[發(fā)明專利]隨鉆開(kāi)關(guān)閥

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910077123.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111485837A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文飛;周延軍;肖新磊;梁明月;姜忠新;曹向峰;孫浩玉;葛磊;徐波;曲其勇;汪為濤;仲俊霖;王瑋;高偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院;中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院
• 主分類號(hào): E21B21/08
• 分類號(hào): E21B21/08
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發(fā)明提出了一種隨鉆開(kāi)關(guān)閥，主要由外殼體、球座、壓力球、定位銷、彈簧、中心軸組成；外殼體上部設(shè)有徑向旁通孔，定位銷設(shè)置在外殼體上，球座上段為與外殼體旁通孔密閉配合，下段為與壓力球密閉配合，中心軸為圓筒狀，上段與定位銷構(gòu)成限位配合，下段與彈簧配合，球座與中心軸上下連接后，其外部與外殼體內(nèi)部構(gòu)成軸向滑動(dòng)密封配合。本發(fā)明的隨鉆開(kāi)關(guān)閥安裝在鉆具組合中，漏失發(fā)生時(shí)，不需要起出鉆具，只需將隨鉆開(kāi)關(guān)閥移動(dòng)至漏失層附近，然后從井口投入一個(gè)壓力球，通過(guò)啟、停泵就可完成堵漏作業(yè)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堵漏效率快、安全可靠性高、操作方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探、煤層氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的鉆井井下工具，尤其是一種隨鉆開(kāi)關(guān)閥。

背景技術(shù)

在石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探領(lǐng)域中，由于地質(zhì)年代久遠(yuǎn)、構(gòu)造復(fù)雜、巖性不均質(zhì)因素的影響，不同深度的地層內(nèi)部均存在尺寸不等、形態(tài)各異的裂縫，當(dāng)鉆遇這些地層時(shí)，井筒與裂縫連通，鉆井液就會(huì)進(jìn)入裂縫，導(dǎo)致大量鉆井液流失，即所謂的井漏或漏失，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如果不及時(shí)堵住裂縫，井筒內(nèi)鉆井液漏失量過(guò)大，液柱壓力迅速降低而無(wú)法平衡地層壓力，就會(huì)造成井涌，甚至井噴惡性井下事故，后果不堪想象。隨著我國(guó)西南地區(qū)、西部地區(qū)深層、超深層頁(yè)巖油氣資源開(kāi)發(fā)進(jìn)度的加快，隨鉆堵漏技術(shù)落后以及缺少配套專用工具，已經(jīng)成為制約深井、超深井鉆井效率提高和鉆井綜合成本降低的關(guān)鍵問(wèn)題，因此，迅速而準(zhǔn)確的堵住漏失地層是確保鉆井安全和油氣資源高效開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)采用的方法是，先將全部鉆具組合起出井眼，再下入專用工具至漏層附近，然后利用地面鉆井泵將堵漏材料輸送至漏層進(jìn)行堵漏施工，這種方法效率很低，僅起、下鉆具就要消耗大量時(shí)間，嚴(yán)重影響堵漏施工的時(shí)效性；國(guó)外現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，發(fā)生漏失到完成堵漏之間的間隔時(shí)間越短，堵漏效果越好，井下越安全，這就要求必須有專用的隨鉆堵漏裝置。目前國(guó)內(nèi)在此方面的研究仍是空白。國(guó)外針對(duì)這方面的研究起步早，進(jìn)展快，已經(jīng)成功研制出了相關(guān)裝置，如美國(guó)BICO公司的PBL裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)隨鉆堵漏施工，相關(guān)資料表明，利用PBL裝置進(jìn)行隨鉆堵漏時(shí)，必須依次投入尺寸不等的三個(gè)壓力球才能完成一次堵漏施工，裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，使用成本高昂，不能滿足國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種既能實(shí)現(xiàn)隨鉆輔助堵漏功能，又能滿足現(xiàn)有鉆井工藝的技術(shù)要求和設(shè)備要求，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、成本低廉、操作方便的隨鉆開(kāi)關(guān)閥。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種隨鉆開(kāi)關(guān)閥，主要由外殼體、球座、壓力球、定位銷、彈簧、中心軸組成；其中：所述外殼體上部設(shè)有徑向旁通孔，下部設(shè)有內(nèi)凸沿；所述定位銷設(shè)置在外殼體內(nèi)凸沿上方的外殼體上；所述球座上段為與外殼體旁通孔密閉配合的圓柱面，球座下段為與壓力球密閉配合的弧面，在球座弧面最小通徑處的上下分別設(shè)有上通孔和下通孔，上通孔連通下通孔，球座的通徑小于壓力球的外徑；所述中心軸為圓筒狀，外壁軸向設(shè)有兩段滑槽，上段滑槽與設(shè)置在外殼體上的定位銷構(gòu)成限位配合，下段滑槽與外殼體下部的內(nèi)凸沿構(gòu)成環(huán)形彈簧槽，中心軸的下部設(shè)有過(guò)流孔；所述彈簧設(shè)置在彈簧槽內(nèi)；所述球座與中心軸上下連接后，其外部與外殼體內(nèi)部構(gòu)成軸向滑動(dòng)密封配合；中心軸相對(duì)外殼體向下滑動(dòng)到最大行程滿足球座下行至旁通孔下方。

上述方案進(jìn)一步包括：所述滑槽由兩個(gè)以上的W形狀單元依次連接構(gòu)成封閉循環(huán)。

所述滑槽的W形狀單元按照長(zhǎng)直槽、短直槽、短直槽、長(zhǎng)直槽依次排列。

所述定位銷是兩個(gè)以上，且與滑槽的W形狀單元數(shù)量相同。

旁通孔是兩個(gè)以上，均布在外殼體上。

中心軸上的過(guò)流孔是兩個(gè)以上，且沿軸向設(shè)置在中心軸壁上。

還包括設(shè)置在球座與外殼體之間、中心軸與外殼體之間的密封裝置。

彈簧和滑槽所處空間充滿潤(rùn)滑油。