聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連續(xù)循環(huán)鉆井領(lǐng)域，特別是涉及一種聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)循環(huán)鉆井技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井循環(huán)介質(zhì)在接卸單根或立柱時(shí)的不間斷循環(huán)，有效解決鉆井介質(zhì)循環(huán)中斷引起的井底壓力波動、巖肩沉積、井壁坍塌及溢流等鉆井事故復(fù)雜，該技術(shù)在油氣勘探開發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]連續(xù)循環(huán)鉆井技術(shù)主要有連續(xù)循環(huán)鉆井裝置和閥式連續(xù)循環(huán)鉆井系統(tǒng)。受技術(shù)發(fā)展限制，目前，閥式連續(xù)循環(huán)鉆井系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)鉆井的主要方式，而連續(xù)循環(huán)閥是閥式連續(xù)循環(huán)鉆井系統(tǒng)的核心工具。目前，連續(xù)循環(huán)閥主要有三通球閥、雙板閥和球閥-板閥等結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)存在以下問題:
[0004]1、受結(jié)構(gòu)構(gòu)件影響，無法實(shí)現(xiàn)全通徑循環(huán)，測斜工具下入受阻；
[0005]2、閥板利用復(fù)位彈簧關(guān)閉，開啟時(shí)需要消耗部分水力能量；
[0006]3、閥板沖蝕嚴(yán)重；
[0007]4、復(fù)位彈簧易疲勞損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種能夠快速切換主通路和旁通路、有效降低旁通循環(huán)時(shí)的壓降和避免閥板沖蝕以及復(fù)位彈簧的損壞的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥。
[0009]為此，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
[0010]一種聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，包括閥體和安裝在該閥體內(nèi)的球閥，還包括旋鈕、旁通堵頭以及由上至下依次安裝在所述閥體內(nèi)的主動齒輪、從動齒輪滑套和旁通滑套。
[0011]所述旋鈕和主動齒輪固定連接，旋鈕外端安裝在所述閥體上形成的孔內(nèi)，旋鈕內(nèi)端與所述球閥的閥芯固定連接，用于旋轉(zhuǎn)所述閥芯。
[0012]所述主動齒輪為錐齒輪；所述從動齒輪滑套安裝在所述閥芯的下部，從動齒輪滑套的上端面為與所述主動齒輪相配合的錐齒輪，從動齒輪滑套的下端局部向下延伸并插入所述旁通滑套上端外周面上形成的凹槽內(nèi)，以便帶動旁通滑套轉(zhuǎn)動。
[0013]在所述旁通滑套的側(cè)壁上形成有第I旁通孔，在所述閥體下部與第I旁通孔相應(yīng)的位置處開有第2旁通孔，所述旁通堵頭封堵在所述第2旁通孔內(nèi)；
[0014]當(dāng)所述閥芯打開，使閥體內(nèi)的主通路打開時(shí)，所述第2旁通孔和第I旁通孔錯(cuò)開，使第I旁通孔封閉；轉(zhuǎn)動所述旋鈕時(shí)，所述主動齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動所述從動齒輪滑套和旁通滑套繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0015]所述球閥包括由上至下依次安裝在所述閥體內(nèi)的卡環(huán)、彈簧、上閥座、所述球芯和下閥座，在所述卡環(huán)內(nèi)安裝有孔擋圈，所述下閥座安裝在從動齒輪滑套內(nèi)，下閥座下端坐靠在閥體內(nèi)壁上形成的臺階上，從動齒輪滑套能相對于閥體和下閥座旋轉(zhuǎn)。
[0016]所述上閥座和閥體之間、所述下閥座和從動齒輪滑套之間、所述旁通滑套上下端與閥體之間以及所述旁通堵頭和閥體之間均安裝有密封圈。
[0017]所述主動齒輪的小端直徑大于所述第I旁通孔的直徑。
[0018]所述第I旁通孔周圍的旁通滑套外壁與閥體之間為金屬密封。
[0019]所述主動齒輪和從動齒輪滑套上端的錐齒輪的軸交角為90°。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0021]1、能夠在關(guān)閉/打開主通路時(shí)，同時(shí)打開/關(guān)閉旁通路，從而實(shí)現(xiàn)接卸單根或立柱期間的鉆井液循環(huán)流動；
[0022]2、閥體內(nèi)流體通道為全通徑，方便井下儀器的下入；
