一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀专利检索-生产井地热能专利检索查询-专利查询网

一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷 阀

阅读：1030发布：2020-06-05

专利汇可以提供一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，包括钻柱本体、限位套固定系统、分流座、活塞套、活塞、支撑弹簧、第一环形型密封圈、第二环形型密封圈，以及喷嘴和耐冲蚀环，通过结构的优化改进，提高该钻具防喷阀本的抗冲击耐冲蚀性能：采用内侧面密封方式，提高了密封的稳定性，使用多条环形密封圈密封，增大了有效密封面积，利用喷嘴的结构原理，增加了液流对活塞的推动力，应用了耐冲蚀环装置，减缓了液流对冲击面的破坏；应用于实际生产中，既能够提高钻具防喷阀的密封稳定性和密封效果，同时还能够减少因钻具防喷阀密封结构部件损害而需要停钻更换钻具防喷阀的频度，提高钻井生产效率，减小生产成本支出，避免造成油田钻井生产中无谓的经济损失。，下面是一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，包括钻柱本体（20）、限位套固定系统（10）、分流座（1）、活塞套（2）、活塞（3）、支撑弹簧（4），其特征在于：还包括第一环形型密封圈（5）和第二环形型密封圈（6）；
所述钻柱本体（20）为单体结构转换接头，内部空腔中有若干个环形变径台肩，包括有第一台肩（21）、第二台肩（22）和第三台肩（23），在所述钻柱本体（20）内部自上而下依次安装有所述限位套固定系统（10）、分流座（1）、活塞套（2）、活塞（3）和支撑弹簧（4）；
其中：所述活塞套（2）为前端封闭的圆筒形结构，置放在所述第一台肩（21）上，前端设有与所述分流座（1）的结构相对应的圆形锥面，下部设有若干个与所述钻柱本体（20）内侧面相互配合的支撑柱体（16），所述支撑柱体（16）之间为可供钻井液流通的液流通道（17），在靠近前端的侧壁上开设有若干个导流孔（15），所述导流孔（15）在纵向上具有一定的导向角角度B，在所述导流孔（15）上部内侧面上还开设有若干条环形凹槽，所述环形凹槽中均安装有所述第一环形密封圈（5）；所述分流座（1）为直径与所述钻柱本体（20）内径相互配合的圆柱结构，置放在所述活塞套（2）的上部，沿所述分流座（1）外径周向开设有若干个液流孔（14），所述液流孔（14）在径向的开设位置与所述活塞套（2）前端用于导流的圆形锥面相互对应；所述限位套固定系统（10）置放在所述分流座（1）的上面，固定连接在所述钻柱本体（20）的内壁上；所述活塞（3）为圆筒形结构，置于所述活塞套（2）的下面，上部一定长度延伸进入所述活塞套（2）的内部，直径与所述活塞套（2）的内径形成紧密配合，中部具有一定长度的扩径区域，直径与所述钻柱本体（20）的内径形成紧密配合，在所述扩径区域的外侧面上开设有若干条环形凹槽，所述环形凹槽中均安装有所述第二环形密封圈（6），下部具有延伸一定长度的导向套（9），直径与所述支撑弹簧（4）的内径相互适应；所述支撑弹簧（4）环套在所述导向套（9）上，下端置放在所述第三台肩（23）上，上端支撑在所述活塞（3）扩径区域底部圆台顶面上。
2.如权利要求1所述的一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，其特征在于：还包括有喷嘴（7），所述喷嘴（7）为内部具有内径变化的圆筒形结构，上部内径较大，下部内径较小，螺旋固定安装在所述活塞（3）上部的端头处。
3.如权利要求2所述的一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，其特征在于：还包括有耐冲蚀环（8），所述耐冲蚀环（8）为截面为L形的圆环结构，由高强度耐腐蚀工程陶瓷材料制成，外径与所述活塞（3）上部的外径相同，横向固定镶嵌在所述喷嘴（7）凸出外沿与所述活塞（3）上部端面之间，纵向向上延伸出一定的高度H。
4.如权利要求3所述的一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，其特征在于：所述耐冲蚀环（8）由碳化硼陶瓷材料制成。
5.如权利要求1至4任一项所述的一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，其特征在于：所述导向套（9）与所述活塞（3）为分体式结构，所述导向套（9）与所述活塞（3）以螺旋方式固定连接在一起。
6.如权利要求5所述的一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，其特征在于：所述导流孔（15）为矩形，在纵向上的导向角角度B为60°。
7.如权利要求6所述的一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，其特征在于：所述液流孔（14）的数量为3个，所述导流孔（15）的数量为4个。

