一種基于旋塞閥的連續(xù)循環(huán)短節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種基于旋塞閥的連續(xù)循環(huán)短節(jié)，用于石油天然氣的鉆井施工，涉及石油鉆井裝置技術(shù)，特別適用于油氣鉆井過程中起下鉆、接單根時連續(xù)循環(huán)鉆井技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代石油天然氣鉆井技術(shù)中，為了安全、高效、優(yōu)質(zhì)地完成鉆井施工，提高油氣的采收率，大量采用了快速鉆井技術(shù)，特別是氣體鉆井技術(shù)和欠平衡鉆井技術(shù)，這些技術(shù)比常規(guī)的鉆井技術(shù)在鉆井速度方面有很大的提高，特別是對油氣層的污染大幅度降低，加快了油氣田的建設(shè)速度，提高了油氣的采收率。但是不論是氣體鉆井技術(shù)，還是欠平衡鉆井技術(shù)，或是常規(guī)的其他鉆井技術(shù)，在實施鉆井作業(yè)的過程中，每根鉆桿立柱鉆完后都需要接入新的單根鉆桿立柱，然后才能恢復(fù)繼續(xù)鉆進(jìn)，而在接鉆桿立柱的時候，是需要停止鉆井栗的工作，停止鉆井液或者用于鉆井的氣體的循環(huán)，當(dāng)鉆井介質(zhì)停止循環(huán)后，井底壓力就會降低，這種壓力的降低可能導(dǎo)致井壁的垮塌，垮塌的巖石就會將鉆具埋在井下，導(dǎo)致井下復(fù)雜情況甚至卡鉆事故，造成嚴(yán)重的損失，而且井壁的垮塌還會對后期完井過程中的下套管作業(yè)造成不利的因數(shù)，同時對于在油氣層中采用近平衡鉆進(jìn)時停止循環(huán)容易導(dǎo)致地層流體進(jìn)入井筒，可能導(dǎo)致井控安全隱患；當(dāng)完成加鉆桿立柱恢復(fù)鉆進(jìn)時，由于重新開啟鉆井栗又會引起井底壓力的激動，使井底壓力升高，對于油氣層中壓力安全窗口很窄的井容易導(dǎo)致漏失，易出現(xiàn)噴漏同存，最鉆井施工及井控安全極為不利；在實施氣體鉆井時，高壓的氣體每次重新啟動注入地下同樣會對井壁造成沖擊，易導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定。不論是氣體鉆井，還是液體鉆井，加完鉆桿立柱后開始重新向井下注入循環(huán)介質(zhì)時，開始時會高于正常循環(huán)的壓力，這種瞬間較高的壓力可能會造成鉆井液或者氣體的漏失，并帶來壓差卡鉆等事故。目前解決這些問題的辦法，是在鉆井氣體停止循環(huán)時，通過壓力補(bǔ)償方式，保持井底壓力穩(wěn)定。特別是在使用氣體鉆井時，當(dāng)氣體循環(huán)停止時，由于沒有攜帶動力，巖削就會沉降，因此，再次開始?xì)怏w循環(huán)時就要時間去清理沉降的巖肩。
[0003]—件中國專利2011101301394公開了一種不間斷循環(huán)短節(jié)和連續(xù)循環(huán)泥漿的方法，包括短節(jié)本體、中心閘閥和側(cè)面的單流閥，該專利技術(shù)通過倒換注入泥漿的走向達(dá)到在接鉆桿立柱的過程中實現(xiàn)泥漿的連續(xù)循環(huán)，可以有效的解決在接鉆桿立柱時由于停栗造成的井壁垮塌的問題；
另一件中國專利，公開號為CN103032040A的發(fā)明專利申請公開了一種適用于空氣鉆井的連續(xù)循環(huán)短節(jié)，該短節(jié)也有一個短節(jié)本體，在短節(jié)本體內(nèi)設(shè)置有一個中心單向閥和一個側(cè)壁上的側(cè)向立式單向閥。從說明書上看，這件專利是技術(shù)適合于氣體鉆井的連續(xù)循環(huán)。
[0004]通過現(xiàn)場的實踐，上述兩件專利或者專利申請?zhí)岢龅募夹g(shù)方案，都能夠?qū)崿F(xiàn)接單根時的連續(xù)循環(huán)，具有一定的技術(shù)效果。但是這些技術(shù)的缺點是:使用的中心通道閥，都是閘板式的單向閥，中心閥板都需要在彈簧的作用下移動關(guān)閉，因此:
