一种机械式井下套管阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机械式井下套管阀，包括阀体部件和开关工具，阀体部件包括上接头、阀座接头、连接套，阀座和下接头，还包括有保护滑套和阀板，阀板铰接在阀座上，保护滑套安装在阀体部件内，保护滑套的外壁同时与阀座接头的内壁和阀座的内壁配合，保护滑套的下部端面坐落在下接头的台阶上，在连接套的内壁安装有定位卡锁，在保护滑套的外壁安装有与定位开锁配合的定位凹槽。本发明的阀体内具有保护滑套，可采用常规的固井工艺进行固井工作，降低了作业难度；采用外嵌式开关滑套，并与钻具可剪切式的固定连接结构，在开关工具一并下入井下过程中，避免了因钻头刮、磨坏套管阀内的元件和机构而造成的阀体提前失效的风险。
【专利说明】一种机械式井下套管阀
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及石油天然气钻探井下工具【技术领域】，主要应用于欠平衡钻井、完井施工作业。
【背景技术】
[0003]欠平衡钻井过程中，由于钻井液液柱压力小于储层流体压力，钻井液就不会渗入而污染储层，这样就使储层得到最大限度的保护，从而有效提高了单井产量。与此同时，在欠平衡作业过程中，由于钻井液液柱的压力无法平衡储层流体压力，井筒内存在一定的压力，因此起钻过程中，当钻柱提至井筒上部，钻柱重量不足以克服井筒对其产生的上顶力(即管轻)时，钻柱即会被顶出井口 ；下钻过程中，钻柱重量不足又将导致其无法下井。为了解决该问题，现有技术中使用了不压井起下钻装置和井下套管阀。
[0004]不压井起下钻装置安装在钻台上，通过自身机构卡住钻台上部的钻柱，并对钻柱施加适当的力以平衡井筒内的上顶力，从而解决了欠平衡起下钻的问题。但不压井起下钻装置体积较大，安装及操作程序比较复杂，起下钻时间较长，造成整个作业速度较慢，钻井成本较高且安全风险较大，且不适应于异形管串，因此其推广应用受到了一定的限制。
[0005]井下套管阀是一种安装于套管的截止阀，可作为技术套管的组成部分下入至钻柱失重点以下的位置，并固于井中。欠平衡钻井过程中需要起钻时，首先将钻柱带压提至套管阀上部，然后关闭套管阀，隔绝底部储层压力，套管阀上部井筒内的压力就会消失，此时作用在钻柱上的上顶力也随之消失，可按照常规方法进行起钻。当需要进行下钻作业时，首先将钻柱下至套管阀上部位置，`然后打开套管阀，再按照常规方法进行下钻。可见套管阀不但能满足欠平衡状态下起下钻的要求，而且安装简单，操作方便，是实施欠平衡钻井的理想装备。
[0006]套管阀按照开关控制方式可分为液压控制形式套管阀和机械控制形式套管阀。专利US2005/0230118 Al和US007255173B2描述的是威德福研制的液压控制形式套管阀，该种套管阀在使用的过程中，多次遇到液压管线故障的问题，液压管线一旦出现故障，舌板的打开和关闭就无法进行控制，欠平衡钻井就需要终止。液压式套管阀的井下安装位置还要受液压管线长度的限制。
[0007]专利006343658B2描述的是哈利伯顿研制的机械控制形式套管阀，该种套管阀是通过预先安装在钻头上部的专用工具进行开关控制，当带有专用工具的钻柱提起至套管阀位置时，工具会自动将套管阀关闭；当带有专用工具的钻柱下放至套管阀位置时，工具会自动将套管阀打开。与液压控制形式相比，机械控制形式套管阀不需要地面液压系统、管线和接头护线装置、简化了设备、方便了操作，同时避免了液压管线故障而影响正常钻井作业的问题，且其井下位置可根据工艺需要来安装。