[实用新型]斜孔球式钻柱回压阀

说明书

(一)技术领域

本实用新型属于钻井用的井下工具，是钻井液循环系统中钻柱的防喷装置。具体而言是一种斜孔球式钻柱回压阀。

(二)背景技术

钻井过程中，在接单根或起钻时，如果钻井液倒返回至钻柱内，轻则喷撒到钻台上影响工作，重则地层流体进入钻柱发生井涌、井喷事故。于是就在钻柱底部联接一个钻柱回压阀(或叫钻柱防喷器)，主要是在钻柱内起单向阀的作用。此类钻柱回压阀的结构形式，有箭形阀、蝶形阀、锥形阀和投入式回压阀等。这些钻柱回压阀在结构、材质甚至原理上都存在诸多问题。主要是阀芯、阀体易被钻井液冲蚀损坏，使用寿命太短；下钻过程中，为防止钻柱内缺少适量的钻井液而被“掏空”，需要经常从井口向钻柱内注入钻井液，费时费力；上述回压阀都不能使测斜仪器通过，影响了井身轨迹的监控。经检索专利文献，有两篇弱相关对比文件：“自灌浆式箭形回压阀”(200420105341.7)、“强接回压阀”(200420034052.2)，只能解决部分问题，并且结构比较复杂，制造成本较高。

(三)发明内容

本实用新型的目的就在于自主创新，研制和提供一种与众不同的斜孔球式钻柱回压阀，克服已有回压阀上述所有缺点和不足之处，使其结构简单合理，使用寿命更长，下钻具时能自动补充钻柱内的钻井液，并能使测斜仪器通过。

上述目的是由下述技术方案实现的：

斜孔球式钻柱回压阀，包括阀体总成和阀芯总成两部分，阀芯总成装在阀体总成的内腔。其特征是阀体总成由壳体和上接头组成，阀芯总成由球窝体、球道体、阀座、定位销和压力球组成。上接头装在壳体的上端部，由此构成一个圆柱形的内腔。内腔中自下而上依次安装球窝体、球道体、阀座。球窝体与球道体之间及球道体与阀座之间，都用定位销固定防止相对转动。压力球装在球道体内的斜孔球道内，落在球窝中。

上述斜孔球式钻柱回压阀中的壳体为圆管形状，其上端部有内螺纹，其下端部有外螺纹，下端部中心孔的直径小于壳体内腔的直径。

上述斜孔球式钻柱回压阀中的球窝体为圆柱体形状。其内部有一个偏心轴向主通道和一个偏心轴向小孔道。小孔道的上端口为圆锥形球窝。其下端面中心有圆锥形喇叭口。

上述斜孔球式钻柱回压阀中的球道体为圆柱体形状，其内部有一个偏心轴向主通道和一个斜孔球道。斜孔球道的直径大于主通道的直径。

上述斜孔球式钻柱回压阀中的阀座为圆柱体形状，其内部有一个偏心轴向主通道，其上端面中心有圆锥形喇叭口。

按照上述技术方案制造成的斜孔球式钻柱回压阀，结构简单合理，新颖巧妙，制造成本较低，能够解决同类回压阀上述诸多缺点和不足之处。尤其是采用斜孔压力球结构，在下钻过程中能自动向钻柱内补充钻井液，防止掏空；在正常钻进循环钻井液时，压力球窝藏在球窝内不易被冲蚀损坏，能延长使用寿命；当接单根钻杆或起钻时，钻井液有一定的回压，就能使压力球上升关闭主通道，防止钻井液喷撒到钻台上；只要钻具在井内，就能防止井涌、井喷事故发生；测斜仪器的杆件可以从主通道穿过，不影响井身测斜工作的正常进行。

(四)附图说明

附图是本实用新型的整体结构示意图。

(五)具体实施方式

结合附图说明一个实施例

附图中，1是壳体，2是球窝体，3是定位销，4是球道体，5是阀座，6是压力球，7是上接头。A是主通道，B是斜孔球道，C是小孔道。

由附图所示，斜孔球式钻柱回压阀包括阀体总成和阀芯总成两部分，阀芯总成装在阀体总成的内腔。其特征是阀体总成由壳体1和上接头7组成。阀芯总成由球窝体2、球道体4、阀座5、定位销3和压力球6组成。上接头7装在壳体1的上端部，由此构成一个圆柱形的内腔。内腔中自下而上依次安装球窝体2、球道体4、阀座5。球窝体2与球道体4之间及球道体4与阀座5之间，都用定位销3固定防止相对转动，保证主通道A互相对正。压力球6装在球道体4内的斜孔球道B内，落在球窝中。

由附图所示，壳体1为圆管形状，其上端部有内螺纹，下端部有外螺纹，下端部中心孔的直径小于壳体1内腔的直径。

由附图所示，球窝体2为圆柱体形状，其内部有一个偏心轴向主通道A和一个偏心轴向小孔道C。小孔道C的上端口为圆锥形球窝。其下端中心有圆锥形喇叭口。

由附图所示，球道体4为圆柱体形状，其内部有一个偏心轴向主通道A和一个斜孔球道B，斜孔球道B的直径大于主通道A的直径。

由附图所示，阀座5为圆柱体形状，其内部有一个偏心轴向主通道A，其上端面中心有圆锥形喇叭口。

斜孔球式钻柱回压阀的工作原理说明：该回压阀作为钻柱中的一个短节，将其联接到钻柱上。在下钻过程中，由于压力球6材质的密度稍大于钻井液密度，无回压时压力球6落在球窝内，此回压阀为开启状态(如图所示)，钻井液缓慢自动进入钻柱内，无需从井口补充钻井液，防止钻柱内的钻井液被掏空。在钻进过程中，接单根钻杆或起钻时，卸开钻柱的瞬间，压力球6被上返的钻井液迅速推到阀座5的下端处，堵住主通道A，此回压阀为关闭状态，防止钻柱内的钻井液喷撒到钻台上。在正常钻进，钻井液正常循环时，压力球6在自重和流动钻井液的作用下，回落在球窝内，不易受到钻井液的冲蚀，使用寿命较长，也不影响测斜仪器杆件的通过，几乎没有压力损失。只要钻具在井内，任何时候发生井涌或井喷现象，此回压阀都会在钻井液的作用下迅速关闭，防止井喷事故造成重大损失。由此可见，本实用新型终于克服了已有同类产品的诸多缺点，具有推广应用价值。