专利名称：大通径组合式钻具浮阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油钻井的钻具浮阀。
背景技术：
在石油钻井、控压钻井或欠平衡钻井作业中，需要在钻柱上安装钻具浮阀(又称钻 具止回阀)，以防止钻柱内液体、气体回流，钻井现场最需要的是一种能满足控压钻井、欠平 衡钻井作业的高质量大通径止回阀；现常用的止回阀种类有箭形止回阀、投入式止回阀、 板式浮阀等，这些阀中只有板式浮阀属于较大流量的止回阀，但现有的板式浮阀，包括中空 的钻杆接头、设在钻杆接头内纵向排列的一组浮阀，每组浮阀均包括中空的阀芯、通过扣合 的台阶装于阀芯内的中空的阀座、装于阀芯内的轴销、装于轴销上的压簧，压簧的一端与阀 瓣的底部接触，阀瓣的顶部与阀座的下端配合，阀芯装于钻杆接头内的台阶上；由于轴销装 于阀芯内，其尺寸受到限制，又要承受钻杆接头内高压流体介质的冲蚀，易断裂，使用寿命 较短；阀瓣在钻杆接头内只能呈最大约60°角开启，其通径未达到最大的利用效果，且阀 瓣与阀座的密封性能较差。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种大通径组合式钻 具浮阀，它具有耐冲蚀性好、使用寿命长、流量大、密封性能好的优点。为达到上述目的，本实用新型的大通径组合式钻具浮阀，包括中空的钻杆接头，其 特征在于在钻杆接头内设有纵向排列的一组或一组以上的浮阀，每组浮阀均包括中空的阀 芯、通过扣合的台阶装于阀芯内的中空的阀座、装于阀芯侧壁安装孔内的轴销、装于轴销上 的扭簧，扭簧的一端固定于阀芯与钻杆接头相邻侧壁之间的间隙中，另一端与阀瓣的底部 接触，阀瓣的顶部与阀座的下端配合，阀座与阀芯相邻的侧壁之间、以及阀芯与钻杆接头相 邻的侧壁之间均设有密封圈；最下方的浮阀的阀芯装于钻杆接头内的台阶上；由于轴销装于阀芯侧壁的安装孔内、扭簧位于阀瓣的下方，当阀瓣被冲开时，轴销 和扭簧几乎不受介质的冲蚀，不易断裂，使用寿命长；作为本实用新型的进一步改进，在每个轴销下方的阀芯侧壁上均设有让位孔，让 位孔的直径与阀瓣对应；当阀瓣被冲开时，扭簧及阀瓣可退入让位孔内，阀瓣呈90°角开 启，大大提高了流量；作为本实用新型的进一步改进，在最上方浮阀的阀芯内通过螺纹还装有调整环， 调整环的下端与阀座的上端接触，在该阀芯的侧壁上设有径向的螺孔，在调整环的外壁上 设有对应的定位槽，调整环和阀芯通过置于螺孔和定位槽中紧定螺钉联接；通过转动调整 环，可调整阀座的纵向位置，从而调整阀座与阀瓣的预压力；作为本实用新型的进一步改进，所述浮阀的组数为两组或两组以上，相邻两组浮 阀中位于上方的浮阀的阀芯均设有调整段，调整段通过螺纹装于其下方浮阀的阀芯内并与 下方浮阀的阀座上端接触，在下方浮阀的阀芯侧壁上设有径向的螺孔，在调整段的外壁上设有对应的定位槽，调整段和下方浮阀的阀芯通过置于螺孔和定位槽中紧定螺钉联接；通 过转动调整环，还可调整下方阀座的纵向位置，从而调整下方阀座与阀瓣的预压力；作为本实用新型的进一步改进，每组浮阀的阀座和阀瓣设有配合的圆锥面，在阀 座的圆锥面上还设有阀座密封圈；阀座密封圈可免受冲蚀，提高该密封圈的使用寿命和密 封性能；作为本实用新型的进一步改进，在每组浮阀的阀瓣的上端面中心均设有凹槽，凹 槽的四周边缘为过渡弧面；可对介质进行缓冲，降低对阀瓣密封面的冲蚀；综上所述，本实用新型具有耐冲蚀性好、使用寿命长、流量大、密封性能好的优点。