但与此同时，该种结构类型套管阀存在一定缺陷:①钻头进入套管阀内后，钻头上部的工具才能打开或关闭套管阀，因此钻头很容易刮、磨套管阀内的一些元件和机构，进而影响套管阀使用寿命和可靠性；②当关闭的套管阀下部井筒压力过大，或者安装在钻柱工具上的剪切螺钉在下钻过程中损坏时，会出现套管阀还没被打开，螺钉就剪断的情况，那么钻头会强行顶开阀板，就会造成阀板损坏以及由于没有开关套的支撑而卡住钻具的后果设计的阀体零件较多，结构复杂，且整个工具在运行过程中对单一零件的可靠性要求很高，如果任一零件性能达不到设计要求或在使用前就被钻具损坏，则可能造成整个阀体部件的功能完全丧失的问题；④由于套管阀的开启和关闭是靠一个运动部件来完成的，采用常规的固井方式时水泥浆会将运动部件固定住而使套管阀失效，因此需要采用内管注水泥法这一特殊固井工艺来取代常规的固井方法，这样又加大了作业成本。因此研制一套能够克服上述缺点的机械式套管阀显得尤为必要。
【发明内容】
[0008]本发明旨在针对现有的液压式套管阀技术不能摆脱地面液压控制的限制，而国外的机械式套管阀结构复杂、可靠性低、钻头易刮磨阀体内壁、容易卡钻，造成操作工具不能有效地打开或关闭套管阀以及固井困难等一系列的技术问题，提供了一种结构简单、易于操作的机械式套管阀，该套管阀在下入井下时阀体内安装有一个保护套，该保护套可以使阀板保持打开状态，并在采用常规固井方法固井时起到保护阀芯的作用；同时与本套管阀配套的开关工具采用剪切螺钉外嵌连接开关滑套的结构，在操作过程中可以有效的解决钻头刮磨阀体以及阀板卡钻的问题，并采用多层剪切螺钉结构设计，提高了工具操作的可靠性。
[0009]本发明是通过采用下述技术方案实现的:
一种机械式井下套管阀，包括阀体部件，所述阀体部件包括上接头、阀座接头、连接套，阀座和下接头，其特征在于:还包括有保护滑套和用于开关阀体部件内通道的阀板，所述阀板铰接在阀座上，所述保护滑套安装在阀体部件内，保护滑套的外壁同时与阀座接头的内壁和阀座的内壁配合，且保护滑套能在阀体部件之中上下滑动，保护滑套的下部端面坐落在下接头的台阶上，在连接套的内壁安装有定位卡锁，在保护滑套的外壁安装有与定位开锁配合的定位凹槽。
[0010]所述定位卡锁主要由卡座、锁芯和弹簧组成，锁芯位于卡座内，并在卡座内沿阀体部件的径向滑动，锁芯的外台阶与卡座的内台阶贴合定位，卡锁的锁芯凸台具有一个伸出卡座外的梯形结构，该梯形结构与保护滑套上的定位凹槽相匹配。
[0011]在所述保护滑套的底部外壁设有一斜面，斜面的斜度与锁芯凸台的外斜面斜度相同。
[0012]所述上接头和下接头分别与套管通过螺纹扣相连接，上接头下部连接所述阀座接头，阀座接头下部外螺纹与连接套上部相连，阀座接头下部内螺纹则与阀座相连，下接头通过外螺纹与连接套下部相连。
[0013]保护滑套的上部内壁设有一个缩径台阶的漏斗型结构，与漏斗型结构配合设置有锥形倒扣结构的专用工具，所述专用工具整体呈圆柱型结构，专用工具的伸入段为倒圆锥台结构，倒圆锥台结构的下端面外径小于保护滑套的上端面内径，倒圆锥台结构的上端面的外径大于保护滑套内最小内径。
[0014]所述阀板座封在阀座上，且阀座上安装有与驱使阀板座封的扭转弹簧。[0015]还包括有开关工具，开关工具为与钻具组合相连接的结构所组成，具体结构是:在钻头与钻柱之间连接有一个开关短接，开关短接外部通过双头剪切螺钉连接有一个外嵌的开关滑套，开关滑套的外径小于阀体部件的最小内径。
[0016]开关短接上还安装有单头剪切螺钉，在开关滑套内壁安装有内挡环，内挡环与单头剪切螺钉配合。
[0017]在内挡环上开有多个环状排列的小孔。
