[發(fā)明專利]一種用于鉆桿旁通閥保護彈簧的方法

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• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104314491A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 彭小安;李章文;王亮
• 申請（專利權）人: 四川富臨集團成都機床有限責任公司
• 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)明涉及螺桿鉆具領域，具體地，涉及一種用于鉆桿旁通閥保護彈簧的方法。

背景技術

在石油和天然氣行業(yè)需要使用大量的螺桿鉆具。螺桿鉆具由四大部分組成，分別是旁通閥、馬達、萬向軸以及傳動軸。現(xiàn)有的旁通閥是螺桿鉆具的輔助部件，安裝在螺桿鉆具的在上端，它的作用首先是連接鉆鋌和扶正器接頭，其二是當開泵時鉆井液帶壓流經旁通閥內通孔時，旁通閥閥芯自行向下垂直運動直到關閉，鉆井液用于驅動螺桿鉆具工作和循環(huán)；在停泵時使旁通閥內通孔空間與環(huán)空連通，即為懸于井內的鉆柱四周的空間，環(huán)空外壁也可以是外徑更大的管柱，有時候被稱為環(huán)形空間。冷卻液流向環(huán)空，避免起下鉆和更換鉆頭時鉆柱內的鉆井液溢出。

現(xiàn)有的旁通閥工作原理：工作時，閥關閉，泵開啟，鉆井液迫使閥芯向下運動，壓縮彈簧，閥芯堵住閥體上的孔，該孔通向環(huán)空，使鉆井液下流。停止工作時，閥開啟，泵關閉，由于沒有鉆井液的壓力，在彈簧的作用下，閥芯向上運動，使閥體上的孔連通鉆桿內部空間與環(huán)空。閥體上有的孔還設置有過濾板，用于過濾異物。

現(xiàn)有旁通閥的缺點在于：鉆井液壓力過大時，彈簧被過度壓縮，超出其彈簧極限，且反復的高強度壓縮彈簧容易產生金屬疲勞使得彈簧失效。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于鉆桿旁通閥保護彈簧的方法，克服因過度和高頻率壓縮彈簧導致彈簧失效的問題。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是：一種用于鉆桿旁通閥保護彈簧的方法，包括以下步驟，首先，旁通閥包括閥體和閥芯，在閥體內部設有用于注入鉆井液的通孔，在通孔上端設置內圓錐螺紋接頭，將鉆桿連接在內圓錐螺紋接頭上，在通孔內設置有篩板Ⅰ，使得篩板Ⅰ位于內圓錐螺紋接頭與閥芯之間，篩板Ⅰ能夠對注入的鉆井液進行過濾，閥體下端設有外圓錐螺紋接頭，將鉆鋌連接在外圓錐螺紋接頭上，其次，將閥芯與閥體相鄰的一面開設為斜面Ⅰ，在斜面Ⅰ下端設置有限位平面Ⅰ，然后在閥體內部開設水平孔，在水平孔內部設置彈簧、以及與彈簧連接的復位塊，復位塊一端為平面與彈簧連接，另一端為斜面Ⅱ與閥芯的斜面Ⅰ配合，在水平孔下端還設置有限位水平面Ⅱ，限位水平面Ⅱ能夠控制整個閥芯垂直下降的距離，使其始終保持在一個安全距離，不會過度的壓縮彈簧。篩板Ⅰ的設置使得閥體內的通孔內的雜質減少，降低了旁通閥通孔堵塞的概率，同時也較少了鉆井內的雜質含量，外圓錐螺紋接頭即在閥體下端外圓周面接觸環(huán)空處開設的螺紋連接頭，內圓錐螺紋接頭即閥體上端內圓周面接觸內部通孔處開設的螺紋連接頭，斜面Ⅰ為上端大下端小的環(huán)形切面，該切面相當于一個上底長下底短的等腰梯形繞中心軸旋轉而成，斜面Ⅱ為上端小下端大的環(huán)形切面，該切面相當于一個上底短下底長的等腰梯形繞中心軸旋轉而成，斜面Ⅰ與斜面Ⅱ相互平行，限位平面Ⅰ為開設在閥芯外壁的水平環(huán)形切面，限位平面Ⅱ為開設在閥體內壁的水平環(huán)形切面，限位平面Ⅰ和限位平面Ⅱ相互平行且垂直方向有重疊部分，水平孔為環(huán)形水平孔且開孔指向通孔，在環(huán)形水平孔內插入彈簧，再在彈簧上安裝環(huán)形復位塊，環(huán)形復位塊上開設有斜面Ⅱ；當開泵時，閥體內通孔內注入鉆井液時，鉆井液開始擠壓通孔內壁產生壓力，由于壓力的作用閥芯垂直向下運動，當閥芯向下運動到斜面Ⅰ與斜面Ⅱ接觸并開始擠壓時，復位塊開始給彈簧施加一個水平作用力，閥芯繼續(xù)向下運動，復位塊開始慢慢擠壓彈簧，彈簧由于受到復位塊的擠壓開始收縮使得復位塊被閥芯頂入閥體內的水平孔中，直到限位水平面Ⅰ與限位水平面Ⅱ重疊部分接觸并開始擠壓，關泵時，通孔內壓力減小，彈簧開始恢復形變產生回復力，在彈簧回復力的作用下，復位塊將閥芯向上頂直到彈簧形變回復完全。本發(fā)明通過斜面將垂直運動轉化為水平運動，減小的彈簧的壓縮量，從而防止彈簧被過度壓縮，限位平面Ⅰ和限位平面Ⅱ對垂直運動的距離進行限制，進一步防止彈簧被過度壓縮，從而克服了因過度和高頻率壓縮彈簧導致彈簧失效的問題。

進一步地，閥體圓周面還設有與通孔連通的旁通孔，旁通孔內設有篩板Ⅱ。旁通孔內與通孔連接，外與環(huán)空連接，篩板Ⅱ的設置一方面當停泵時，鉆井液流向環(huán)空時再次對鉆井液進行過濾，避免雜質進入鉆井內，另一方面防止環(huán)空內的雜質進入旁通閥內的通孔內。

進一步地，篩板Ⅱ為波浪形折疊結構。增加了過濾時的接觸面積，使過濾更充分，進一步減少雜質含量。

綜上，本發(fā)明的有益效果是：

1、克服了因過度和高頻率壓縮彈簧導致彈簧失效的問題。

2、減少了進入旁通閥內液體的雜質含量，提高了整個旁通閥的使用壽命。

附圖說明

圖1是旁通閥的結構示意圖；