说明书全文

一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钻具防喷阀，特别涉及一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀。

背景技术

[0002] 钻具防喷阀是一种在石油、天然气钻井生产过程中预防和阻止地层高压流体及钻井液在钻具内喷出的专用随钻装置。目前，生产中使用的钻具防喷阀主要是单向阀双向密封结构，工作中依靠钻井液的重力和冲击力与支撑弹簧弹性力之间的相互作用，实现密封口的开启与关闭。生产中现行使用的钻具防喷阀导通口的位置都是设计在防喷阀的密封面上，在钻井液液流导通过程中，大冲力高压液流对密封面会产生强烈的冲击和冲蚀，使密封面密封材料产生明显的冲击和冲蚀破坏，导致密封材料极易报废失效，缩短使用寿命。专利文献CN203769690U公开了名称为“钻具止回阀”的实用新型专利，用于密封面密封的密封胶盘设置在阀座内部的封闭端，虽然避免了高压钻井液的直接冲击冲蚀，但由于单环形的有效密封面面积较小，抗液流冲击和耐液流冲蚀的能力较弱，受液流冲击和冲蚀的影响，使用周期仍然较短，频繁停钻起钻具更换防喷阀导致生产效率降低，生产成本增大的现象依然存在，无谓经济损失无法从根本上得以避免，而且平面上的开启/闭合的密封方式，使钻井液中夹杂的固体颗粒物极易镶嵌在密封面之间，影响密封效果和密封稳定性；同时，生产使用中，当密封座上的过流孔部分开启使钻井液作用压力减小时，有可能导致钻井液液流压力无法继续推动阀瓣下行，使过流孔无法充分开启，钻井液在钻具中不能大流量地流动，对钻井生产产生十分不利的影响。基于上述问题，有必要改进钻具防喷阀的设计结构，研究开发抗冲击、耐冲蚀性能较高，综合实用性能优异的钻具防喷阀产品，更好地满足油田钻井生产的需求。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是，提供一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，通过结构的改进，改变密封面设置方式，增加密封面有效密封面积，增强所述防喷阀的抗液流冲击和耐液流冲蚀的性能，提高使用寿命和综合性能。

[0004] 一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，包括：钻柱本体20、限位套固定系统10、分流座1、活塞套2、活塞3、支撑弹簧4、以及第一环形型密封圈5和第二环形型密封圈6。

[0005] 所述钻柱本体20为单体结构转换接头，内部空腔中有若干个环形变径台肩，包括有第一台肩21、第二台肩22和第三台肩23，在所述钻柱本体20内部自上而下依次安装有所述限位套固定系统10、分流座1、活塞套2、活塞3和支撑弹簧4。

[0006] 其中：所述活塞套2为前端封闭的圆筒形结构，置放在所述第一台肩21上，前端设有与所述分流座1的结构相对应的圆形锥面，用以对流经所述分流座1的钻井液流进行导流，下部设有若干个与所述钻柱本体20内侧面相互配合的支撑柱体16，所述支撑柱体16之间为可供钻井液流通的液流通道17，在靠近前端的侧壁上开设有若干个导流孔15，所述导流孔15在纵向上具有一定的导向角角度B，在所述导流孔15上部内侧面上还开设有若干条环形凹槽，所述环形凹槽中均安装有所述第一环形密封圈5，对所述活塞3与所述活塞套2内侧面之间的配合面形成密封；所述分流座1为直径与所述钻柱本体20内径相互配合的圆柱结构，置放在所述活塞套2的上部，用以固定所述活塞套2以及减缓钻井液流对所述活塞套2的直接冲击，减小冲蚀破坏，沿所述分流座1外径周向开设有若干个液流孔14，所述液流孔14在径向的开设位置与所述活塞套2前端用于导流的圆形锥面相互对应；所述限位套固定系统10置放在所述分流座1的上面，固定连接在所述钻柱本体20的内壁上，对所述分流座1进行固定限位；所述活塞3为圆筒形结构，置于所述活塞套2的下面，上部一定长度延伸进入所述活塞套2的内部，直径与所述活塞套2的内径形成紧密配合，中部具有一定长度的扩径区域，直径与所述钻柱本体20的内径形成紧密配合，在所述扩径区域的外侧面上开设有若干条环形凹槽，所述环形凹槽中均安装有所述第二环形密封圈6，对所述活塞3与所述钻柱本体20内侧面之间的配合面形成密封，下部具有延伸一定长度的导向套9，直径与所述支撑弹簧4的内径相互适应，对所述支撑弹簧4起导向和限位作用；所述支撑弹簧4环套在所述导向套9上，下端置放在所述第三台肩23上，上端支撑在所述活塞3扩径区域底部圆台顶面上，对所述活塞3施以向上的弹性推力。