[0018]开关滑套的底部外壁设有一斜面，斜面的斜度与锁芯凸台的外斜面斜度相同，在开关滑套的外壁安装有与定位开锁配合的定位凹槽。
[0019]开关滑套的下端面低于钻头底面。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果表现在:
1、本发明中，还包括有保护滑套和用于开关阀体部件内通道的阀板，摆脱了液压式套管阀受液压管线控制的限制，本发明的机械式套管阀可根据需要来确定井下安放的深度位置；阀体内具有保护滑套，可采用常规的固井工艺进行固井工作，降低了作业难度。
[0021]2、本发明中，采用的定位卡锁结构，与保护滑套或开关滑套上的定位凹槽相适配，从而能够使保护滑套或开关滑套定位，并将阀板彻底打开；且定位卡锁的具体结构简单，生产成本低。
[0022]3、本发明中，在保护滑套或开关滑套的底部外壁设有一斜面，斜面的斜度与锁芯凸台的外斜面斜度相同，这样，便于保护滑套或开关滑套在下行过程中能很方便地将锁芯凸台和锁芯顶回卡锁内部，从而使滑套能顺利通过。
[0023]4、本发明中，还包括有开关工具，开关工具的具体结构形式，可以方便地狱保护滑套配合，从而将保护滑套取回地面。
[0024]5、本发明中，阀座上安装有与驱使阀板座封的扭转弹簧，能够保证在关闭阀体时，阀板有足够的弹力自动回弹，并借助井底压力的作用座封于阀座上。
[0025]6、本发明中，还包括有开关工具，采用外嵌式开关滑套，并与钻具可剪切式的固定连接结构，在开关工具一并下入井下过程中，避免了因钻头刮、磨坏套管阀内的元件和机构而造成的阀体提前失效的风险。
[0026]7、本发明中，开关短接上还安装有单头剪切螺钉，在开关滑套内壁安装有内挡环，内挡环与单头剪切螺钉配合，这样的结构形式，与双头剪切螺钉组成两层螺钉结构，可以在工具下入井下的过程中，当主剪切螺钉受阻力较大而提前断裂时，或在当开关滑套顶开阀板的过程中，阀板未打开主螺钉即被剪断时，起到多层保险的作用，得以确保阀板被完全打开，下钻过程顺利进行。
[0027]8、本发明中，在内挡环上开有多个环状排列的小孔，从而能够在钻井过程中减小挡环在通道内形成的节流助力作用。
[0028]9、本发明中，开关滑套的下端面低于钻头底面，能够保护阀体内部不受钻头刮、磨的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面将结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明，其中:
图1为本发明整体阀体工具在初次下入井下状态的正面剖视结构图。[0030] 图2A、图2B、图2C和图2D为本发明阀体工具在图1状态中的分段详细剖视结构图。
[0031 ] 图3为定位卡锁剖视结构图。
[0032]图4为保护滑套专用取回工具。
[0033]图4A为图4中A-A向示意图。
[0034]图5为阀体关闭时的状态结构图 图6为套管阀开关工具的结构示意图。
[0035]图7A、图7B、图7C、图7D和图7E为开关工具在下钻时打开套管阀的几个主要过程结构示意图。
[0036]图8A和图8B为开关工具在起钻时关闭套管阀的两个主要过程结构不意图。
【具体实施方式】
[0037]实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，本发明公开了一种机械式井下套管阀，包括阀体部件，所述阀体部件包括上接头、阀座接头、连接套，阀座和下接头，还包括有保护滑套和用于开关阀体部件内通道的阀板，所述阀板铰接在阀座上，所述保护滑套安装在阀体部件内，保护滑套的外壁同时与阀座接头的内壁和阀座的内壁配合，且保护滑套能在阀体部件之中上下滑动，保护滑套的下部端面坐落在下接头的台阶上，在连接套的内壁安装有定位卡锁，在保护滑套的外壁安装有与定位开锁配合的定位凹槽。
