够的可靠性和安全性，可以让接头的通径被设计得更大，以降低泵压损失。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述翻板式浮阀包括翻板式浮阀阀体、翻板和扭簧；所述翻板式浮阀阀体固定安装于所述第一阀腔中，所述翻板设置于所述翻板式浮阀阀体内并通过翻板销铰接于所述翻板式浮阀阀体，所述扭簧的两端分别连接所述翻板与所述翻板式浮阀阀体用于让所述翻板保持常开状态，所述翻板能向上翻转关闭所述翻板式浮阀阀体。所述箭式浮阀包括箭式浮阀阀座、密封箭、分流器和压簧；所述箭式浮阀阀座和所述分流器沿所述接头的轴向依序设置并固定安装于所述第二阀腔内；所述密封箭的尾部的阀杆与所述分流器导向连接，所述密封箭的头部与所述箭式浮阀阀座密封接触；所述压簧套设于所述阀杆上，所述压簧的两端分别连接所述分流器和所述密封箭。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述密封箭的头部设置为圆头或者锥形头。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述密封箭的尾部连接有与之同轴设置的扶正套，所述压簧位于所述扶正套内。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述分流器设置有朝所述箭式浮阀阀座延伸的周壁闭合的弹簧座，所述弹簧座插入所述扶正套内与之滑动配合，所述压簧设置于所述弹簧座内。

采用上述设置结构时，分流器上连接的弹簧座伸入到箭式浮阀阀座上连接的扶正套内滑动配合，形成了一个密闭的空间，压簧设置在该密闭的空间中能够更好地避免泥浆的冲蚀，可以延长弹簧的使用寿命。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述接头为一体结构或者由两个短节连接而成的组装结构；当接头为一体结构时，所述翻板式浮阀与所述箭式浮阀之间设置有安装于所述接头的挡圈组件，挡圈组件将翻板式浮阀和所述箭式浮阀隔开。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第一阀腔位于所述第二阀腔的上游位置。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述翻板式浮阀和所述箭式浮阀的表面设置有硬质合金层。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

本实用新型中，接头内同时设置有沿轴向依序设置的箭式浮阀和翻板式浮阀，箭式浮阀与翻板式浮阀的开启方向一致，使得该种组合式钻具止回阀具有双保险作用，可提高止回阀的可靠性和安全性。由于此种组合式钻具止回阀的双保险作用，保证足够的可靠性和安全性，可以让接头的通径被设计得更大，以降低泵压损失。

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，下面将对实施例或现有技术描述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是组合式钻具止回阀的结构示意图(翻板打开)；

图2示出了止回阀本体的结构；

图3示出了翻板浮阀阀芯的结构(翻板闭合)；

图4示出了翻板的背面结构。

图中标记为：

1、接头；11、第一阀腔；12、第二阀腔；

2、翻板式浮阀；21、翻板式浮阀阀体；22、翻板；23、扭簧；24、翻板密封垫；25、翻板销；26、减震垫圈；

3、箭式浮阀；31、箭式浮阀阀座；32、密封箭；33、分流器；34、压簧；35、扶正套；36、弹簧座；

4、挡圈组件。

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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

一种组合式钻具止回阀，采用上部翻板浮阀、下部箭式止回阀的组合结构，具有双保险的作用，如图1、图2、图3、图4所示，特别设置成下述结构：

本实施例中，该种组合式钻具止回阀包括接头1、翻板式浮阀2和箭式浮阀3，使得接头1内同时具有箭式浮阀3和翻板式浮阀2，将两种止回阀组合在一起，让两种止回阀在完成各自的功能的基础上能够相互配合，提高止回阀的可靠性和安全性。

如图2所示，接头1为一体结构的短节，其内部具有一沿轴向延伸的泥浆通道，在泥浆通道内自上而下依序排布有第一阀腔11和第二阀腔12，第一阀腔11相对于第二阀腔12位于接头1的上游位置，即更靠近母扣处，使得在正常循环时，泥浆先经过第一阀腔11后再向下经过第二阀腔12。

