[發(fā)明專利]帶自動保護的鉆具浮閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010103281.9
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN110924884B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 朱懷軍;田皎雨;王笑笑;田相錄
• 申請（專利權）人: 東營市創(chuàng)元石油機械制造有限公司
• 主分類號: E21B21/10
• 分類號: E21B21/10
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

本發(fā)明公開了一種帶自動保護的鉆具浮閥，包括閥體、閥套、閥座、保護筒和蘑菇頭閥芯。蘑菇頭閥芯下方設有限位套，一方面保證泥漿通道順暢，另一方面保護彈簧免于疲勞破壞；保護筒為浮動式結構，可以在泥漿通道開啟后下降形成保護腔有效保護密封環(huán)，防止泥漿的直接沖擊，能延長密封環(huán)使用壽命；當密封環(huán)被壓縮到設定量時，閥座下端的下錐形限位面與蘑菇頭閥芯的上部錐面貼合在一起，可對密封環(huán)進行保護，防止壓力過大而損壞，延長密封環(huán)和彈簧的使用壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及石油工業(yè)鉆井內(nèi)防噴工具技術領域，特別涉及一種帶自動保護的鉆具浮閥。

背景技術

在石油、天然氣及其他鉆井和修井作業(yè)中，為防止在接單根或起下鉆時，環(huán)空里的泥漿返至鉆柱內(nèi)而噴灑到鉆臺上，同時為了防止底層流體在地層壓力的作用下進入鉆具發(fā)生溢流、井涌或井噴的情況發(fā)生，而在鉆柱底部連接一個鉆具浮閥。

常用的鉆具浮閥有箭式鉆具浮閥和板式鉆具浮閥，開泵時泥漿壓力推動箭式閥芯下移或閥板翻轉打開泥漿通道，停泵時在彈簧力及地層壓力的作用下箭式閥芯和閥板復位，關閉泥漿通道，防止泥漿回流，阻止其進入鉆柱，起到內(nèi)防噴的目的。

目前使用較普便的鉆具浮閥大多結構不合理，泥漿直接沖蝕密封件、彈簧沒有限位防護，常常因為密封面沖蝕、彈簧受損等情況而導致浮閥失效，造成在安裝與維護過程中，裝配困難，效率低下，在使用過程中，密封經(jīng)常失效，彈簧易于疲勞過度，故障率高，可靠性低，使用壽命短，大大推高了鉆井成本，最關鍵的是當起下鉆作業(yè)、反循環(huán)、井下發(fā)生井涌或井噴時，彈簧失效，箭式閥芯關閉不嚴，失去防止鉆井液回流，阻止泥沙進入鉆柱的作用，起不到防堵、防噴的目的，存在著極大的安全隱患，使鉆井作業(yè)處于極大的風險之中，嚴重威脅相關人員與設施的安全，不能滿足日益惡劣的井下工況需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上存在的問題，本發(fā)明提供了一種能防止泥漿沖擊、防止無限度擠壓密封件，能延長密封件使用壽命的帶自動保護的鉆具浮閥。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體方案：

一種帶自動保護的鉆具浮閥，其特征在于，包括：

閥體，所述閥體內(nèi)由上至下分別安裝有閥套和分流座，所述閥套坐在分流座上，所述分流座上還安裝有導向彈簧座，所述導向彈簧座上安裝有彈簧，所述閥套內(nèi)腔位于上部的內(nèi)壁上固定設有彈性擋圈；

閥座，所述閥座設置在閥套內(nèi)腔并與閥套固定且密封配合，所述閥座的上端內(nèi)圓端面設有上錐形限位面，所述閥座的下端內(nèi)圓端面由內(nèi)向外依次設有下錐形限位面和閥座密封錐面，所述下錐形限位面與閥座密封錐面之間通過臺階平行設置，且閥座密封錐面位于下錐形限位面的下方，所述閥座的下部外側由外向內(nèi)分別設有固定環(huán)和密封環(huán)，所述固定環(huán)的外表面與閥座外表面平齊，所述密封環(huán)的下端伸出閥座密封錐面；

保護筒，所述保護筒活動設置在閥座腔體內(nèi)，所述閥套內(nèi)位于閥座上端面與彈性擋圈之間設有活動腔，所述活動腔與閥座腔體連通；所述保護筒的上端設置在活動腔內(nèi)上下移動，保護筒向下移動時下端伸出閥座腔體與閥套形成用于保護密封環(huán)的保護腔；

蘑菇頭閥芯，所述蘑菇頭閥芯的下部通過彈簧活動設置在導向彈簧座內(nèi)，所述蘑菇頭閥芯的錐形外表面分別設有與下錐形限位面和閥座密封錐面相對應的上部錐面和下部錐面，閉合時所述蘑菇頭閥芯的上部錐面分別與閥座的下錐形限位面和保護筒下端相接觸，下部錐面與閥座密封錐面具有間隙。

優(yōu)選的，所述保護筒包括下端的保護筒本體和上端的外徑大于保護筒本體外徑的喇叭口，所述喇叭口位于活動腔內(nèi)且外圓錐面與上錐形限位面相配合或有一個夾角，以防止液體表面張力阻礙保護筒向上運動。

優(yōu)選的，所述固定環(huán)的外表面與閥套內(nèi)壁接觸，所述固定環(huán)的下端內(nèi)壁設有內(nèi)徑逐漸變小的傾斜面，所述傾斜面使密封環(huán)的下端與閥座密封錐面保持垂直設置，所述固定環(huán)下端的內(nèi)圓端面與閥座下端的閥座密封錐面在一條直線上。