[0038]实施例2
作为本发明的另一较佳实施方式，在保护滑套的上部内壁设有一个缩径台阶的漏斗型结构，与漏斗型结构配合设置有锥形倒扣结构的专用工具，所述专用工具整体呈圆柱型结构，专用工具的伸入段为倒圆锥台结构，倒圆锥台结构的下端面外径小于保护滑套的上端面内径，倒圆锥台结构的上端面的外径大于保护滑套内最小内径。其余结构同实施例1。
[0039]实施例3
作为本发明的再一较佳实施个方式，本发明包括阀体部件，阀体部件由上下接头、阀座接头、连接套、阀座、阀板、定位卡锁等部件组成。上下接头上下可分别与套管通过螺纹扣相连接，上接头下部连接有阀座接头，阀座接头下部外螺纹与连接套上部相连，阀座接头下部内螺纹则与阀座相连，阀座上的铰链连接有阀体的核心部件即开关阀板，下接头通过外螺纹与连接套下部相连。连接套内壁安有定位卡锁，可以起到定位开关滑套的作用。对于初始下入井下的套管阀，阀体内安装有一个保护滑套，该滑套可以使阀板在下井过程中始终保持打开位置。由于保护滑套的采用，可以使用常规的固井方法进行固井作业，阀芯结构在固井过程中得以保护。保护滑套可在阀体内上下滑动，并通过下接头的台阶与定位卡锁实现其初始状态的定位。滑套的上部内壁有一个缩径台阶的漏斗型结构，配合具有锥形结构的专用工具，在固井作业完成后，可将该工具下入井下套管阀处将滑套取回地面并关闭阀板。本发明的套管阀开关工具由开关短接、开关滑套、单头剪切短螺钉、双头剪切长螺钉和挡环等部件组成。开关短接上部与钻柱相连，下部与钻头相连。短接上钻有螺纹孔，可以通过双头剪切螺钉连接至外部开关滑套上的螺孔，这样钻柱与开关滑套通过螺钉连接固定在一起。在下钻过程中，当滑套被下至套管阀处时，滑套承受钻具对其向下的作用力并顶开阀板，并在当所受外力增大到一定程度时剪切螺钉可被剪断，滑套脱离钻柱的约束停留在阀体内保持阀板始终处于打开状态并起到保护阀芯的作用，钻具则可继续下行穿过阀体。开关短接上的螺孔也可以安装有单头剪切短螺钉，该单头剪切螺钉的作用是在工具下入井下的过程中，当双头螺钉由于受助力较大而提前断裂时，或在当开关滑套顶开阀板的过程中，阀板未打开螺钉即被剪断时，作为备用剪切螺钉使用，以确保阀板被完全打开。在该螺钉下部的开关滑套内有一个环形凸台，用以承受并传递螺钉对其作用向下的力来打开阀板。在起钻时，通过钻头对环形凸台作用向上的力来将开关滑套取回地面，进而将阀体关闭。
[0040]实施例4
本发明的最佳实施方式为:
本发明由阀体部件和开关工具两部分组成。按照工具下入垂直井下时的姿态从上至下，阀体部件100的上接头I可以通过上部的内螺纹与套管相连，上接头I下部的内螺纹与阀座接头2上部外螺纹连接。阀座接头2的下部外螺纹与连接套3相连，而阀座5连接在阀座接头2的下部内螺纹上。阀座5的下部通过铰链7方式与阀板连接，并安装有扭转弹簧，保证在关闭阀体时，阀板6有足够的弹力自动回弹，并借助井底压力的作用座封于阀座5上，从而关闭阀体内通道30。为保证阀板的回弹力足够，还可以选择增加拉簧结构等配置。连接套3的下部螺纹与阀体下接头8上部外螺纹连接，下接头8的另一端内螺纹则与套管相连。
