[發明專利]一種鉆具用旁通閥

有效

• 申請號: 201410273626.X
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN105178912B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 馬東軍;陶興華;牛新明;王甲昌;范紅康;張仁龍;劉鵬;張海平;王果;郭瑞昌;涂玉林;胡彥峰;孫連忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B34/10
• 分類號: E21B34/10
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯

技術領域

本發明屬于油氣鉆井技術領域，特別涉及一種鉆具用旁通閥。

背景技術

在進行石油、天然氣、頁巖氣或者煤層氣的鉆探過程中，當井下遇到復雜情況，例如鉆頭水眼堵塞、井下動力鉆具損壞以及堵漏作業時，需要臨時進行快速循環，并且在恢復全井循環(繼續鉆井)之前，往往需要頻繁起下鉆，造成泥漿損失大，鉆井周期延長，增加了鉆井風險和成本。現有技術中采用的旁通閥大都只能建立臨時的快速循環，但是在恢復全井循環之前要至少1次的起鉆和下鉆。

專利US6095249公開了壓力控制彈簧式可開關鉆具旁通閥。該鉆具用旁通閥的主要特點：當需要開啟旁通閥時，增加泵的排量，當鉆具內流速達到一定值時，活塞在流體推動向下運動，旁通孔開啟，當需要關閉旁通閥時減少泵的排量，活塞在彈簧力的作用下復位，旁通孔關閉。缺點：彈簧失效則不能關閉旁通孔；彈簧腔需要布置呼吸孔，增加了井下風險。

因此，急需一種可靠性高、安全性能好并且能夠降低生產成本的鉆具用旁通閥。

發明內容

針對上述的問題，本發明提出了一種鉆具用旁通閥，采用這種鉆具用旁通閥進行鉆井作業時可靠性高，安全性能好，能夠降低生產成本。

本發明提出的鉆具用旁通閥包括：閥體，其構造為中空的管段，閥體的側壁設置有向內延伸的凸臺和貫通側壁的旁通孔，啟動滑套組件，其設置于閥體內部，并且能夠封堵旁通孔，當需要建立臨時循環時啟動滑套組件向下移動至所述凸臺上以打開旁通孔；閉合滑套組件，其設置于閥體內部，當需要關閉臨時循環時閉合滑套組件向下移動以封堵旁通孔。

采用本發明的鉆具用旁通閥進行鉆井作業時，將該鉆具用旁通閥安裝至鉆鋌上，需要建立臨時循環時通過啟動滑套組件的向下移動而打開旁通孔，由此建立臨時循環，當需要關閉臨時循環時通過閉合滑套向下移動關閉旁通孔，從而恢復全井循環。由于沒有采用彈簧結構使得該鉆具用旁通閥工作的可靠性得到提高，利于安全生產，并且避免頻繁起下鉆，縮短生產時間，降低生產成本。

在一個實施例中，啟動滑套組件包括能夠封堵旁通孔的啟動滑套、球座以及啟動球，球座連接至啟動滑套，啟動球能夠與球座配合以截流鉆井液，當啟動球與球座配合，啟動球上方的壓力不小于第一極限壓力時啟動滑套向下移動至凸臺，以打開旁通孔。由此可以采用投入啟動球以截留鉆井液，從而將鉆柱暫時性地分為上下兩部分，然后加壓啟動球上方鉆井液的壓力使得啟動滑套向下移動從而將旁通孔打開，建立臨時循環，操作簡單，易于實現。

在一個實施例中，啟動滑套通過第一緊定件連接于閥體的側壁，以從閥體的內側封堵旁通孔，第一極限壓力為剪斷第一緊定件的最小剪切力。采用這樣的方式使得啟動滑套組建的結構簡單，便于臨時循環的建立。

在一個實施例中，閉合滑套組件包括閉合滑套、球支撐部以及閉合球，球支撐部形成于閉合滑套上，閉合球與球支撐部配合以截流鉆井液，當閉合球與球支撐部配合，閉合球上方的壓力不小于第二極限壓力時閉合滑套下移至啟動滑套，以封閉旁通孔，并且閉合球的直徑大于啟動球的直徑。同樣采用投球的方式截留鉆井液，并且通過閉合球上方的鉆井液的壓力不小于第二極限壓力時閉合滑套下移，從而使得閉合滑套將旁通孔打開，恢復全井循環。

在一個實施例中，閉合滑套通過第二緊定件連接于閥體的側壁，第二極限壓力為剪斷第二緊定件的最小剪切力，并且閉合滑套的下端與啟動滑套接觸。由此使得閉合滑套組件的結構簡單，易于封堵旁通孔，另外閉合滑套的下端于啟動滑套接觸利于關閉旁通孔操作的精確控制。

在一個實施例中，球座通過第三緊定件連接至啟動滑套，當啟動球與球座配合，球座承受的壓力不小于第三極限壓力時啟動滑套至少能夠釋放啟動球，并且至少啟動球能夠穿過凸臺的內部向下移動。由此在使得啟動滑套組件結構簡單的同時使得恢復全井循環的操作簡單。

在一個實施例中，第三極限壓力為剪斷第三緊定件的最小剪切力，并且第三極限壓力大于第一極限壓力和第二極限壓力。由此能夠保證鉆具用旁通閥工作的可靠性。