[發(fā)明專利]雙彈簧支拉式自動灌漿活門浮閥

在審

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• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103742088A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 張勇;馬振勇;王星;張明輝;許洋;姜雙奎;彭海軍;張曉剛;王鵬程;宋文婷;慕武
• 申請（專利權）人: 慕武
• 主分類號: E21B21/10
• 分類號: E21B21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及在石油鉆井下鉆（下油管）過程中不停止下鉆（下油管）作業(yè)采取人工灌漿的方式，可自動灌漿。當井涌、井噴等管內(nèi)流體的流速達到一定值時即起到單流閥的作用，可杜絕管內(nèi)井噴事故的發(fā)生。

背景技術

在石油鉆井下鉆（下油管）過程中因現(xiàn)場常用的活門式浮閥只起到單流閥的作用，且因其承壓能力和鉆桿（油管）抗擠強度的限制，下鉆（下油管）到一定井深時為防止活門式浮閥因承受的壓力過大導致失效時易引發(fā)管內(nèi)井涌甚至井噴事故、防鉆桿（油管）被擠毀及引發(fā)其它復雜事故等原因，必須停止下鉆（下油管）作業(yè)接方鉆桿往鉆桿（油管）內(nèi)灌注泥漿，以避免上述諸多復雜和事故的發(fā)生。現(xiàn)用活門的扭簧經(jīng)開停泵多次打開和關閉的作用下容易疲勞斷裂，失去單流閥的作用，既無法控制管內(nèi)井涌及井噴。另外因單流閥的存在，鉆桿（油管）下放過程中為了避免因鉆桿（油管）閉排造成的環(huán)空高返速引起過大的激動壓力導致井漏等復雜情況的發(fā)生而控制鉆桿（油管）下放速度。這不僅耽誤了大量的下鉆（下油管）時間，增加了工人的勞動強度，還有可能停止下鉆作業(yè)往鉆桿內(nèi)灌泥漿時因鉆桿活動不及時導致的壓差卡鉆事故，延緩油氣勘探進度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)場活門式浮閥上述存在的諸多問題，本發(fā)明的目的旨在提供了一種雙彈簧支拉式自動灌漿活門浮閥。它的原理是依據(jù)支頂扭簧有一定支撐力、支拉彈簧有一定支撐力和拉力的原理相互平衡活門式浮閥的活門始終處于微開狀態(tài)，形成流體通道，實現(xiàn)自動灌漿的目的。經(jīng)多次開泵和停泵的作用下支頂扭簧疲勞斷裂時還有支拉彈簧使浮閥的活門處于關或微開的狀態(tài)，此時管內(nèi)發(fā)生井涌或井噴時活門在向管內(nèi)流動液體和支頂扭簧的雙作用下支拉彈簧被拉長，活門關閉，起到單流閥的目的，防止管內(nèi)井涌、井噴事故。避免現(xiàn)用活門式浮閥不能自動灌漿的弊端及支頂扭簧容易損壞后浮閥失效的問題。

本發(fā)明的目的是這樣完成的：

雙彈簧支拉式自動灌漿活門浮閥，包括浮閥接頭、浮閥和活門支拉裝置組成，浮閥由上閥體、上密封圈、密封墊環(huán)、中密封圈、活門閥體座、活門密封圈、活門和下密封圈構成，活門支拉裝置由活門支拉彈簧掛鉤、支頂扭簧和支拉彈簧構成，浮閥置于浮閥接頭內(nèi)，上閥體與活門閥體座用絲扣連接，上密封圈、密封墊環(huán)、中密封圈套在上閥體上，活門密封圈鑲裝在活門關閉處活門閥體座的凹槽中，下密封圈套在活門閥體座的下端，活門閥體座的中間開窗處鉸接有活門，支頂扭簧的一端支撐在活門上，另一端支撐在活門閥體座上，活門鉸鏈這邊的活門閥體座的開窗下端加工有支拉彈簧掛鉤，支拉彈簧的一端掛到支拉彈簧掛鉤的孔中，另一端掛到活門頂部的孔中支拉住活門。

本發(fā)明的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是：

1、本發(fā)明結構簡單，采用常規(guī)件組裝，易于加工，結構合理而緊湊，操作程序簡單、使用便利、有效地防止了鉆井液、巖屑和高壓油氣流通過鉆具內(nèi)回流，避免管內(nèi)井噴的風險，而且成本低、安全可靠。

2、本發(fā)明現(xiàn)場試驗成功后，推廣應用時不僅不停止下鉆（下油管）作業(yè)進行灌漿作業(yè)，因不是閉排，減少了壓力激動，可加快鉆桿（油管）下放速度，節(jié)約大量的下鉆（下油管）時間。

3、本發(fā)明不僅降低了崗位工人的勞動強度，同時能避免因停止下鉆作業(yè)活動不及時發(fā)生的卡鉆事故，加快油氣勘探進度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明剖視圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種雙彈簧支拉式自動灌漿活門浮閥，包括浮閥接頭1、浮閥和活門支拉裝置組成，浮閥由上閥體2、上密封圈3、密封墊環(huán)4、中密封圈5、活門閥體座6、活門密封圈7、活門9和下密封圈11構成，活門支拉裝置由活門支拉彈簧掛鉤6a、支頂扭簧8和支拉彈簧10構成，浮閥置于浮閥接頭1內(nèi)，上閥體2與活門閥體座6用絲扣連接，上密封圈3、密封墊環(huán)4、中密封圈5套在上閥體2上，活門密封圈7鑲裝在活門9關閉處活門閥體座6的凹槽中，下密封圈11套在活門閥體座6的下端，活門閥體座6的中間開窗處鉸接有活門9，支頂扭簧8的一端支撐在活門9上，另一端支撐在活門閥體座6上，活門9鉸鏈這邊的活門閥體座6的開窗下端加工有支拉彈簧掛鉤6a，支拉彈簧10的一端掛到支拉彈簧掛鉤6a的孔中，另一端掛到活門9頂部的孔中支拉住活門9。

浮閥的外徑與浮閥接頭1的內(nèi)徑基本一致，浮閥的上中下三個密封圈與之形成密封，在浮閥接頭1的內(nèi)壁有內(nèi)凸臺肩面，浮閥置于浮閥接頭1內(nèi)，下密封圈11套在活門閥體座6的下端頂在浮閥接頭1的內(nèi)凸臺肩面上，浮閥接頭1與鉆具相連接時鉆具公接頭的小端頂住浮閥使其不能向上移動。

既要達到自動灌漿的目的，還要在發(fā)生管內(nèi)井涌、甚至井噴時起到單流閥的作用原理：支頂扭簧8的彈力在活門9處于自由狀態(tài)時能使活門9閉合住活門閥體座6，支拉彈簧10的長度和拉力能平衡住支頂扭簧8的力和液柱作用到活門9上最多0.6MPa的力使活門9始終處于微開狀態(tài)。支頂扭簧8疲勞斷裂后還有支拉彈簧10支撐并拉住活門9處于微開狀態(tài)，達到自動灌漿的目的。當發(fā)生井涌及井噴時往管內(nèi)流動的流體壓力作用在活門9上的力能輕易克服支拉彈簧10的拉力，使活門9與浮閥端面充分接觸，起到單流閥的作用。