[0041]在阀体100下入井下后，由于常规固井作业的需要，阀板6必须始终保持在打开状态。为此，本发明在阀体下入井下之前，在阀体100内安装有一个保护滑套4，该滑套可以使阀板6在下井过程中始终保持打开位置。由于保护滑套的采用，可以使用常规的固井方法进行固井作业，较采用内管注水泥等固井方法降低了作业的成本。阀芯结构在固井过程中也得以保护，提高了结构部件的可靠性。保护滑套4可在阀体100内上下滑动，当阀板6处于打开位置时，保护滑套下部端面坐落在下接头8的台阶81上，台阶81可以防止其继续下滑。同时，为保证在随阀体100下入井下和在固井过程中滑套不会上行而造成阀板关闭，在连接套3的内壁安装有定位卡锁9。在保护滑套4的外壁与卡锁同高度位置处有一圈梯形槽，在将保护滑套4安装入阀体内时，当保护滑套4向下滑行至预定位置后，梯形槽被定位卡锁9锁住，防止其向上滑行。这样通过下接头8的台阶81与定位卡锁9实现了对保护滑套4的初始状态定位。图3即为定位卡锁9的剖视结构图。定位卡锁9主要由卡座91、锁芯92以及弹簧93等结构组成。锁芯92位于卡座91内，并可在卡座内沿径向滑动，卡座内弹簧93对锁芯92作用一个向内径方向的弹力，锁芯92的台阶可以与卡座91的内台阶贴合定位。卡锁9的锁芯凸台具有一个伸出卡座外的梯形结构的锁芯凸台94，同样在保护滑套4外壁的相应位置也具有一圈相同梯形结构的凹槽41。另在保护滑套4底部有一斜面42，其斜度与锁芯凸台94斜面斜度相同。在保护滑套4的下行过程中，斜面42首先与锁芯凸台94的上斜面接触，保护滑套4继续下行，对锁芯92施加一沿径向向外的作用力，弹簧93受力压缩，锁芯92向卡座内收缩，保护滑套4得以通过锁芯凸台。当滑套下端面行至下接头上端面81处时停止，此时锁芯凸台94正对凹槽41处，锁芯92受弹簧93弹力作用沿径向回弹，凸台向外滑行并扣入凹槽内，卡锁9便将保护滑套4锁住。同理，在将保护滑套4向上取出井下时，滑套受较大的上提作用力上行，凸台94受力压缩弹簧93，滑套得以通过后，弹簧回弹，锁芯92回位，以便下次使用。卡锁9的结构形式可以根据工具实际情况进行改进，也可以使用其他方式代替来实现对滑套的定位。卡锁的安装和配置的方式也可以根据实际需要进行调整，包括沿圆周方向的排列数量和方式可以是一个或多个分布，以及沿阀体轴线方向也可以是一排或多排配置等。
[0042]保护滑套4的上部内壁具有一个缩径台阶的漏斗型结构，如图2A所示，配合具有锥形倒扣结构的专用工具10 (如图4所示)可以将滑套取回地面。在固井作业完成后，将工具10下入井下套管阀处，工具10具有一个锥形斜面101，在起出工具的圆柱形本体内开有内凹的凹槽，锥形斜面101嵌入式安装所述凹槽中，且在锥形斜面101和凹槽底部之间设置有伸缩弹簧。如图4A所示。工具的下端面外径应小于保护滑套4的上端面内径，得以使工具10进入阀体后能够顺利穿入保护滑套4内。工具10上外台阶102的外径则应大于滑套内最小内径。工具的斜面101沿着滑套内壁斜面43下滑，由于径向空间尺寸的减少，工具斜面受径向向内挤压作用力，其外径缩小，最终通过保护滑套4的最小内径处。通过斜面台阶44后，径向空间尺寸增大，工具斜面外径扩大至最初状态。然后将工具10上提，由于工具上台阶102直径大于滑套内台阶44最小内径，在上提工具10时，台阶102贴合到滑套内台阶44，并带动其一起向上滑行，最终将滑套取回地面。当滑套下端面向上穿出阀座内后，阀板6由于受扭转弹簧力作用将主动关闭阀体，阀体内通道30关闭，如图5所示。工具10的伸缩斜面台阶结构可以通过弹性较大的材料和结构制成，也可以通过弹簧机构的方式来实现其径向尺寸的伸缩。
