專利名稱：一種井下鉆柱近鉆頭用止回閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油氣田鉆井過程中發(fā)生井涌、井噴時的防噴技術(shù)。
背景技術(shù)：
在石油勘探和油田開發(fā)的各項任務(wù)中，鉆井起著十分重要的作用，諸如尋找和證實含油氣構(gòu)造，獲得工業(yè)油流，探明已證實的含油氣構(gòu)造的含油氣面積和儲量，取得有關(guān)油田的地質(zhì)資料和開發(fā)數(shù)據(jù)，最后將原油從地下取到地面上來等等無一不是通過鉆井來完成的，鉆井是勘探與開采石油及天然氣資源的一個重要環(huán)節(jié)，是勘探和開發(fā)石油的重要手段。在鉆井過程中，當(dāng)鉆遇油氣層時，如果井底壓力低于地層壓力，地層流體就會進入井眼，大量地層流體進入井眼后，就有可能產(chǎn)生井涌，井噴，甚至著火等，釀成重大事故。因此，在鉆井過程中，采取有效措施進行油氣井壓力控制是鉆井安全的一個極其重要的環(huán)節(jié)。 但是，由于高壓油氣層的壓力很難準確預(yù)測，尤其是在新的區(qū)塊打探井時更是如此，因此鉆井過程中地層高壓油氣進入井眼的事情時有發(fā)生。以下三種情況下皆有可能發(fā)生井涌井噴事故鉆進過程中、起下鉆桿過程、空井狀態(tài)。空井狀態(tài)發(fā)生井噴幾率很低，起下鉆過程若能控制好起下鉆速度，防止過大的抽吸力，是可以有效減少井涌井噴事故發(fā)生幾率的，而鉆進過程中因無法準確預(yù)測高壓油氣層壓力，發(fā)生井涌井噴的概率最大。當(dāng)發(fā)現(xiàn)井涌、井噴征兆時，快速高效的進行關(guān)井和壓井作業(yè)是有效減少井噴事故的重要保證。而安裝在鉆柱上的止回閥是鉆桿內(nèi)防噴的有效工具。石油行業(yè)常用的止回閥有如下幾種1、箭形止回閥(鉆具止回閥)是一種重要的鉆具內(nèi)防噴工具。用以安裝在鉆桿和鉆頭之間防止鉆井液從井底流回。其本體是一個轉(zhuǎn)換接頭，其他零件安裝在接頭內(nèi)孔中，當(dāng)發(fā)生回流時，箭形閥心緊壓閥座，液體不能通過止回閥向上流。鉆井液正常循環(huán)時，箭形閥心落到下支座，鉆井液無壓降地通過止回閥。但是箭型止回閥流道比較彎曲，且沒有彈簧幫助回壓，那么一旦有地層流體侵入，而地層侵入流體壓力又不是很高，箭型止回閥有可能因為回壓不夠而無法快速關(guān)閉，從而導(dǎo)致鉆柱內(nèi)侵入更多的地層流體。2、球型止回閥的特點結(jié)構(gòu)長度短，其結(jié)構(gòu)長度只有傳統(tǒng)法蘭止回閥的1/4-1/8 ； 體積小、重量輕、其重量只有傳統(tǒng)微阻緩閉止回閥的1/4-1/20 ；閥瓣關(guān)閉快速，水錘壓力??；水平或垂直管道均可使用，安裝方便；流道通暢、流體阻力??；動作靈敏、密封性能好； 閥瓣行程短、關(guān)閥沖擊力??；整體結(jié)構(gòu)、簡單緊湊、造型美觀；使用壽命長、可靠性高。但是因為其整個球面都需要精磨處理，成本較高，而且閥座也要加工成部分球面，且閥座球面是直接位于上接頭上，一旦上接頭螺紋磨損，或者是閥座球面壞掉就需要更換整個上接頭，導(dǎo)致成本較高。3、蝶形止回閥因其封隔壓力低，且需要外力進行關(guān)閉，因此不適合安裝在鉆柱上進行鉆柱內(nèi)防噴。4、投入式止回閥是一種鉆柱內(nèi)防噴器，當(dāng)有井噴預(yù)兆，立刻卸開方鉆桿將回壓閥總成投入鉆桿水眼內(nèi)，開泵送下就位，就能達到防噴的目的。該工具帶有一個就位接頭。連接在鉆柱需要的部位下入井內(nèi)，以便止回閥就位。投入式止回閥是一種重型單流閥，具有一定重量，只要投入就能自動地在就位接頭處就位。但是在發(fā)現(xiàn)井噴征兆時候需要緊急投入，而從投入到就位起封隔作用還需要一段時間，假使這段時間內(nèi)已經(jīng)由大量地層流體侵入，會使起下降速度變的更慢，使井控變的更困難，如果已經(jīng)劇烈井噴了，很可能不能下放到位，而被返回到井口。綜上所述，現(xiàn)有的止回閥已經(jīng)不能適應(yīng)鉆井安全的要求，需要設(shè)計一款新的止回閥，能夠盡量降低經(jīng)過止回閥的流阻，可以在地層流體侵入鉆桿內(nèi)時候以最短時間封隔鉆桿內(nèi)部。

實用新型內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的在于針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，流道更順暢，流道阻力小，封隔鉆桿內(nèi)部時間短，使用壽命長，維修成本低廉的井下鉆柱近鉆頭用止回閥。本實用新型采用的技術(shù)方案如下本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，包括上接頭、殼體和下接頭，所述殼體的兩端分別與上接頭、下接頭固定連接，所述殼體的內(nèi)壁固定連接有閥座，所述殼體內(nèi)設(shè)置有閥芯，所述閥芯位于閥座的下方，且閥芯的前端與閥座配合。