[0023]3、滑套式的旁通結(jié)構(gòu)，能夠有效降低旁通循環(huán)時(shí)的壓降，同時(shí)避免閥板和密封圈的沖蝕以及復(fù)位彈簧的損壞。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1中主動齒輪和從動齒輪滑套嚙合時(shí)狀態(tài)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1、閥體；2、下閥座；3、球芯；4、上閥座；5、彈簧；6、卡環(huán)；7、孔擋圈；8、母扣；10、旋鈕；11、主動齒輪；12、從動齒輪滑套；13、旁通滑套；14、旁通堵頭；15、公扣。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明所提供的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥如圖1和圖2所示，包括:主通路和旁通路。閥體I上的母扣8用于與上部鉆具的公扣連接，閥體I下部的公扣15用于與下部鉆具的母扣連接。取下旁通堵頭14后，閥體I上的旁通孔與旁通路管線連接，通過球閥實(shí)現(xiàn)主通路的啟閉，通過旁通滑套13實(shí)現(xiàn)旁通路的啟閉。
[0029]具體地說，該聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥包括閥體、安裝在該閥體內(nèi)的球閥、旋鈕10、旁通堵頭14以及由上至下依次安裝在所述閥體I內(nèi)的主動齒輪11、從動齒輪滑套12和旁通滑套13。
[0030]所述旋鈕10和主動齒輪11固定連接，旋鈕10外端安裝在閥體I上形成的孔內(nèi)，旋鈕10內(nèi)端與球閥的閥芯3固定連接，用于旋轉(zhuǎn)閥芯3。所述主動齒輪11為錐齒輪。從動齒輪滑套12安裝在閥芯3的下部，從動齒輪滑套12的上端面為與主動齒輪11相配合的錐齒輪，從動齒輪滑套12的下端局部向下延伸并插入旁通滑套13上端外周面上形成的凹槽內(nèi)。確切地說，從動齒輪滑套12的下端局部向下延伸，該延伸端的外側(cè)由閥體I上形成的凸臺支撐且該側(cè)能夠在該凸臺上轉(zhuǎn)動一定角度，該延伸端的內(nèi)側(cè)插入旁通滑套13上端外周面上形成的凹槽內(nèi)，這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)動旋鈕10帶動主動齒輪11旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以容易地帶動從動齒輪滑套12旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動旁通滑套13旋轉(zhuǎn)。
[0031]在旁通滑套13的側(cè)壁上形成有第I旁通孔，在閥體I下部與第I旁通孔相應(yīng)的位置處開有第2旁通孔，旁通堵頭14封堵在第2旁通孔內(nèi)。當(dāng)閥芯3打開，使閥體I內(nèi)的主通路打開時(shí)，所述第2旁通孔和第I旁通孔錯(cuò)開，使第I旁通孔封閉；轉(zhuǎn)動所述旋鈕10時(shí)，所述主動齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動所述從動齒輪滑套12和旁通滑套13繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0032]所述球閥包括由上至下依次安裝在閥體I內(nèi)的卡環(huán)6、彈簧5、上閥座4、所述球芯3和下閥座2，在卡環(huán)6內(nèi)安裝有孔擋圈7，所述下閥座2安裝在從動齒輪滑套12內(nèi)，下閥座2下端坐靠在閥體I內(nèi)壁上形成的臺階上，從動齒輪滑套12能相對于閥體I和下閥座2旋轉(zhuǎn)。
[0033]所述上閥座4和閥體I之間、所述下閥座2和從動齒輪滑套12之間、所述旁通滑套上下端與閥體I之間以及所述旁通堵頭14和閥體I之間均安裝有密封圈。
[0034]另外，所述主動齒輪11的小端直徑大于所述第I旁通孔的直徑；所述第I旁通孔周圍的旁通滑套13外壁與閥體I之間裝有金屬密封，提高密封性。所述主動齒輪11和從動齒輪滑套12上端的錐齒輪的軸交角為90°，便于傳遞旋轉(zhuǎn)力。
[0035]本發(fā)明的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥的工作原理如下:
[0036]在正常鉆進(jìn)中，聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥上部的球芯3處于打開狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)主通路的開啟；旁通滑套13上的旁通孔與閥體I上的旁通孔錯(cuò)開一定角度，實(shí)現(xiàn)旁通路的關(guān)閉。