[0043]在固井作业完成后要进行下钻作业，由于此时阀板6处于关闭状态，如果下钻时直接用钻头顶开阀板，则会造成当钻头通过阀体后阀板6受弹簧弹力作用回弹，在上提钻具过程中卡住钻头，无法正常起钻，进而造成井下事故。本发明中的套管阀开关工具将随钻头钻具等组合一起下入井下实现套管阀的开启和关闭操作。如图6所示，为本发明的套管阀开关工具200，该工具为与钻具组合相连接的结构所组成。在钻头204与钻柱202之间连接有一个开关短接203，该短接外部通过双头剪切螺钉205连接有一个外嵌的开关滑套201，滑套的外径略小于套管阀体的最小内径，这样，开关滑套可以随钻具一起下入井下。开关滑套201的下端面要低于钻头底面，以便保护阀体内部不受钻头刮、磨的影响。开关短接上还安装有单头剪切螺钉206，其与开关滑套内挡环207的配合使用可以起到保险的作用。
[0044]图7A-E为下钻时的结构图。其中，图7A为开关工具200随钻具刚下入井下套管阀处时的状态，此时，阀板6处于关闭状态，剪切螺钉205还未被剪断。图7B中，开关工具与钻具一起下行穿过阀体内，开关滑套201克服弹簧弹力和阀板6以下的井下压力顶开阀板，此时，剪切螺钉未被剪断。图7C中，开关工具200与钻具一起继续下行，直至开关滑套201下端面抵至下接头的上台阶81后，台阶内径小于滑套外径，滑套不能继续下行，阀板6受滑套作用克服弹簧力而完全打开，阀体内通道30开启，并在后面的下钻与钻进过程中始终保持打开状态，直至起钻时再次被关闭。图7D中，由于钻具继续下行，并通过开关短接203上的双头剪切螺钉205对开关滑套201施加一个向下的力，而滑套不能向下移动，螺钉承受一定切向力。这样当施加的力增加到一定程度时，剪切螺钉205所受力超过最大剪切强度而断裂。钻具继续下行，而开关滑套201停留在阀体内，钻具与开关滑套201相当滑动并脱离开来，同时开关短接203上的单头剪切螺钉206向下移动并开始接触到开关滑套201内壁的挡环207。图7E中，钻具继续下行，剪切螺钉206随着受挡环反作用力的逐渐增大而被剪断。至此开关工具200得以打开套管阀并使钻具能够完全穿过阀体内通道30。为使开关滑套201停留在套管阀体内并得以定位，与保护滑套4相类似，在开关滑套201外壁的相同位置开有梯形槽209，如图6所示。这样当开关滑套201坐落于台阶81上时，卡锁9中的锁芯凸台94扣入梯形槽209，实现了滑套的定位(图7C-E)。
[0045]开关工具中的单头剪切螺钉206的主要作用在于:在用开关工具打开套管阀的过程中，由于受压力等因素影响，阀板6开启阻力较大。当开关滑套201还未顶开阀板6时，由于双头剪切螺钉205受力较大而被提前剪断。此时钻具与滑套脱离并相对移动。钻头继续下行并直接顶开阀板6。此时，由阀板与阀座原密封的上下井内空间得以连通，压力达到平衡，阀板6开启阻力减小。单头螺钉206贴合住滑套内挡环207，并带动滑套201其向下滑动，最终利用开关滑套201将阀板6打开至全开位置。最后挡环将螺钉206剪断，保证了钻头顺利穿过阀体而避免了卡钻事故的发生。为了保证钻头能先于开关滑套顶开阀板，钻头底面与滑套底端面的距离应小于单头剪切螺钉206与挡环207的间距。各剪切螺钉的结构尺寸、安装数量与位置分布，以及与挡环之间的间距等参数可更加实际情况进行调整。如沿圆周方向的排列数量和方式可以是一个或多个分布，以及沿阀体轴线方向也可以是一排或多排配置等。螺钉的开关短接可以采用其它类似结构接头代替。开关滑套内挡环207上开有多个环状排列的小孔208，用于在钻井过程中减小挡环在通道30内形成的节流助力作用。
[0046]当钻井过程结束后，在起钻过程中，当钻头上行并穿过阀体内时，由于开关滑套201内挡环207的内径要小于钻头204的外径，钻头通过挡环带动开关滑套一起向上滑动，如图8A所示。当滑套201向上穿过阀体内阀座后，阀板6由于受弹簧弹力作用而逐渐关闭，并在借助其下井底压力的作用下完全坐封于阀座5上，阀体内通道30关闭，如图SB所示。至此开关工具实现了对套管阀的关闭操作。