图1为本实用新型实施例一的主视图。图2为本实用新型实施例二的主视图。图3为图2中阀瓣的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。实施例一如图1所示，该大通径组合式钻具浮阀，包括中空的钻杆接头1、设在钻杆接头1内 纵向排列的一组浮阀，该组浮阀包括中空的阀芯2、通过扣合的台阶装于阀芯2内的中空的 阀座3、装于阀芯2侧壁安装孔内的轴销4、装于轴销4上的扭簧5，扭簧5的一端5a固定于 阀芯2与钻杆接头1相邻侧壁之间的间隙中，另一端5b与阀瓣6的底部接触，在轴销4下 方的阀芯侧壁上设有让位孔2a，让位孔2a的直径与阀瓣6对应，阀瓣6的顶部与阀座3的 下端配合，阀座3与阀芯2相邻的侧壁之间、以及阀芯2与钻杆接头1相邻的侧壁之间均设 有密封圈7，阀芯2装于钻杆接头1内的台阶上，在阀芯2内通过螺纹还装有调整环8，调整 环8的下端与阀座3的上端接触，在阀芯2的侧壁上设有径向的螺孔，在调整环8的外壁上 设有对应的定位槽，调整环8和阀芯2通过置于螺孔和定位槽中紧定螺钉9联接；该钻具浮阀的工作原理为当阀瓣6上方的流体压力大于其下方的流体压力和扭 簧5的弹力时，流体冲开阀瓣6进入下端钻具内；当阀瓣6下方的流体压力大于其上方的流 体压力时，在扭簧5的作用下阀瓣6关闭，可有效防止钻屑通过钻头回流，能有效防止钻具 内井喷及钻井失控；当不压井起下井筒内工作钻柱时，钻具浮阀通过限制钻柱内流体的回 流，使得井内钻具能顺利起出和下入，为不压井起下工作管柱作业提供一个更加安全的工 作环境；当需要打开钻具下端安装的旁通阀时，可投入钢球冲开阀瓣6进入钻杆接头的下 端，推动旁通阀活塞打开旁通阀；由于轴销4装于阀芯2侧壁的安装孔内、扭簧5位于阀瓣 6的下方，当阀瓣6被冲开时，轴销4和扭簧5几乎不受介质的冲蚀，不易断裂，使用寿命长； 当阀瓣6被冲开时，扭簧5及阀瓣6可退入让位孔2a内，阀瓣6呈90°角开启，大大提高了 流量；通过转动调整环8，可调整阀座3的纵向位置，从而调整阀座3与阀瓣6的预压力。实施例二如图2和图3所示，该实施例的大通径组合式钻具浮阀，包括中空的钻杆接头1、设 在钻杆接头1内纵向排列的上、下两组浮阀，每组浮阀均包括中空的阀芯10、通过扣合的台阶装于阀芯10内的中空的阀座11、装于阀芯10侧壁安装孔内的轴销12、装于轴销12上的 扭簧13，扭簧13的一端固定于阀芯10与钻杆接头1相邻侧壁之间的间隙中，另一端与阀 瓣14的底部接触，在每个轴销12下方的阀芯侧壁上均设有让位孔10a，让位孔IOa的直径 与阀瓣14对应，阀瓣14的顶部与阀座11的下端配合，阀座11和阀瓣14设有配合的圆锥 面，在阀座11的圆锥面上还设有阀座密封圈15，阀瓣14的上端面中心均设有凹槽14a，凹 槽14a的四周边缘为过渡弧面，阀座11与阀芯10相邻的侧壁之间、以及阀芯10与钻杆接 头1相邻的侧壁之间均设有密封圈16 ；在上方浮阀的阀芯10内通过螺纹还装有调整环17， 调整环17的下端与上方阀座11的上端接触，在该阀芯10的侧壁上设有径向的螺孔，在调 整环17的外壁上设有对应的定位槽，调整环17和阀芯10通过置于螺孔和定位槽中紧定螺 钉18联接，上方浮阀的阀芯10还设有调整段10a，调整段IOa通过螺纹装于其下方浮阀的 阀芯内并与下方浮阀的阀座上端接触，在下方浮阀的阀芯侧壁上设有径向的螺孔，在调整 段IOa的外壁上设有对应的定位槽，调整段IOa和下方浮阀的阀芯通过置于螺孔和定位槽 中紧定螺钉19联接；下方的浮阀的阀芯装于钻杆接头1内的台阶上； 该实施例的工作原理为当从钻杆接头1上方进入的流体推开上阀瓣14进入两阀 之间的室内，在压力大于下阀瓣下端压力时，流体冲开下阀瓣进入下端钻具内；当下阀瓣下 方的流体压力大于上阀瓣14的流体压力时，在扭簧的作用下阀瓣关闭，可有效防止钻屑通 