可多次开关随钻堵漏阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种可多次开关随钻堵漏阀，包括转换接头、循环短节本体、防转喷嘴、球座、卡簧、弹簧、限位管和捕球器本体，所述循环短节本体内部设置压轴套且与所述压轴套之间形成容纳导向轴套和芯管的空间，所述芯管下方设置导引管，所述捕球器本体上端与所述循环短节本体螺纹连接，所述捕球器本体内部安装捕球器芯轴。本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，随钻具一起进入井下，不影响正常钻井作业，当遇到漏层需要堵漏时，无需起下钻具，可以在地面通过投球的方式控制其开关来进行堵漏作业，能有效避免堵塞或腐蚀动力钻具、LWD或MWD等底部钻具组合，从而大大降低事故的风险和难度，节约了事故处理时间，降低钻井成本。
【专利说明】
可多次开关随钻堵漏阀
技术领域
[0001]本实用新型属于钻井技术领域，尤其是涉及一种可多次开关随钻堵漏阀。
【背景技术】
[0002]随着油气勘探开发的发展，深井、复杂井和特殊工艺井的数量逐年上升，而井漏问题是其钻井过程中十分棘手的难题，往往会浪费大量的人力、财力和时间，严重的井漏会引发井壁坍塌、卡钻和井喷事故，甚至会使一口井报废，造成巨大的经济损失。虽然人们提出，应用了许多堵漏技术和方法，但是钻井井漏问题至今未能达到有效解决。
[0003]井漏的一般处理方法有静止堵漏，颗粒桥塞堵漏，用高失水浆液堵漏，暂堵法，无机胶凝物质堵漏法，复合堵漏技术，强行钻进套管封隔技术等。对于复杂地层井漏处理，国内外在堵漏材料、堵漏工具和工艺都有一定的研究和发展。特大洞穴、裂缝、盐层底部地层、多套压力体系地层、又喷又漏的地层、低压地层、水层、调整井的漏失是世界公认的难题，是钻井事故中的灾难性事故。针对这些问题，在现有堵漏技术的基础上，目前又发展了工具堵漏、各种聚合物-胶联剂段塞和合成石墨粉堵漏等。
[0004]利用各种井下工具堵漏，不仅可以提高堵漏成功率和堵漏质量，还能缩短时间和减少人力物力消耗，尤其是在一些比较复杂的井漏情况下。就堵漏工具种类而言，归结起来可分为助堵工具、注入工具、封隔工具、输送工具和混合工具五类。在实际应用中，根据不同的堵漏方法和工艺来选择相应的堵漏工具。如针对溶洞恶性井漏，国内外发展了波纹管、膨胀套管、跨式封隔器以及网袋水泥法等，对提高溶洞恶性井漏的封堵效率起到了积极作用。
[0005]目前，堵漏工具已成为对付井漏的一种重要手段，国外十分重视其研究和推广应用。据报道，美国国民油井公司设计出的循环堵漏短节，能够进行无限次的进行随钻堵漏作业，有效保护BHA钻具组合。以及DSI公司研发的一体式随钻旁通阀，在使用涡轮，井下马达或取芯作业过程中发生井漏时，可以在地面上通过液压控制旁通阀的开关(最多6次)来进行堵漏作业。该类型旁通阀允许各种堵漏剂的使用，能有效防止堵漏涡轮，井下马达和取芯筒，从而大大降低了事故处理的风险和难度，节约了事故处理时间，降低了钻井成本。
[0006]国外的堵漏工具虽然比较先进，但是租赁费用太高。而我国在堵漏工具研究方面进展较慢。目前国内提出的物理法防漏堵漏技术，是采用在钻头和钻铤之间安装旋转射流器，在漏层的井壁上形成一层低渗、牢固的泥饼，提高井壁的正反承压能力，主要适用于孔隙和裂缝性漏层的井漏。该工具虽然对防漏堵漏有一定的效果，但是钻具底部无法接螺杆钻具、随钻测斜仪等等高精密工具。国内现有的一体式随钻堵漏循环控制阀，结构相对复杂，加工困难，费用高，并且进行多次堵漏施工后，捕球器下端的过流面积大大降低，不利于正常钻进。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种可多次开关随钻堵漏阀，以解决现有堵漏阀结构复杂，加工困难，反复使用效率低下的问题。