[0007] 进一步，所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，还包括有喷嘴7，所述喷嘴7为内部具有内径变化的圆筒形结构，上部内径较大，下部内径较小，螺旋固定安装在所述活塞3上部的端头处，当钻井液流经过所述喷嘴7时，由所述喷嘴7上下内径变化所增加形成的液流压力将补充增大对所述活塞3的向下推力，推动所述活塞3充分下行。

[0008] 再进一步，所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，还包括有耐冲蚀环8，所述耐冲蚀环8为截面为L形的圆环结构，由高强度耐腐蚀工程陶瓷材料制成，外径与所述活塞3上部的外径相同，横向固定镶嵌在所述喷嘴7凸出外沿与所述活塞3上部端面之间，纵向向上延伸出一定的高度H，以充分抵御和减缓钻井液高压液流对所述活塞3或者所述喷嘴7边沿位置的强烈冲蚀破坏作用。

[0009] 同时，为了适应不同规格所述钻柱本体20的结构要求和钻具防喷阀设计性能的要求，便于调整活塞3下部所述导向套9的长度，提高所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀的工艺配套灵活性，优选所述导向套9与所述活塞3为分体式结构，所述导向套9与所述活塞3以螺旋方式固定连接在一起。

[0010] 本实用新型的有益效果是，提供了一种结构优化的抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，一是采用内侧面密封方式，减小了液流杂质的不利影响，提高了密封的稳定性，二是使用多条环形密封圈密封，增大了有效密封面积，提高了密封效果，三是利用喷嘴的结构原理，增加了液流对活塞的推动力，推动了活塞的充分下行，四是应用了耐冲蚀环装置，减缓了液流对冲击面的破坏，增长了防喷阀的使用寿命；应用于实际生产中，既能够提高钻具防喷阀的密封稳定性和密封效果，同时还能够减少因钻具防喷阀密封结构部件损害而需要停钻更换钻具防喷阀的频度，提高钻井生产效率，减小生产成本支出，避免给油田钻井生产造成无谓的经济损失。附图说明

[0011] 图1、一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀停泵状态下120°旋剖结构简图。

[0012] 图2、一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀开泵状态下120°旋剖结构简图。

[0013] 图3、图1中A-A方向剖视图。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型请求保护的技术方案做进一步说明描述。

[0015] 一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，如图1和图2所示，包括：钻柱本体20、限位套固定系统10、分流座1、活塞套2、活塞3、支撑弹簧4、第一环形型密封圈5、第二环形型密封圈6，与所述活塞3分体设置的导向套9，以及安装在所述活塞3上的喷嘴7和耐冲蚀环8。

[0016] 所述限位套固定系统10由外挡环11、卡簧13和内挡环12组成，所述外挡环11为若干节拼接圆环，镶嵌在所述钻柱本体20内侧开设的凹槽中，所述内挡环12在所述外挡环11内对其进行固定定位，所述卡簧13镶嵌在所述外挡环11内侧开设的凹槽中，卡紧固定所述内挡环12，从而将所述限位套固定系统10固定安装在所述钻柱本体20的内部。