过钻头回流，能有效防止钻具内井喷及钻井失控；当下阀瓣密封失效，上阀瓣14作为第二 道防线仍可阻止钻具内的流体回流，提高保险系数；当需要打开钻具下端安装的旁通阀时， 可投入钢球冲开上、下阀瓣14进入钻杆接头1的下端，推动旁通阀活塞打开旁通阀；由于 轴销12装于阀芯10侧壁的安装孔内、扭簧13位于阀瓣14的下方，当阀瓣14被冲开时，轴 销12和扭簧13几乎不受介质的冲蚀，不易断裂，使用寿命长；当阀瓣14被冲开时，扭簧13 及阀瓣14可退入让位孔IOa内，阀瓣14呈90°角开启，大大提高了流量；通过转动调整环 17，可调整上阀座11和下阀座的纵向位置，从而调整两组阀座11与阀瓣14的预压力；阀座 密封圈15设于阀座11的圆锥面上，可免受冲蚀，提高该密封圈15的使用寿命和密封性能； 阀瓣凹槽14a的过渡弧面可对介质进行缓冲，降低对阀瓣密封面的冲蚀。
权利要求一种大通径组合式钻具浮阀，包括中空的钻杆接头，其特征在于在钻杆接头内设有纵向排列的一组或一组以上的浮阀，每组浮阀均包括中空的阀芯、通过扣合的台阶装于阀芯内的中空的阀座、装于阀芯侧壁安装孔内的轴销、装于轴销上的扭簧，扭簧的一端固定于阀芯与钻杆接头相邻侧壁之间的间隙中，另一端与阀瓣的底部接触，阀瓣的顶部与阀座的下端配合，阀座与阀芯相邻的侧壁之间、以及阀芯与钻杆接头相邻的侧壁之间均设有密封圈；最下方的浮阀的阀芯装于钻杆接头内的台阶上。
2.如权利要求1所述的大通径组合式钻具浮阀，其特征在于在每个轴销下方的阀芯侧 壁上均设有让位孔，让位孔的直径与阀瓣对应。
3.如权利要求1或2所述的大通径组合式钻具浮阀，其特征在于在最上方浮阀的阀芯 内通过螺纹还装有调整环，调整环的下端与阀座的上端接触，在该阀芯的侧壁上设有径向 的螺孔，在调整环的外壁上设有对应的定位槽，调整环和阀芯通过置于螺孔和定位槽中紧 定螺钉联接。
4.如权利要求3所述的大通径组合式钻具浮阀，其特征在于所述浮阀的组数为两组或 两组以上，相邻两组浮阀中位于上方的浮阀的阀芯均设有调整段，调整段通过螺纹装于其 下方浮阀的阀芯内并与下方浮阀的阀座上端接触，在下方浮阀的阀芯侧壁上设有径向的螺 孔，在调整段的外壁上设有对应的定位槽，调整段和下方浮阀的阀芯通过置于螺孔和定位 槽中紧定螺钉联接。
5.如权利要求4所述的大通径组合式钻具浮阀，其特征在于每组浮阀的阀座和阀瓣设 有配合的圆锥面，在阀座的圆锥面上还设有阀座密封圈。
6.如权利要求5所述的大通径组合式钻具浮阀，其特征在于在每组浮阀的阀瓣的上 端面中心均设有凹槽，凹槽的四周边缘为过渡弧面。
专利摘要本实用新型公开了一种大通径组合式钻具浮阀，包括中空的钻杆接头，在钻杆接头内设有纵向排列的一组或一组以上的浮阀，每组浮阀均包括中空的阀芯、通过扣合的台阶装于阀芯内的中空的阀座、装于阀芯侧壁安装孔内的轴销、装于轴销上的扭簧，扭簧的一端固定于阀芯与钻杆接头相邻侧壁之间的间隙中，另一端与阀瓣的底部接触，阀瓣的顶部与阀座的下端配合，阀座与阀芯相邻的侧壁之间、以及阀芯与钻杆接头相邻的侧壁之间均设有密封圈；最下方的浮阀的阀芯装于钻杆接头内的台阶上；作为本实用新型的进一步改进，在每个轴销下方的阀芯侧壁上均设有让位孔，让位孔的直径与阀瓣对应；本实用新型具有耐冲蚀性好、使用寿命长、流量大、密封性能好的优点。
文档编号E21B34/02GK201705289SQ20102022530
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者刘传清, 扬献忠, 曾宏, 林发权, 谢旭明 申请人:四川内江宏生石油机械有限公司