[0008]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0009]—种可多次开关随钻堵漏阀，包括循环短节和捕球器短节，所述循环短节包括转换接头、循环短节本体、压轴套、芯管、导向轴套、防转喷嘴、球座、卡簧、导引管、弹簧和限位管，所述捕球器短节包括捕球器本体和捕球器芯轴，所述转换接头、所述循环短节本体和所述捕球器本体的中心均为通孔，所述循环短节本体一端与所述转换接头螺纹连接，所述循环短节本体中间设置沿圆周方向的一号循环孔，所述循环短节本体内部设置所述压轴套且与所述压轴套之间形成容纳所述导向轴套和所述芯管的空间，所述芯管套装在所述压轴套外部，所述芯管上端设置导引块，所述芯管中部设置沿圆周方向的三号循环孔，所述三号循环孔下方设置与所述芯管内壁连接的所述球座，所述球座下方连接所述限位管，所述芯管下方与所述导引管螺纹连接构成循环短接芯轴，所述导引管与所述循环短节本体之间形成空腔结构，所述循环短节本体在空腔底部形成台阶，所述台阶与所述弹簧的底部固定连接，所述弹簧顶部固定在所述芯管下端面上，所述芯管的外壁与所述导向轴套套接后中间形成导向槽，所述导向槽位于所述导引块下方，所述导向轴套下方设置沿圆周方向的二号循环孔，所述二号循环孔与所述一号循环孔对齐并用所述防转喷嘴和所述卡簧固定连接，所述捕球器本体上端与所述循环短节本体螺纹连接，下端用来连接钻杆，所述捕球器本体内部安装所述捕球器芯轴，所述捕球器芯轴底部设置流通孔。
[0010]进一步的，所述防转喷嘴外侧安装防尘帽。
[0011 ]进一步的，所述压轴套下端设置弹性爪结构，所述芯管中间内壁设置与所述弹性爪配合的内爪槽。
[0012]进一步的，所述一号循环孔为通孔，所述一号循环孔的位置和数量与所述二号循环孔--对应。
[0013]进一步的，所述捕球器芯轴包括管体，所述管体上设置若干矩形流通孔。
[0014]进一步的，所述循环短节本体和所述导向轴套通过密封组件径向密封。
[0015]进一步的，所述芯管和所述球座通过密封组件径向密封。
[0016]进一步的，所述循环短节本体和所述导引管通过密封组件径向密封。
[0017]进一步的，所述导引管设置多个排气孔。
[0018]进一步的，所述捕球器芯轴底部设置的流通孔为圆形。
[0019]相对于现有技术，本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀具有以下优势:
[0020](I)本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，随钻具一起进入井下，不影响正常钻井作业，当遇到漏层需要堵漏时，无需起下钻具，可以在地面通过投球的方式控制其开关来进行堵漏作业，能有效避免堵塞或腐蚀动力钻具、LWD或MWD等底部钻具组合，从而大大降低事故的风险和难度，节约了事故处理时间，降低钻井成本。
[0021](2)本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，导向轴套与循环短节本体之间通过在流通孔内安装防转喷嘴，有效防止导向轴套发生轴向和周向运动，防转喷嘴上安装有防尘帽，防止在储存和运输过程中，杂物进入循环孔。
[0022](3)本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，采用分体结构设计，更易于加工、运输，可适当增加捕球器短节的长度，提高堵漏施工作业的次数。
[0023](4)本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，压轴套下端采用弹性爪结构设计，与循环短节本体内爪槽配合，有效增大可多次开关随钻堵漏阀开启压力。
[0024](5)本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，导引管管壁上开有多组小排气孔，防止在循环短节芯轴在下行过程中导引管与本体之间形成死腔。
[0025](6)本实用新型所述的可多次开关随钻堵漏阀，可适当增加捕球器短节的长度，提高堵漏施工作业的次数。
【附图说明】
[0026]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0027]图1为本实用新型实施例所述的可多次开关随钻堵漏阀循环短节结构示意图；
[0028]图2为本实用新型实施例所述的可多次开关随钻堵漏阀捕球器短节结构示意图。