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，在殼體內(nèi)固定連有閥座，而閥座為單獨的一個零件，當(dāng)閥座壞掉后可直接更換閥座，無需更換掉上接頭、下接頭或者殼體等部件，從而大大地降低了維修保養(yǎng)成本，且閥芯與閥座配合，形成單向閥結(jié)構(gòu)的止回閥，且用于鉆柱內(nèi)的防噴，可以在地層流體侵入鉆桿內(nèi)時候以最短時間封隔鉆桿內(nèi)，封隔住了地層流體在鉆桿內(nèi)的通道，保證后續(xù)的防噴操作的有序進行。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，所述閥座與殼體之間螺紋連接，且閥座上方的殼體內(nèi)壁卡接有彈性擋圈，所述閥座被彈性擋圈限制在其下方。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，通過彈性擋圈將閥座限制在彈性擋圈的下方，避免閥座松動，使得閥門與殼體之間的連接穩(wěn)定，保證了使用安全，且壽命長久。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，所述閥芯的后端上套裝有彈簧，所述殼體內(nèi)設(shè)置有支撐臺，所述彈簧支撐于該支撐臺上。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，在閥芯的尾端通過低剛度彈簧幫助回壓閥芯，當(dāng)?shù)貙恿黧w侵入時候能夠快速的封隔，最大可能的減少地層流體侵入的機會，封隔住了地層流體在鉆桿內(nèi)的通道，保證后續(xù)的防噴操作的有序進行。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，所述支撐臺的中間設(shè)置有支撐臺中心孔，所述閥芯的后端可穿過支撐臺中心孔，在支撐臺中心孔的周圍均布有多個支撐臺周邊孔。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，在支撐臺上設(shè)置有多個通孔，從而保證流道更順暢，產(chǎn)生的流道阻力更小，所述閥芯的后端可穿過支撐臺中心孔，保證閥芯的移動空間，從而保證閥門的開度，保證流道的暢通。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，所述閥芯的前端與閥座之間為錐面配合，且該配合面上設(shè)置有陶瓷鍍膜層。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，可以對其與鉆井液直接沖刷的表面進行表面陶瓷鍍膜技術(shù)，保證其能夠承受鉆井液的沖刷，且使用壽命長，當(dāng)閥座壞掉后直接更換閥座即可，降低了維修保養(yǎng)成本。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，所述閥芯的前端呈桃型結(jié)構(gòu)，所述閥座內(nèi)為與閥芯相配合的桃型結(jié)構(gòu)。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，閥芯的頭部采用的是桃型結(jié)構(gòu)，閥芯尾桿居于軸線中間且很細，這樣讓經(jīng)過整個閥體的流道更順暢，減小流阻，且閥座內(nèi)為與閥芯相配合的桃型結(jié)構(gòu)，使得閥芯與閥座之間的密封性能良好，保證閉合后不會泄漏。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是1.本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用壽命長，維修成本低廉，可靠性高；2.本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，流道更順暢，流道阻力小，進行鉆桿內(nèi)封隔所需時間更短；3.本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，結(jié)構(gòu)穩(wěn)靠，使用安全，利于推廣。
圖1是本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的A-A剖視圖；圖3是本實用新型中閥座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的俯視圖。圖中標記1-上接頭、2-殼體、2-a-閥芯周邊孔、2_b_閥芯中心孔、3_下接頭、 4-閥座、5-閥芯、6-彈簧、7-密封圈、8-彈性擋圈。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1至圖4所示，本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，包括上接頭1、殼體2 和下接頭3，所述殼體2的兩端分別與上接頭1、下接頭3固定連接，可以通過鉆桿螺紋固定連接，也可以采用螺紋與銷釘?shù)姆绞焦潭ㄟB接，所述殼體2的內(nèi)壁通過螺紋固定連接有閥座4，且閥座4上方的殼體2內(nèi)壁卡接有彈性擋圈8，所述閥座4被彈性擋圈8限制在其下方，避免閥座4的松動，且當(dāng)更換時，利于拆卸。