[0037]在接卸單根或立柱時(shí)，取下旁通堵頭14，將旁通路管線連接到閥體I上的旁通孔，待主通路和旁通路壓力平衡后，旋轉(zhuǎn)上部球閥的旋鈕10，球閥的球芯3開始轉(zhuǎn)動，使主通路由打開狀態(tài)向關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變，同時(shí)，旋鈕10的旋轉(zhuǎn)帶動主動齒輪11轉(zhuǎn)動，主動齒輪11的轉(zhuǎn)動又帶動從動齒輪滑套12繞其中心軸轉(zhuǎn)動，從動齒輪滑套12的轉(zhuǎn)動帶動旁通滑套13繞其中心軸轉(zhuǎn)動一定角度，使得旁通滑套13上的旁通孔與閥體I的旁通孔對齊，從而建立旁通循環(huán)通路；當(dāng)需要再次打開主通路、關(guān)閉旁通路時(shí)，將旋鈕10反向旋轉(zhuǎn)即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，包括閥體和安裝在該閥體內(nèi)的球閥，其特征在于:還包括旋鈕(10)、旁通堵頭(14)以及由上至下依次安裝在所述閥體(I)內(nèi)的主動齒輪(11)、從動齒輪滑套(12)和旁通滑套(13)， 所述旋鈕(10)和所述主動齒輪(11)固定連接，旋鈕(10)外端安裝在所述閥體(I)上形成的孔內(nèi)，旋鈕(10)內(nèi)端與所述球閥的閥芯(3)固定連接，用于旋轉(zhuǎn)所述閥芯⑶； 所述主動齒輪(11)為錐齒輪；所述從動齒輪滑套(12)安裝在所述閥芯(3)的下部，從動齒輪滑套(12)的上端面為與所述主動齒輪(11)相配合的錐齒輪，從動齒輪滑套(12)的下端局部向下延伸并插入所述旁通滑套(13)上端外周面上形成的凹槽內(nèi)； 在所述旁通滑套(13)的側(cè)壁上形成有第I旁通孔，在所述閥體(I)下部與所述第I旁通孔相應(yīng)的位置處開有第2旁通孔，所述旁通堵頭(14)封堵在所述第2旁通孔內(nèi)； 當(dāng)所述閥芯(3)打開，使閥體(I)內(nèi)的主通路打開時(shí)，所述第2旁通孔和第I旁通孔錯(cuò)開，使第I旁通孔封閉；轉(zhuǎn)動所述旋鈕(10)時(shí)，所述主動齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動所述從動齒輪滑套(12)和旁通滑套(13)繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:所述球閥包括由上至下依次安裝在所述閥體⑴內(nèi)的卡環(huán)(6)、彈簧(5)、上閥座(4)、所述球芯(3)和下閥座⑵，在所述卡環(huán)(6)內(nèi)安裝有孔擋圈(7)，所述下閥座⑵安裝在從動齒輪滑套(12)內(nèi)，下閥座(2)下端坐靠在閥體(I)內(nèi)壁上形成的臺階上，從動齒輪滑套(12)能相對于閥體(I)和下閥座⑵旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:所述上閥座(4)和閥體(I)之間、所述下閥座(2)和從動齒輪滑套(12)之間、所述旁通滑套上下端與閥體(I)之間以及所述旁通堵頭(14)和閥體(I)之間均安裝有密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:所述主動齒輪(11)的小端直徑大于所述第I旁通孔的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:所述第I旁通孔周圍的旁通滑套(13)外壁與閥體⑴之間裝有金屬密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，其特征在于:所述主動齒輪(11)和從動齒輪滑套(12)上端的錐齒輪的軸交角為90°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聯(lián)動式連續(xù)循環(huán)閥，包括閥體、球閥、旋鈕、旁通堵頭以及由上至下依次安裝在所述閥體內(nèi)的主動齒輪、從動齒輪滑套和旁通滑套。所述旋鈕和主動齒輪固定連接，用于旋轉(zhuǎn)閥芯。主動齒輪為錐齒輪；從動齒輪滑套安裝在閥芯的下部，從動齒輪滑套的上端面為與主動齒輪相配合的錐齒輪，從動齒輪滑套的下端局部向下延伸插入旁通滑套上端外周面上形成的凹槽內(nèi)。旁通滑套的側(cè)壁上形成有第1旁通孔，閥體下部與第1旁通孔相應(yīng)的位置處開有第2旁通孔，旁通堵頭封堵在第2旁通孔內(nèi)。該閥能避免閥板和密封圈的沖蝕以及復(fù)位彈簧的損壞；能在關(guān)閉/打開主通路時(shí)，同時(shí)打開/關(guān)閉旁通路；閥體內(nèi)流體通道為全通徑，方便井下儀器下入。
【IPC分類】E21B21-10
【公開號】CN104763365
【申請?zhí)枴緾N201510151904
【發(fā)明人】魏凱, 馬金山, 齊金濤, 徐海潮, 王曉霞, 郗鳳亮, 魏臣興, 李征, 欒家翠, 葛玉平
【申請人】中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月1日