[0029]附图标记说明:
[0030]丨-转换接头；2-循环短节本体;201-—号循环孔;3-压轴套；301-弹性爪;4_芯管；401-导引块;402-三号循环孔;403-内爪槽;5-导向轴套;501-二号循环孔;502-导向槽;6-防转喷嘴;7-球座;8-卡簧;9-导引管;901-排气孔；10-弹簧；11-防尘帽；12-限位管；13-捕球器本体;14-捕球器芯轴。
【具体实施方式】
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0033]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0034]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0035]—种可多次开关随钻堵漏阀，如图1和图2所示，包括循环短节和捕球器短节，所述循环短节包括转换接头1、循环短节本体2、压轴套3、芯管4、导向轴套5、防转喷嘴6、球座7、卡簧8、导引管9、弹簧10和限位管12，所述捕球器短节包括捕球器本体13和捕球器芯轴14，所述转换接头1、所述循环短节本体2和所述捕球器本体17的中心均为通孔，所述循环短节本体2—端与所述转换接头I螺纹连接，所述循环短节本体2中间设置沿圆周方向的一号循环孔201，所述循环短节本体2内部设置所述压轴套3且与所述压轴套3之间形成容纳所述导向轴套5和所述芯管4的空间，所述芯管4套装在所述压轴套3外部，所述芯管4上端设置导引块401，所述芯管4中部设置沿圆周方向的三号循环孔402，所述三号循环孔402下方设置与所述芯管4内壁连接的所述球座7，所述球座7下方连接所述限位管12，所述芯管4下方与所述导引管9螺纹连接构成循环短接芯轴，所述导引管9与所述循环短节本体2之间形成空腔结构，所述循环短节本体2在空腔底部形成台阶，所述台阶与所述弹簧10的底部固定连接，所述弹簧10顶部固定在所述芯管4下端面上，所述芯管4的外壁与所述导向轴套5套接后中间形成导向槽502，所述导向槽502位于所述导引块401下方，所述导向轴套5下方设置沿圆周方向的二号循环孔501，所述二号循环孔501与所述一号循环孔201对齐并用所述防转喷嘴6和所述卡簧8固定连接，所述捕球器本体13上端与所述循环短节本体2螺纹连接，下端用来连接钻杆，所述捕球器本体13内部安装所述捕球器芯轴14，所述捕球器芯轴14底部设置流通孔。
[0036]所述防转喷嘴6外侧安装防尘帽11。
[0037]所述压轴套3下端设置弹性爪301结构，所述芯管4中间内壁设置与所述弹性爪301配合的内爪槽403。
[0038]所述一号循环孔201为通孔，所述一号循环孔201的位置和数量与所述二号循环孔
501——对应。
[0039]所述捕球器芯轴14包括管体，所述管体上设置若干矩形流通孔。
[0040]所述循环短节本体2和所述导向轴套5通过密封组件径向密封，所述芯管4和所述球座7通过密封组件径向密封，所述循环短节本体2和所述导引管9通过密封组件径向密封。
[0041]所述导引管9设置多个排气孔901，所述捕球器芯轴14底部设置的流通孔为圆形。
[0042]一种可多次开关随钻堵漏阀的工作原理为:
[0043]根据随钻堵漏施工设计的要求，在底部钻具组合上端安装可多次开关随钻堵漏阀一旦发现漏层，需要进行堵漏施工作业时，首先投入一个较大尺寸的非金属球，控制排量，栗送非金属球入球座7 ο当球顺利入球座7时，可观察到立管压力上升，此时增大排量至工具完全打开排量值，从而使循环短接芯轴的三号循环孔402与二号循环孔501连通，达到旁通状态。然后就可以进行堵漏施工作业，施工作业结束后，再从井口投入2个大小相同的钢球，钢球到达工具后，堵塞三号循环孔402，栗压增高，在一定压力下，非金属球剪切穿过球座7，掉入捕球器本体17上方的空腔内，随后两个钢球也掉入空腔内，循环短接芯轴在弹簧10恢复力的作用下回到初始位置，三号循环孔402与二号循环孔501错开，工具处于关闭状态。在经过多次施工作业，可将工具起出，卸掉捕球器短节，取出捕球器芯轴18内的非金属球和钢球。