所述殼體2內(nèi)設(shè)置有閥芯5，所述閥芯5位于閥座4的下方，且閥芯5的頭部與閥座4之間錐面配合，所述閥芯5的前端呈桃型結(jié)構(gòu)， 所述閥座4內(nèi)為與閥芯5相配合的桃型結(jié)構(gòu)，閥芯5的頭部采用的是桃型結(jié)構(gòu)，閥芯尾桿居于軸線中間且很細，這樣讓經(jīng)過整個閥體的流道更順暢，減小流阻，當(dāng)然也可以為其它結(jié)構(gòu)形狀，只需要保證配合面的密封性能良好，并且在該配合面上設(shè)置有陶瓷鍍膜層，由于該配合面上經(jīng)常受到鉆井液的沖刷，因此增加陶瓷鍍膜層可以有效地保證其壽命，從而降低成本，且當(dāng)閥座4壞掉后直接更換閥座4即可，降低了維修保養(yǎng)成本。所述閥芯5的尾端上套裝有彈簧6，所述殼體2內(nèi)設(shè)置有支撐臺，所述彈簧6支撐于支撐臺上，設(shè)置有低剛度彈簧 6幫助回壓，那么在地層流體侵入時候能夠快速的封隔，最大可能的減少地層流體侵入的機會，所述支撐臺的中間設(shè)置有支撐臺中心孔2-b，在支撐臺中心孔2-b的周圍均布有多個支撐臺周邊孔2-a，保證了流道更順暢，且流道阻力小，所述彈簧6支撐于該支撐臺上，且所述閥芯5的后端可穿過支撐臺中心孔2-b，保證了閥芯5有足夠的空間行程，從而保證閥芯5 與閥座4之間的開度，從而保證流道更順暢，且流道阻力小。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，可以采用從井口往鉆柱內(nèi)投入一個重型頂棒，將止回閥頂開，從而打通反循環(huán)通道，從而保證了該止回閥的開閉均便于操作。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用壽命長，維修成本低廉，可靠性高；流道更順暢，流道阻力小，封隔鉆桿內(nèi)部時間短；結(jié)構(gòu)穩(wěn)靠，使用安全，利于推廣。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種井下鉆柱近鉆頭用止回閥，其特征在于它包括上接頭(1)、殼體(2)和下接頭 (3)，所述殼體(2)的兩端分別與上接頭(1)、下接頭(3)固定連接，所述殼體(2)的內(nèi)壁固定連接有閥座(4)，所述殼體(2 )內(nèi)設(shè)置有閥芯(5 )，所述閥芯(5 )位于閥座(4)的下方，且閥芯(5)的前端與閥座(4)配合。
2.如權(quán)利要求1所述的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，其特征在于所述閥座(4)與殼體 (2)之間螺紋連接，且閥座(4)上方的殼體(2)內(nèi)壁卡接有彈性擋圈(8)，所述閥座(4)被彈性擋圈(8)限制在其下方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，其特征在于所述閥芯(5)的后端上套裝有彈簧(6 )，所述殼體(2 )內(nèi)設(shè)置有支撐臺，所述彈簧(6 )支撐于該支撐臺上。
4.如權(quán)利要求3所述的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，其特征在于所述支撐臺的中間設(shè)置有支撐臺中心孔(2-b)，所述閥芯(5)的后端可穿過支撐臺中心孔(2-b)，在支撐臺中心孔(2-b)的周圍均布有多個支撐臺周邊孔(2-a)。
5.如權(quán)利要求1或2或4所述的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，其特征在于所述閥芯(5) 的前端與閥座(4)之間為錐面配合，且該配合面上設(shè)置有陶瓷鍍膜層。
6.如權(quán)利要求5所述的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，其特征在于所述閥芯(5)的前端呈桃型結(jié)構(gòu)，所述閥座(4)內(nèi)為與閥芯(5)相配合的桃型結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種井下鉆柱近鉆頭用止回閥，屬于油氣田鉆井過程中發(fā)生井涌、井噴時的防噴技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，包括上接頭(1)、殼體(2)和下接頭(3)，所述殼體(2)的兩端分別與上接頭(1)、下接頭(3)固定連接，所述殼體(2)的內(nèi)壁固定連接有閥座(4)，所述殼體(2)內(nèi)設(shè)置有閥芯(5)，所述閥芯(5)位于閥座(4)的下方，且閥芯(5)的前端與閥座(4)配合。本實用新型的井下鉆柱近鉆頭用止回閥，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用壽命長，維修成本低廉，可靠性高；流道更順暢，流道阻力小，進行鉆桿內(nèi)封隔所需時間更短；結(jié)構(gòu)穩(wěn)靠，使用安全，利于推廣。
文檔編號E21B33/06GK202090890SQ20112017214
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者劉清友, 李登偉, 袁山, 黃本生, 黎偉 申請人:西南石油大學(xué)