【权利要求】
1.一种机械式井下套管阀，包括阀体部件，所述阀体部件包括上接头(I)、阀座接头(2)、连接套(3)，阀座(5)和下接头(8)，其特征在于:还包括有保护滑套(4)和用于开关阀体部件内通道的阀板(6)，所述阀板(6)铰接在阀座(5)上，所述保护滑套(4)安装在阀体部件内，保护滑套(4)的外壁同时与阀座接头(2)的内壁和阀座(5)的内壁配合，且保护滑套(4)能在阀体部件之中上下滑动，保护滑套(4)的下部端面坐落在下接头(8)的台阶上，在连接套(3)的内壁安装有定位卡锁(9)，在保护滑套(4)的外壁安装有与定位开锁配合的定位凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:所述定位卡锁(9)主要由卡座、锁芯和弹簧组成，锁芯位于卡座内，并在卡座内沿阀体部件的径向滑动，锁芯的外台阶与卡座的内台阶贴合定位，卡锁的锁芯凸台具有一个伸出卡座外的梯形结构，该梯形结构与保护滑套(4)上的定位凹槽相匹配。
3.根据权利要求1或2所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:保护滑套(4)的上部内壁设有一个缩径台阶的漏斗型结构，与漏斗型结构配合设置有锥形倒扣结构的专用工具，所述专用工具整体呈圆柱型结构，专用工具的伸入段为倒圆锥台结构，倒圆锥台结构的下端面外径小于保护滑套(4)的上端面内径，倒圆锥台结构的上端面的外径大于保护滑套(4)内最小内径。
4.根据权利要求1所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:所述阀板(6)座封在阀座(5)上，且阀座(5)上安装有与驱使阀板(6)座封的扭转弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:还包括有开关工具，开关工具为与钻具组合相连接的结构所组成，具体结构是:在钻头与钻柱之间连接有一个开关短接，开关短接外部通过双头剪切螺钉连接有一个外嵌的开关滑套，开关滑套的外径小于阀体部件的最小内径。
6.根据权利要求5所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:开关短接上还安装有单头剪切螺钉，在开关滑套内壁安装有内挡环，内挡环与单头剪切螺钉配合。
7.根据权利要求6所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:在内挡环上开有多个环状排列的小孔。
8.根据权利要求5所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:开关滑套的底部外壁设有一斜面，斜面的斜度与锁芯凸台的外斜面斜度相同，在开关滑套的外壁安装有与定位开锁配合的定位凹槽。
9.根据权利要求5所述的一种机械式井下套管阀，其特征在于:开关滑套的下端面低于钻头底面。
【文档编号】E21B34/06GK103790551SQ201210435543
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月5日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】张保贵, 羡维伟, 陈科旭, 罗茂娜 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院