[发明专利]井口专用循环阀、采用其的钻井设备及钻井方法

说明书

一种井口专用循环阀、采用其的钻井设备及钻井方法。该井口专用循环阀包括一主体外壳，其中主体外壳上设有上、下接头；主体外壳内形成空腔，空腔内设置有阀门和活塞腔；其中，活塞腔中设一活塞，能够在第一位置和第二位置间运动；主体外壳侧壁上设两通孔，其中一通孔内与活塞间形成一密闭空间，当从该通孔输入驱动液时，能够推动活塞从第二位置向第一位置运动；其中，活塞壁上也设置有一通孔，当活塞到第一位置时，该通孔与主体外壳侧壁另一通孔形成部分或完全连通，从而输入的钻井液能够通过内部空腔流向下接头。本发明的井口专用循环阀便于更换钻杆和钻铤，不需要中断泥浆循环，还可以在顶驱出现故障或事故时，进行不间断循环压井作业。

技术领域

本发明涉及石油钻探和开采设备领域，具体涉及一种井口专用循环阀，尤其是在石油钻井过程中，便于更换钻杆和钻铤，不中断泥浆循环的井口专用循环阀、采用其的钻井设备及钻井方法。

背景技术

石油钻井过程中，地层压力变化很大，有的层位压力高，有的层位压力低，只有通过调整泥浆比重，建立循环来平衡地层压力，避免井喷和井漏。

在钻井过程中，井喷和井漏都容易产生重大事故，只有在不间断的循环泥浆，在井筒内形成稳定井壁，使井筒和地层压力平衡才能保证钻井过程中不会出现大事故。现有的钻井设备在钻井过程中，遇到地层压力不稳定时，需要更换钻杆和钻柱动作都非常迅速，减少不循环泥浆的时间，增加井筒内井壁的稳定性，才能避免或减缓出现井喷和井漏等的重大事故，这就对操作工人提出了极高的要求，如何减轻工人的负担，改善和提高操作稳定性和安全性就是目前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种井口专用循环阀、采用其的钻井设备及钻井方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种井口专用循环阀，包括一主体外壳，其中：

所述主体外壳上设置有上接头和下接头；

所述主体外壳内部形成上下连通的空腔，所述空腔内设置有一控制所述空腔上下连通的阀门和一活塞腔；其中，所述活塞腔中设置一中间具有连通通道的活塞，能够在活塞腔内的第一位置和第二位置之间运动，且活塞与主体外壳之间设置有第一复位机构；

所述主体外壳的侧壁上设置有两个通孔，其中第一通孔内部与活塞之间形成一密闭空间，当从第一通孔输入驱动液时，能够推动活塞在活塞腔中从第一复位机构舒展的第二位置向使第一复位机构受力的第一位置运动；其中，第二通孔用于输入钻井液；

其中，活塞壁上也设置有一第三通孔，当活塞运动到第一位置时，第三通孔与第二通孔形成部分或完全连通，从而第二通孔输入的钻井液能够通过所述主体外壳的内部空腔流向下接头。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种采用如上所述的井口专用循环阀的钻井设备。

作为本发明的再一个方面，还提供了一种采用如上所述的井口专用循环阀的钻井方法，包括以下步骤：

进行钻井时，将所述井口专用循环阀连接在钻铤或钻杆上，钻井液通过顶驱进入井口专用循环阀的内部，再由井口专用循环阀进入钻杆或钻铤；

执行钻井作业。

作为本发明的还一个方面，还提供了一种采用如上所述的井口专用循环阀的钻井方法，包括以下步骤：

更换钻杆或钻铤时，卡住钻杆或钻铤，将快速接头分别与所述井口专用循环阀侧面的第一通孔和第二通孔相连接，并且同时密封；顶驱关闭循环，快速接头打开循环，钻井液从快速接头进入井口专用循环阀的第一通孔后推动活塞运动，当压力到达一定值后第二通孔与第三通孔连通，钻井液沿着第二通孔进入钻杆内部。

基于上述技术方案可知，本发明的井口专用循环阀、采用其的钻井设备及钻井方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一：