[0017] 沿所述分流座1外径周向开设有3个液流孔14，所述液流孔14在径向的开设位置与所述活塞套2前端用于导流的圆形锥面相互对应；所述活塞套2前端设有与所述分流座1的结构相对应的圆形锥面，如图3所示，下部设有3个与所述钻柱本体20内侧面相互配合的支撑柱体16，所述支撑柱体之间为可供钻井液流通的液流通道17，在靠近前端的侧壁上开设有4个矩形导流孔15，如图1所示，所述导流孔15在纵向上的导向角角度B为60°，在所述导流孔15上部内侧面上还开设有2条环形凹槽，所述环形凹槽中均安装有所述第一环形密封圈5，所述活塞3上部的端头处螺旋固定安装有所述喷嘴7，在所述喷嘴7凸出外沿与所述活塞3上部端面之间横向固定镶嵌有L形的所述耐冲蚀环8，所述耐冲蚀环8由碳化硼陶瓷材料制成，在纵向向上延伸出一定的高度H，所述活塞3中部的扩径区域外侧面上开设有2条环形凹槽，所述环形凹槽中均安装有所述第二环形密封圈6，所述活塞3下部的导向套9与所述活塞
3分体设置，两者通过螺纹配合固定连接在一起。

[0018] 所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，在钻井液输送泵停止状态下，如图1所示，受所述支撑弹簧4弹性力推力的作用，所述活塞3上部向所述活塞套2内部移动，直至所述活塞3中部扩径区域上端沿顶抵在所述活塞套2下端沿时停止，此时，所述活塞3侧壁遮挡住了开设在所述活塞套2上的导流孔15，而且设置在所述导流孔15上部内壁上的2条所述第一环形密封圈5对所述活塞3与所述活塞套2内侧面之间的配合面形成了密封，阻断了所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀上下部分间的液流通道，阻止了井下液流向井上喷出；由于所述活塞3上部外侧面与所述活塞套2内侧面之间是一种持续紧密的贴合状态，所以钻井液中的固体颗粒很难渗入到上述两个纵向配合的密封面之间破坏密封效果，这种侧壁密封结构具有很好的密封稳定性。

[0019] 所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀，在钻井液输送泵开动状态下，如图2所示，高压钻井液流经所述分流座1上的液流孔14涌入后，液流压力克服所述支撑弹簧4的弹性力，使所述支撑弹簧4逐步产生压缩变形，推动所述活塞3下行移动，当移动到一定位置所述活塞套2侧壁上的导流孔15部分打开时，随着钻井液的涌入，液流压力有所减小，液流对所述活塞3的推力也逐渐减弱，但与此同时，当涌入的钻井液流经过所述喷嘴7时，由所述喷嘴7上下内径变化所增加形成的液流压力将补充增大对所述活塞3的向下推力，保证所述活塞3充分下行，直至所述活塞3中部扩径区域底部圆台抵压在所述第二台肩22上，使所述导流孔15能够充分打开，在所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀内部形成了一个上下贯通的钻井液液流通道，满足油田钻井生产的要求；此时，受所述导流孔15导向角的作用，高压钻井液主要向侧下方涌入，最大限度地减小了高压液流对所述第一环形密封圈5的直接冲击，因而也就减轻了对所述第一环形密封圈5的冲蚀作用，而同时由于采用了2条环形密封圈，增加了有效密封面积，既提高了密封效果，也延长了所述第一环形密封圈5受到冲蚀破坏需要更换的周期，因此很好地解决了现有技术中停钻起钻具更换防喷阀影响生产效率、浪费生产成本的问题。

[0020] 当需要再次停止钻井液输送泵工作状态时，所述活塞3上部移向所述活塞套2内部，活塞壁再次遮挡住开设在所述活塞套2上的导流孔15，所述第一环形密封圈5对所述活塞3与所述活塞套2内侧面之间的配合面形成了密封，阻断了所述一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀上下部分间的液流通道，阻止了井下油液液流逆流流向井上，喷涌到地面，有效阻止井涌发生。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种发酵生产井冈霉素的方法	2020-06-26	0
甲烷气体生产设备及甲烷气体生产方法	2020-07-19	1
一种促使植物营养同步的植物源组合物及其制备方法	2021-02-12	2
使用集成资产模型和持久资产模型进行的总资产建模	2021-09-10	2
多级压裂水平井缝间间隔注水采油方法	2022-03-27	1
一种基于动静耦合的油井分层产量劈分方法	2020-08-03	2
一种抽油机井工作制度自动调整模型	2020-08-30	0
油气井立体深层复合防砂方法	2020-08-20	1
一种留矿开采高品位矿石溜井	2020-07-15	2
油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法	2022-10-01	2

一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀

一种抗液流冲击和耐液流冲蚀的钻具防喷阀

技术领域

背景技术

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：