专利名称:固井碰压自闭阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种固井碰压自闭阀，属于石油钻探行业固井工具【技术领域】。本实用新型由阀体、碰压滑套、座封衬套、关闭滑套、限位钢球、驱动弹簧、限位底套及剪切销钉组成；阀体为管状结构，两端设有连接螺纹；座封衬套为“凸”字形管状结构，位于阀体内部，套壁下部开有分流孔，套壁中部开有限位球孔，孔内容纳限位钢球；碰压滑套为管状结构，下部内壁开有凹槽，套于座封衬套外上部；关闭滑套为管状结构，位于座封衬套内部，其内容纳驱动弹簧；限位底套为环形结构，固定于座封衬套下端。本实用新型能在固井碰压时将井底可靠关闭，有效防止水泥浆倒流入套管，并能防止钻井液内沉沙或岩屑沉积堵塞循环通道，可充分满足固井施工作业的技术需求。
【专利说明】 固井碰压自闭阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种固井碰压自闭阀，属于石油钻探行业固井工具【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在目前石油钻探的固井施工作业过程中，通常会使用套管浮箍浮鞋来防止水泥浆倒流，一旦浮箍浮鞋功能失效，将直接导致水泥浆倒流入套管内形成水泥塞，严重时甚至会导致整井报废。专利:ZL201010266105.3公开了一种注水泥作业用套管关井阀，主要由本体、关闭套、循环外套构成，循环外套上均布有循环孔，关闭套与循环外套之间通过“O”型圈密封。但该发明有以下不足:首先，当胶塞推动关闭套向下移动至循环外套上的循环孔刚被关闭时，胶塞与循环外套之间的液体便被困在一个密闭的空间，由于液体无法被压缩，困液效应使关闭套无法继续向下移动，因循环孔不能被完全遮蔽，下部液体在压力下容易返回套管内，所以关闭不可靠；其次，由于循环外套内空间较小，而且其侧壁上的循环孔为水平方向开设，当钻井液中存在落沙或岩肩沉积时，极其容易造成循环通道堵塞；此外，关闭套在受到落物堵塞时，在压力作用下容易造成意外关闭，由此导致严重的质量事故；因此，该发明的可靠性不能充分满足固井施工作业的技术需求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了解决现有技术中套管关井阀关闭不可靠，循环通道易被钻井液中落沙或岩肩沉积堵塞，井内落物易导致阀体意外关闭等问题，提供一种固井碰压自闭阀，确保井底关闭可靠性，防止循环通道被堵塞，避免阀体意外关闭。
[0004]本实用新型的技术方案是:提供一种固井碰压自闭阀，由阀体、碰压滑套、座封衬套、关闭滑套、限位钢球、驱动弹簧、限位底套组成；阀体为管状结构，上、下两端均设有连接螺纹；座封衬套为“凸”字形管状结构，位于阀体内部，其上端封闭，下部通过螺纹与阀体下部相连，套壁下部四周开有分流孔，套壁中部对称开有限位球孔，孔内容纳限位钢球；碰压滑套为管状结构，下部内壁开有凹槽，套于座封衬套外上部，二者之间通过剪切销钉固定；关闭滑套为管状结构，位于座封衬套内部，其下端设有内台肩，其内容纳柱状驱动弹簧，其下部外壁开有限位凹槽；限位底套为环形结构，其内径小于关闭滑套的外径，通过螺纹固定于座封衬套下端。
[0005]座封衬套与关闭滑套之间设置有两道密封圈。
[0006]座封衬套与阀体螺纹连接处的根部设有密封圈。
[0007]座封衬套与阀体连接螺纹下端设置有防转销钉。
[0008]座封衬套与限位底套之间的连接螺纹底端设有防转销钉。
[0009]关闭滑套下部外壁凹槽的横截面为梯形或圆弧形。
[0010]限位钢球的直径大于座封衬套的壁厚。
[0011]碰压滑套上端管壁至少开有一个泄流孔。
[0012]与现有技术相比，由于本实用新型既能在固井碰压时将井底彻底关闭，有效防止水泥浆倒流入套管造成留水泥塞事故的发生，又能防止钻井液内沉沙或岩肩沉积堵塞循环通道，还能防止因井内落物导致阀体意外关闭，可充分满足固井施工作业的技术需求，广泛适用于各类探井、水平井、深井、复杂井的固井作业中。
【附图说明】
[0013]图1:固井碰压自闭阀关闭前结构图；
[0014]图2:固井碰压自闭阀关闭后结构图；
[0015]图中:1_阀体；2_碰压滑套；3_座封衬套；4_关闭滑套；5_限位钢球；6-驱动弹簧；7_限位底套；8_剪切销钉；2-1-泄流孔；2-2_凹槽；2-3_密封圈；2_4_防转销钉；3-1-分流孔；3-2_限位球孔；4-1_密封圈；4-2_密封圈；4_3_限位凹槽。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步说明:
[0017]如图1及图2所示，本实用新型由阀体1、碰压滑套2、座封衬套3、关闭滑套4、限位钢球5、驱动弹簧6、限位底套7组成；阀体I为管状结构，上、下两端均设有连接螺纹；座封衬套3为“凸”字形管状结构，位于阀体I内部，其上端封闭，下部通过螺纹与阀体I下部相连，套壁下部四周开有分流孔3-1，套壁中部对称开有限位球孔3-2，孔内容纳限位钢球5 ;碰压滑套2为管状结构，下部内壁开有凹槽2-2，套于座封衬套3外上部，二者之间通过剪切销钉8固定；关闭滑套4为管状结构，位于座封衬套3内部，其下端设有内台肩，其内容纳柱状驱动弹簧6，其下部外壁开有限位凹槽4-3 ;限位底套7为环形结构，其内径小于关闭滑套4的外径，通过螺纹固定于座封衬套3下端。
[0018]所述座封衬套3与关闭滑套4之间设置有两道密封圈4-1、4_2 ;所述座封衬套3与阀体I螺纹连接处的根部设有密封圈2-3 ;所述座封衬套3与阀体I连接螺纹下端设置有防转销钉2-4 ;所述座封衬套3与限位底套7之间的连接螺纹底端设有防转销钉7-1。
[0019]所述关闭滑套4下部外壁凹槽4-3的横截面为梯形或圆弧形。
[0020]所述限位钢球5的直径大于座封衬套3的壁厚。
[0021 ] 所述碰压滑套2上端管壁至少开有一个泄流孔2-1。
[0022]使用该实用新型时，将阀体I上部的内螺纹旋接于套管柱下部，阀体I下部外螺纹连接在套管浮箍上部，完成下套管作业后进行循环洗井及注水泥作业时，如图1所示，因限位钢球5被碰压滑套2下端内壁限制在座封衬套中部的限位球孔3-2及关闭滑套4外壁的限位凹槽4-3之内，关闭滑套4被限位钢球5定位在座封衬套3内上部，座封衬套3下部的分流孔3-1处于打开状态，液流可依次经过阀体I与碰压滑套2之间的环形空间、座封衬套3下部的分流孔3-1及限位底套7中心通孔向下流动；由于阀体I与其内部结构之间空间较大，且座封衬套3内部水眼开阔，沉沙及岩肩较易通过，不易造成堵塞；即使井内有意外落物，碰压滑套两端也不会形成压差，不会剪断剪切销钉8后下行并导致关闭滑套关闭。
[0023]当注水泥工序完成后，压入胶塞并替浆至碰压时，胶塞推动碰压滑套2剪断剪切销钉8后向下移动，如图2所示，当碰压滑套2下部内壁上的凹槽2-2与座封衬套3中部的限位球孔3-2平齐时，限位钢球5在驱动弹簧6弹力驱动下被挤出限位凹槽4-3后部分进入凹槽2-2内，此时关闭滑套4失去限位球5对其的轴向限位，在驱动弹簧6的弹力作用下迅速向下移动，直至其下端面触及限位底套7的上端面；此时，座封衬套3下部的分流孔3-1被关闭滑套4关闭，液流无法经由分流孔3-1倒流入阀体I内部。由于关闭滑套4在关闭过程中不存在液体被压缩的情况，无困液效应存在，因此关闭迅速可靠。由于水泥浆无法经座封衬套3下部的分流孔3-1回流入套管内形成水泥塞，因此可充分确保满足固井施工作业的需求。
【权利要求】
1.固井碰压自闭阀，由阀体(I)、碰压滑套(2)、座封衬套(3)、关闭滑套(4)、限位钢球(5)、驱动弹簧￠)、限位底套(7)组成，阀体(I)为管状结构，上、下两端均设有连接螺纹；其特征在于:座封衬套(3)为“凸”字形管状结构，位于阀体(I)内部，其上端封闭，下部通过螺纹与阀体(I)下部相连，套壁下部四周开有分流孔(3-1)，套壁中部对称开有限位球孔(3-2)，孔内容纳限位钢球(5);碰压滑套(2)为管状结构，下部内壁开有凹槽(2-2)，套于座封衬套(3)外上部，二者之间通过剪切销钉(8)固定；关闭滑套(4)为管状结构，位于座封衬套(3)内部，其内容纳柱状驱动弹簧￠)，其下部外壁开有限位凹槽(4-3);限位底套(7)为环形结构，其内径小于关闭滑套(4)的外径，固定于座封衬套(3)下端。2.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:座封衬套(3)与关闭滑套(4)之间设置有两道密封圈(4-1、4-2)。3.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:座封衬套(3)与阀体(I)螺纹连接处的根部设有密封圈(2-3)。4.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:座封衬套(3)与阀体(I)连接螺纹下端设置有防转销钉(2-4)。5.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:座封衬套(3)与限位底套(7)之间的连接螺纹底端设有防转销钉(7-1)。6.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:关闭滑套(4)下部外壁凹槽(4-3)的横截面为梯形或圆弧形。7.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:限位钢球(5)的直径大于座封衬套⑶的壁厚。8.根据权利要求1所述的固井碰压自闭阀，其特征在于:碰压滑套(2)上端管壁至少开有一个泄流孔(2-1)。
【文档编号】E21B34-06GK204283333SQ201420642598
【发明者】周战云, 李社坤, 魏风勇, 陈道元, 郭子文, 任文亮, 丁开军 [申请人]中国石油化工集团公司, 中石化中原石油工程有限公司固井公司