接头1除了为一体结构的短节外，还可以为由两个更短的短节连接而成的组装结构，此时，第一阀腔11和第二阀腔12分别位于一个短节中。本实施例中以接头1为一体结构的短节为例继续以下说明。

阀腔主要是用于安装翻板式浮阀2和箭式浮阀3的。

如图1所示，翻板式浮阀2和箭式浮阀3均设置于接头1的泥浆通道内。翻板式浮阀2与接头1同轴设置并安装于第一阀腔11中，箭式浮阀3与接头1同轴设置并安装于第二阀腔12中。翻板式浮阀2的翻板22为常开式，箭式浮阀3与翻板式浮阀2的开启方向一致。

如图1、图3和图4所示，翻板式浮阀2包括翻板式浮阀阀体21、翻板22和扭簧23。

翻板式浮阀阀体21为筒状结构，与接头1同轴设置，翻板式浮阀阀体21固定安装于第一阀腔11中，翻板式浮阀阀体21的外周壁设置有多道密封圈与第一阀腔11的腔壁密封连接，翻板式浮阀阀体21的周壁上设置有一用于避让开启时的翻板22的通孔。

翻板22为正面为平面、背面为圆弧面的结构，其背面连接有两个对称设置的耳座。翻板22整体设置于翻板式浮阀阀体21内，翻板22的两个耳座中同时穿入一根翻板销25，翻板销25的两端插入到翻板式浮阀阀体21上设置通孔一侧的周壁上预设的销孔中，使得翻板22通过翻板销与翻板式浮阀阀体21相铰接，翻板22能够向上翻转与翻板式浮阀阀体21设置的翻板密封垫24接触以关闭翻板式浮阀阀体21。扭簧23套设在翻板销25上，扭簧23的两端分别连接翻板22与翻板式浮阀阀体21用于让翻板22保持常开状态。

如图1所示，箭式浮阀3包括箭式浮阀阀座31、密封箭32、分流器33和压簧34。

箭式浮阀阀座31和分流器33沿接头1的轴向自上而下依序设置，箭式浮阀阀座31和分流器33固定安装于第二阀腔12内。密封箭32的尾部的阀杆伸入到分流器33中心位置的轴孔中与分流器33导向连接，压簧34套设于阀杆上，压簧34的上下两端分别连接密封箭32的尾部和分流器33的顶部，密封箭32能在压簧34的作用下使其头部与箭式浮阀阀座31密封接触。

密封箭32的头部可以设置为如图1所示的圆头，也可以设置为锥形头。

接头1在翻板式浮阀2与箭式浮阀3之间的位置安装有一挡圈组件4，挡圈组件4包括安装在接头1内的分瓣挡圈和分瓣挡圈内的挡圈组成。挡圈组件4用于将翻板式浮阀2和箭式浮阀3隔开，箭式浮阀3的箭式浮阀阀座31的顶部与挡圈组件4底部抵接，翻板式浮阀2的翻板式浮阀阀体21的底部安装有减震垫圈26，减震垫圈26的底部与挡圈组件4的顶部抵接。

为了提高止回阀的抗冲蚀能力，在翻板式浮阀2和箭式浮阀3的表面涂覆有硬质合金层，涂覆位置具体可包括翻板22、密封箭32等。

本实施例中，接头1内同时设置有沿轴向依序设置的箭式浮阀3和翻板式浮阀2，箭式浮阀3与翻板式浮阀2的开启方向一致，使得该种组合式钻具止回阀具有双保险作用，可提高止回阀的可靠性和安全性。由于此种组合式钻具止回阀的双保险作用，保证足够的可靠性和安全性，可以让接头1的通径被设计得更大，以降低泵压损失。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：

本实施例中，该种组合式钻具止回阀的箭式浮阀3对压簧34提供了足够的保护，使压簧34抗泥浆的冲蚀能力得到了较大的提升。

如图1所示，密封箭32的尾部连接有与之同轴设置的扶正套35，在分流器33的顶部设置有一向上朝箭式浮阀阀座31延伸的周壁闭合的弹簧座36，弹簧座36插入扶正套35内与之滑动配合，压簧34设置于弹簧座36内。