[0044]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:包括循环短节和捕球器短节，所述循环短节包括转换接头(I)、循环短节本体(2)、压轴套(3)、芯管(4)、导向轴套(5)、防转喷嘴(6)、球座(7)、卡簧(8)、导引管(9)、弹簧(10)和限位管(12)，所述捕球器短节包括捕球器本体(13)和捕球器芯轴(14)， 所述转换接头(I)、所述循环短节本体(2)和所述捕球器本体(17)的中心均为通孔，所述循环短节本体(2)—端与所述转换接头(I)螺纹连接，所述循环短节本体(2)中间设置沿圆周方向的一号循环孔(201)， 所述循环短节本体(2)内部设置所述压轴套(3)且与所述压轴套(3)之间形成容纳所述导向轴套(5)和所述芯管(4)的空间，所述芯管(4)套装在所述压轴套(3)外部，所述芯管(4)上端设置导引块(401)，所述芯管(4)中部设置沿圆周方向的三号循环孔(402)，所述三号循环孔(402)下方设置与所述芯管(4)内壁连接的所述球座(7)，所述球座(7)下方连接所述限位管(12)，所述芯管(4)下方与所述导引管(9)螺纹连接构成循环短接芯轴，所述导引管(9)与所述循环短节本体(2)之间形成空腔结构，所述循环短节本体(2)在空腔底部形成台阶，所述台阶与所述弹簧(10)的底部固定连接，所述弹簧(10)顶部固定在所述芯管(4)下端面上，所述芯管(4)的外壁与所述导向轴套(5)套接后中间形成导向槽(502)，所述导向槽(502)位于所述导引块(401)下方，所述导向轴套(5)下方设置沿圆周方向的二号循环孔(501)，所述二号循环孔(501)与所述一号循环孔(201)对齐并用所述防转喷嘴(6)和所述卡簧(8)固定连接， 所述捕球器本体(13)上端与所述循环短节本体(2)螺纹连接，下端用来连接钻杆，所述捕球器本体(13)内部安装所述捕球器芯轴(14)，所述捕球器芯轴(14)底部设置流通孔。2.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述防转喷嘴(6)外侧安装防尘帽(11)。3.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述压轴套(3)下端设置弹性爪(301)结构，所述芯管(4)中间内壁设置与所述弹性爪(301)配合的内爪槽(403)。4.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述一号循环孔(201)为通孔，所述一号循环孔(201)的位置和数量与所述二号循环孔(501)—一对应。5.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述捕球器芯轴(14)包括管体，所述管体上设置若干矩形流通孔。6.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述循环短节本体(2)和所述导向轴套(5)通过密封组件径向密封。7.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述芯管(4)和所述球座(7)通过密封组件径向密封。8.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述循环短节本体(2)和所述导引管(9)通过密封组件径向密封。9.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述导引管(9)设置多个排气孔(901)。10.根据权利要求1所述的可多次开关随钻堵漏阀，其特征在于:所述捕球器芯轴(14)底部设置的流通孔为圆形。
【文档编号】E21B34/06GK205714097SQ201620401849
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】董赵朋, 蒋海涛, 田晓勇, 郭超, 左岳, 曹靖瑜, 陶松龄, 董颖
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司