[发明专利]一种多功能连续循环安全阀

说明书

技术领域

本发明涉及用于石油钻井、完井、油井维修、洗井、打捞的特殊井下工具，该工具可在井下进行连续循环的一种多功能连续循环安全阀。

背景技术

石油工业是一个高风险产业，油井安全生产具有十分重要的意义。喷漏卡塌事故是石油勘探开发中最为复杂和严重的事故，也是影响油井安全生产的最主要因素之一，严重制约着石油钻探技术的不断深入，并对国民人身安全和财产安全造成严重的危害。其中仅美国墨西哥湾每年由于井漏而造成的经济损失约10亿美元。

为防止喷漏卡塌等事故的发生，在钻井、完井、油井维修、洗井、打捞、封隔器坐封等作业中使用安全循环阀，而目前使用的安全循环阀受到循环次数的限制，由于起下钻、更换安全循环阀引起较长的非工作时间，降低了钻井时效，造成了严重的经济损失。如对于陆上钻井，现有安全循环阀每工作1次，由于非工作时间而造成的经济损失超过1000美元；而海上钻井的经济损失更大，约10000多美元。

为减少现有安全循环阀由于投球及更换浪费的非工作时间，急需研制一种多功能连续循环安全阀。该阀通过地面开停泵来控制，可实现3个工位，每个工位转换只需1分钟时间，且转化时间约为现有阀使用时间的5%；该工具不受循环次数的限制，且在堵漏、防喷、环空加速携岩、破坏岩屑床、水平酸化处理等作业时，循环液不经过BHA，可有效避免循环液对BHA的损害。

发明内容

本发明的目的是：为解决现有技术的不足，实现投球后该工具不用从井下直接取出，可在井下连续循环工作，减少了操作时间，而且也减少了流体的损失，同时提高了技术水平和经济效益，特提供一种多功能连续循环安全阀。

为达到上述目的，本发明解决此问题所采用的技术方案是：一种多功能连续循环安全阀，由上接头、下接头、阀体、分流套筒、固定导向体、小弹簧、可动导向体、上弹簧座、大弹簧、导向套筒、芯轴、下弹簧座、平衡活塞、封堵球和球座组成，其特征是：阀体为整体式，表面上开有1~4个流道孔，阀体上下端均有螺纹，上端连接上接头，下端连接下接头，阀体内装有芯轴，芯轴从下往上依次安装有平衡活塞、下弹簧座、导向套筒、上弹簧座、可动导向体、固定导向体和分流套筒，下弹簧座、导向套筒与芯轴形成的腔体内装有大弹簧，可动导向体腔体内装有小弹簧，分流套筒末端安装有球座，用于放置封堵球。

多功能连续循环安全阀中分流套筒为圆柱体状，在中部斜坡面处开有1~4个分流孔，下端为阶梯孔，用于安装固定导向体，上端加工有突出台阶，用于安装球座。

多功能连续循环安全阀中固定导向体中部外径大于两端外径，中部及下部均布4个导向槽，上端台阶用于安装分流套筒，下端台阶用于安装小弹簧、可动导向体和上弹簧座。

多功能连续循环安全阀中可动导向体为圆筒状，周向均布4个条形槽，工作过程中导向套筒突出棱通过该条形槽，下端为牙状导轨，并与上弹簧座导轨相配合。可动导向体既能上下移动，又能周向转动。

多功能连续循环安全阀中导向套筒为圆柱筒状，内部均布4个条形突出棱，工作过程中条形突出棱与上弹簧座、可动导向体和固定导向体导向槽相配合，下端斜坡面与下弹簧座相接触。在小弹簧腔体及大弹簧腔体内装有润滑油。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：1）仅需投递1次球，通过开停泵控制工具工位转换，相邻工位间的转换仅需30~60秒，操作简单；2）整体式壳体结构，强度较高，工具可靠性较好；3）腔体内有润滑油，零部件运动灵活，磨损慢，使用寿命长；4）工位转换不受次数限制，在工作过程中可实现连续循环；5）该工具可用于喷射堵漏材料、增大环空流速、水平酸化处理、井眼扩大等多种工况，工具功能较多。本发明可在钻井、完井、油井维修、洗井、打捞、封隔器坐封等施工中使用，提高了使用工效和整体技术经济效益。

附图说明

图1是本发明多功能连续循环安全阀的结构示意图；

图2是图1的未投封堵球时局部结构示意图；

图3是图1的投封堵球时流体全部通过分流孔的局部结构示意图；

图4是图1的投封堵球时流体全部通过流道孔的局部结构示意图；

图5是多功能连续循环安全阀的可压缩机构示意图。

图中，1上接头，2多功能连续循环安全阀，3下接头，4阀体，5分流孔，6分流套筒，7流道孔，8固定导向体，9导向槽，10可压缩机构，11小弹簧，12可动导向体，13上弹簧座，14大弹簧，15导向套筒，16芯轴，17下弹簧座，18平衡活塞，19封堵球，20球座。

具体实施方式