本实施例中，分流器33上连接的弹簧座36伸入到箭式浮阀阀座31上连接的扶正套35内滑动配合，形成了一个密闭的空间，压簧34设置在该密闭的空间中能够更好地避免泥浆的冲蚀，可以延长弹簧的使用寿命。

本实用新型的组合式钻具止回阀是一种下部装有箭式浮阀、上部安装翻板式浮阀的组合式止回阀。当开泵使钻井液正常循环时，泥浆直接通过翻板式浮阀2后达到箭式浮阀3处作用在密封箭32上，可以快速打开组合式钻具止回阀，当循环停止时，箭式浮阀3在其压簧34的作用下能够紧急关闭，防止从钻头孔来的回流，在停泵换钻杆时，组合式钻具止回阀还能防止切屑从钻头喷嘴中返回。箭式浮阀3在打开时运行，钻头下降时其作用像一个柱塞一样，能降低由于压力波动引起损伤的可能。

这种下部装有箭式浮阀、上部安装翻板式浮阀的组合式止回阀比普通的钻具止回阀具有更高的可靠性和安全性，可以在保证有效性的同时使通径被设计得更大，可以具备大通道、的优点，大大地降低泵压损失。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式钻具止回阀，其特征在于：包括：

接头(1)，其内部具有沿轴向依序排布的第一阀腔(11)和第二阀腔(12)；

翻板式浮阀(2)，其与所述接头(1)同轴设置并安装于所述第一阀腔(11)中；

箭式浮阀(3)，其与所述接头(1)同轴设置并安装于所述第二阀腔(12)中，其中，所述箭式浮阀(3)与所述翻板式浮阀(2)的开启方向一致。

2.根据权利要求1所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述翻板式浮阀(2)包括翻板式浮阀阀体(21)、翻板(22)和扭簧(23)；所述翻板式浮阀阀体(21)固定安装于所述第一阀腔(11)中，所述翻板(22)设置于所述翻板式浮阀阀体(21)内并通过翻板销铰接于所述翻板式浮阀阀体(21)，所述扭簧(23)的两端分别连接所述翻板(22)与所述翻板式浮阀阀体(21)用于让所述翻板(22)保持常开状态，所述翻板(22)能向上翻转关闭所述翻板式浮阀阀体(21)。

3.根据权利要求1所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述箭式浮阀(3)包括箭式浮阀阀座(31)、密封箭(32)、分流器(33)和压簧(34)；所述箭式浮阀阀座(31)和所述分流器(33)沿所述接头(1)的轴向依序设置并固定安装于所述第二阀腔(12)内；所述密封箭(32)的尾部的阀杆与所述分流器(33)导向连接，所述密封箭(32)的头部与所述箭式浮阀阀座(31)密封接触；所述压簧(34)套设于所述阀杆上，所述压簧(34)的两端分别连接所述分流器(33)和所述密封箭(32)。

4.根据权利要求3所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述密封箭(32)的头部设置为圆头。

5.根据权利要求3所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述密封箭(32)的尾部连接有与之同轴设置的扶正套(35)，所述压簧(34)位于所述扶正套(35)内。

6.根据权利要求5所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述分流器(33)设置有朝所述箭式浮阀阀座(31)延伸的周壁闭合的弹簧座(36)，所述弹簧座(36)插入所述扶正套(35)内与之滑动配合，所述压簧(34)设置于所述弹簧座(36)内。

7.根据权利要求1所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述接头(1)为一体结构。

8.根据权利要求7所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述翻板式浮阀(2)与所述箭式浮阀(3)之间设置有安装于所述接头(1)的挡圈组件(4)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述第一阀腔(11)位于所述第二阀腔(12)的上游位置。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种组合式钻具止回阀，其特征在于：所述翻板式浮阀(2)和所述箭式浮阀(3)的表面设置有硬质合金层。