[發明專利]一種多功能連續循環安全閥

有效

• 申請號: 201310101923.1
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103161427A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 祝效華;劉少胡
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B34/06
• 分類號: E21B34/06;E21B21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用于石油鉆井、完井、油井維修、洗井、打撈的特殊井下工具，該工具可在井下進行連續循環的一種多功能連續循環安全閥。

背景技術

石油工業是一個高風險產業，油井安全生產具有十分重要的意義。噴漏卡塌事故是石油勘探開發中最為復雜和嚴重的事故，也是影響油井安全生產的最主要因素之一，嚴重制約著石油鉆探技術的不斷深入，并對國民人身安全和財產安全造成嚴重的危害。其中僅美國墨西哥灣每年由于井漏而造成的經濟損失約10億美元。

為防止噴漏卡塌等事故的發生，在鉆井、完井、油井維修、洗井、打撈、封隔器坐封等作業中使用安全循環閥，而目前使用的安全循環閥受到循環次數的限制，由于起下鉆、更換安全循環閥引起較長的非工作時間，降低了鉆井時效，造成了嚴重的經濟損失。如對于陸上鉆井，現有安全循環閥每工作1次，由于非工作時間而造成的經濟損失超過1000美元；而海上鉆井的經濟損失更大，約10000多美元。

為減少現有安全循環閥由于投球及更換浪費的非工作時間，急需研制一種多功能連續循環安全閥。該閥通過地面開停泵來控制，可實現3個工位，每個工位轉換只需1分鐘時間，且轉化時間約為現有閥使用時間的5%；該工具不受循環次數的限制，且在堵漏、防噴、環空加速攜巖、破壞巖屑床、水平酸化處理等作業時，循環液不經過BHA，可有效避免循環液對BHA的損害。

發明內容

本發明的目的是：為解決現有技術的不足，實現投球后該工具不用從井下直接取出，可在井下連續循環工作，減少了操作時間，而且也減少了流體的損失，同時提高了技術水平和經濟效益，特提供一種多功能連續循環安全閥。

為達到上述目的，本發明解決此問題所采用的技術方案是：一種多功能連續循環安全閥，由上接頭、下接頭、閥體、分流套筒、固定導向體、小彈簧、可動導向體、上彈簧座、大彈簧、導向套筒、芯軸、下彈簧座、平衡活塞、封堵球和球座組成，其特征是：閥體為整體式，表面上開有1~4個流道孔，閥體上下端均有螺紋，上端連接上接頭，下端連接下接頭，閥體內裝有芯軸，芯軸從下往上依次安裝有平衡活塞、下彈簧座、導向套筒、上彈簧座、可動導向體、固定導向體和分流套筒，下彈簧座、導向套筒與芯軸形成的腔體內裝有大彈簧，可動導向體腔體內裝有小彈簧，分流套筒末端安裝有球座，用于放置封堵球。

多功能連續循環安全閥中分流套筒為圓柱體狀，在中部斜坡面處開有1~4個分流孔，下端為階梯孔，用于安裝固定導向體，上端加工有突出臺階，用于安裝球座。

多功能連續循環安全閥中固定導向體中部外徑大于兩端外徑，中部及下部均布4個導向槽，上端臺階用于安裝分流套筒，下端臺階用于安裝小彈簧、可動導向體和上彈簧座。

多功能連續循環安全閥中可動導向體為圓筒狀，周向均布4個條形槽，工作過程中導向套筒突出棱通過該條形槽，下端為牙狀導軌，并與上彈簧座導軌相配合。可動導向體既能上下移動，又能周向轉動。

多功能連續循環安全閥中導向套筒為圓柱筒狀，內部均布4個條形突出棱，工作過程中條形突出棱與上彈簧座、可動導向體和固定導向體導向槽相配合，下端斜坡面與下彈簧座相接觸。在小彈簧腔體及大彈簧腔體內裝有潤滑油。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：1）僅需投遞1次球，通過開停泵控制工具工位轉換，相鄰工位間的轉換僅需30~60秒，操作簡單；2）整體式殼體結構，強度較高，工具可靠性較好；3）腔體內有潤滑油，零部件運動靈活，磨損慢，使用壽命長；4）工位轉換不受次數限制，在工作過程中可實現連續循環；5）該工具可用于噴射堵漏材料、增大環空流速、水平酸化處理、井眼擴大等多種工況，工具功能較多。本發明可在鉆井、完井、油井維修、洗井、打撈、封隔器坐封等施工中使用，提高了使用工效和整體技術經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明多功能連續循環安全閥的結構示意圖；

圖2是圖1的未投封堵球時局部結構示意圖；

圖3是圖1的投封堵球時流體全部通過分流孔的局部結構示意圖；

圖4是圖1的投封堵球時流體全部通過流道孔的局部結構示意圖；

圖5是多功能連續循環安全閥的可壓縮機構示意圖。

圖中，1上接頭，2多功能連續循環安全閥，3下接頭，4閥體，5分流孔，6分流套筒，7流道孔，8固定導向體，9導向槽，10可壓縮機構，11小彈簧，12可動導向體，13上彈簧座，14大彈簧，15導向套筒，16芯軸，17下彈簧座，18平衡活塞，19封堵球，20球座。

具體實施方式