1.在鉆進(jìn)過程中如果需要投入電子單多點測斜儀器進(jìn)行井眼軌跡測量時，儀器前端的引導(dǎo)錐向下落過程的沖擊作用可能對閥板的密封面造成損傷，導(dǎo)致密封失效； 2.現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)閥都是整體由絲扣固定連接在本體的側(cè)向閥孔中的，由于絲扣加工誤差的個體差異或者精度問題，可能導(dǎo)致安裝時由于絲扣旋入時產(chǎn)生的細(xì)微傾斜度，導(dǎo)致在閥孔中的閥蓋與水眼垂直方向的細(xì)小不一致，這種細(xì)小的不一致就有可能在鉆井循環(huán)介質(zhì)流動時的沖擊作用下對閥板的扭力彈簧造成損傷，最終導(dǎo)致扭力彈簧失效，可能使閥蓋與閥座密封端面的不能在扭力彈簧作用下復(fù)位，最終導(dǎo)致密封失效。
[0005]3.現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)面閥座是一體化設(shè)計，側(cè)面閥座與短節(jié)本體需要一對一才能實現(xiàn)精確安裝，不能互換，這樣，在使用幾口井的施工后更換閥蓋會帶來不便，而且需要備用的側(cè)面閥蓋與閥座較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用旋塞閥作為中心閥的方式，設(shè)計了一種適用于泥漿和氣體鉆井的油氣鉆井的連續(xù)循環(huán)短節(jié)。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:本發(fā)明包括短接本體和設(shè)置在短接本體內(nèi)的中心閥和設(shè)置在短接本體側(cè)面的側(cè)面閥，其特征在于；所述中心閥為旋塞閥的結(jié)構(gòu)，由固定環(huán)2、上閥座
3、球芯4、下閥座5、密封環(huán)6和旋塞開關(guān)13構(gòu)成，部件由上向下依次連接固定固定環(huán)2、上閥座3、球芯4、下閥座5、密封環(huán)6，在上閥座3與固定環(huán)2之間設(shè)置有第二波紋彈簧12，在密封環(huán)6下端也有第一波紋彈簧7 ;旋塞閥開關(guān)13設(shè)置安裝在短接本體I上與側(cè)向閥孔17形成180度的位置上；
所述側(cè)面閥包括閥蓋15、閥蓋連接座8、泄壓閥11、泄壓閥閥座10、泄壓閥閥座連接座
9、扭力彈簧，閥蓋15安裝在閥蓋連接座8上，扭力彈簧安裝在閥蓋連接座8的穿銷上，在閥蓋連接座8的兩端設(shè)置有定位孔16 ;
所述泄壓閥閥座10與泄壓閥閥座連接座9絲扣連接，泄壓閥閥座連接座9由絲扣連接在短節(jié)I本體上，泄壓閥11設(shè)置在泄壓閥閥座10的中間；
閥蓋連接座8安裝在短節(jié)側(cè)向閥孔中，兩端由定位銷插入定位孔16中定位；泄壓閥閥座連接座9由絲扣旋入固定在短節(jié)本體的側(cè)向閥孔中，壓緊在閥蓋連接座8上。
[0008]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
一、中心閥為旋塞閥的結(jié)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)的球芯中間是通道，依次旋轉(zhuǎn)90度，即可實現(xiàn)短節(jié)本體中間通道的打開或者關(guān)閉，因此可以實現(xiàn)電子單多點測斜儀及其他工具在需要時投入，由于沒有閥板，測量儀器的引導(dǎo)錐也不會對閥板造成傷害；
二、旋塞閥開關(guān)13設(shè)置安裝在短接本體I上與側(cè)向閥孔17形成180度的位置上，便于在側(cè)面閥孔連接有管線時的操作，由于有角度的差異，操作人員在操作旋塞閥的開關(guān)時，站的位置也就避開了側(cè)孔的位置，如果側(cè)孔中的單流閥在失效時發(fā)生的液體外泄就不會對操作人員造成傷害；
三、設(shè)計的閥蓋15安裝在閥蓋連接座上8，在閥蓋連接座8的兩端設(shè)置有定位孔16，而且閥蓋連接座8沒有絲扣連接，可以保證安裝的平整度，不會造成由于絲扣旋入時可能的斜度誤差，由于定位銷的作用，安裝時可以確保位置的準(zhǔn)確性，因此可以保證安裝平整，并且在需要更換閥蓋15和閥蓋連接座8時不需要更換泄壓閥閥座10與泄壓閥閥座連接座9。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的組裝示意圖；
附圖標(biāo)記為:1-短節(jié)本體、2-固定環(huán)、3-上閥座、4-球芯、5-下閥座、6-密封環(huán)、7-第一波紋彈